原创 《一砂一世界》书评(1) 封印在芯片中的机械

2019-11-18 19:03 2479 12 9 分类: 通信 文集: 技术书籍读后感

《一砂一世界 一书读懂MEMS产业的现状与未来》读后感(1)  封印在芯片中的机械

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首先非常感谢面包板社区,提供给我这次试读机会。


神秘的 SiO2晶体一直对我有莫大的吸引力,即便我曾经做过10年的 FPGA的逻辑开发工程师,这种神秘的吸引力一直未减,反而越发散发出醇厚的香气,令人不由自主想入非非,沉醉到奇思遐想中。

我曾编写的那些verilog代码,是被综合成一种怎样的九曲十八弯的羊肠小道,旋转盘绕的楼梯,齐头并进的笔直的一捆龙须面条,被布局布线到芯片中后,这些复杂到匪夷所思的近乎迷幻的结构,只为了去实现一个简单得难以置信的小小功能。


这其中巨大的反差让我着了迷。


MEMS 也算不上是新生事物了。这门技术已经有四十多年了。微机电系统(Microelectro Mechanical Systems)的概念,更像是一种科幻。


封装在芯片里的 微小机器,脑海里不由自主地 浮现出四个字:“纳米科技”  


还记得10年前被热炒的这个概念吗?  MEMS传感器 是一种 纳米机器吗?


《一砂一世界 一书读懂MEMS产业的现状与未来》这本书几乎就是包罗万象的。

从 MEMS的历史,到几大类型的器件,到应用,以及全球企业布局,直到我国现在MEMS企业,产业的36计等等,非常精彩。

因为书的内容比较多, 我的读后感打算分为几期啦  :-)

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对于技术派的读者来说,这本书可能满足读者的很多技术想象。


封装在芯片中的,大家首先想到的就是SOC,面积巨大的极其复杂的芯片:集成了多个CPU核,GPU核,内存模块,以太网接口,AI引擎,加密解密引擎等

这种巨型芯片就是为了实现“集成+连接”,提供”大带宽“和”低时延“来掌控“大数据”信息。


而 MEMS则走的是另外的一条路径。即,把现实世界中的没有那么多智力的粗老笨重的机械结构,封装到一个小小的芯片中。

在另外一个次元里,这些微型的机器,依然可以实现它在现实世界的功能。


感觉最应该有这种想法的应该是日本人才对。那个民族对于细小精致的东西有一种近乎病态的审美和喜爱。

实际上这样奇怪的变态微雕一样的东西,居然是人高马大的老米们想出来的,真的让人大跌眼镜。


把现实中的大机械结构,小型化,微型化,一直缩小到微观尺度,封装到芯片中,这个就是 MEMS所干的事了。


把原来一所房子那么大的机器,塞进一粒沙子里。也就是说:可以用一粒沙子,生产出原来一所房子那么大的机器。

MEMS具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、适合批量、易于集成的特点。

把原来复杂精密的机械仪表变成白菜价了。


所以 MEMS的第一要素是市场: 要微缩的那台原始的机械,究竟有多少人愿意花钱购买呢?

必须是常用的,管用的,通用的,好用的,哪些机器, 才值得封印到芯片中。所以本书用了大量篇幅讲解MEMS产业。


另外,在微米量级的世界里,微小机器所遇到的状况,在宏观世界里是想象不到的。

我一直比较担心:如果颠簸得比较厉害,把微小机器的哪些杆子呀长臂呀细牙呀梳齿什么,给颠散了掰折了崩断了磕碎了,该怎么办么?


答案是:不用担心。宏观尺度的经验,搬到微观尺度,就完全不是那么回事了。


这个原因就是: 尺度效应, 或者表面效应,或者隧道效应,都是一个意思。

从宏观进入微观,这是在思想上第一个需要扭转的地方。


宏观力学的规律当然存在并且起作用,MEMS目前还没有进入 量子世界的尺度呢!

问题在于:宏观力学的规律起作用的方式是不同的。


从宏观到微观,体积是按照-3次方衰减的,面积是-2次方,长度是-1次方。

体积收缩得极其快,和体积相关的物理规律同样衰减得到非常快。


蚂蚁可以举起比自己体积更大的物体,能说明,蚂蚁的肌肉更加孔武有力吗?

其实根本说明不了。能说明的只是:体积这种东西,非常快得失去了发言权。

水蝇可以在水面行走,只能说明,当体积要素衰减到一定程度以后,和面积长度相比,其影响力就几乎就变得可有可无了。

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第一篇暂时先写到这里吧 ;-)

作者: FPFA兔兔爸, 来源:面包板社区

链接: https://www.mianbaoban.cn/blog/uid-me-1729144.html

版权声明:本文为博主原创,未经本人允许,禁止转载!

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文章评论 5条评论)

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curton 2019-11-29 21:25

一沙一世界 名字好啊

小远 2019-11-27 09:37

月下萤虫: 看来博主是一位性情中人,哈哈
同感,哈哈

eeNick 2019-11-20 15:30

感谢,期待更多分享

月下萤虫 2019-11-20 13:32

看来博主是一位性情中人,哈哈

moniqiuwen 2019-11-20 09:18

博主文笔好厉害,期待后几期
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FPFA兔兔爸 2019-11-29 15:52
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