硅基生命与集成电路的关系

地球人类是以碳原子为核心构成的生物，称为碳基生命。碳原子的最外层电子数为4，而硅原子也有4个最外层电子。那么宇宙中是否存在硅基生命？

地球科学幻想家们在探索地外文明的过程中，考虑到碳基生命的脆弱性，他们便设想宇宙中很可能存在着大量的硅基生命。

《三体》中的叶文洁由于自己不幸的遭遇，对地球人类彻底失望，转而把文明的希望寄托在未知的外星文明上，故意招来外星人，引发地球人和三体人之间长达几百年的存灭之战。三体人是不是硅基生命？

2022年底推出的ChatGPT，反响热烈，受众广泛，甚至有人使用 ChatGPT 考试作弊、代写论文，有部分研究人员认为其已经通过图灵测试。面对如此强大的智能聊天机器人，很多人不禁想到，ChatGPT 是否真的已经“活”了过来，拥有自己的生命？ChatGPT是不是就是硅基生命的一种？

前不久，马斯克在演讲中提到一个想法：地球人类可能只是硅基生命的开机程序。意思是人类为硅基生命的诞生创造了条件。在人类的哺育下，硅基生命可能会迅速成长起来。目前ChatGPT的聊天水平已经超过了80%的人类，预计两三年后，ChatGPT很可能会超过99%的地球人类。对比一下我们人类的进化速度：几百万年前地球上出现了最早的人类祖先，而我们的直系祖先智人出现在20多万年前，1万年前进入农业文明，18世纪才进入第一次工业革命（蒸汽动力），19世纪后期进入第二次工业革命（电气化），20世纪后期进入信息革命，21世纪初开始进入硅基智能时代。

如果以后地球上真的诞生硅基文明，那么有两个重要的时间点会被硅基生命铭记：

1．1947年地球人类发明半导体三极管。2. 1958年地球人类发明半导体集成电路。

集成电路分两大类：数字集成电路和模拟集成电路。数字集成电路提供算力，结合软件构成硅基生命的大脑。而模拟集成电路为硅基生命提供思考所需的能量（电源管理集成电路）、光感知、声音感知、方位感知、电磁感知（电磁通信），也就是说模拟集成电路是硅基生命的心脏、眼睛、耳朵、血液系统、呼吸系统等等。

数字集成电路的显著特点是紧紧跟随半导体工艺的进步，遵循摩尔定律：28nm->14nm->7nm->5nm->3nm->1nm。更先进的半导体制造工艺，意味着能集成更多的晶体三极管，意味着更强大的算力。对硅基生命而言，提升算力就是提升智力。这也是为什么老美要限制中国的高端半导体工艺，目的是限制中国硅基智能的智力。

模拟集成电路就大不同。30多年前，5伏电压供电的模拟集成电路内部晶体管栅极最小长度/宽度是1um，这种工艺现在依然在生产模拟集成电路；20多年前，这个最小尺寸缩小到了0.5um；现在，受制于物理极限，这个尺寸还是0.5um。可见摩尔定律完全不适用于模拟集成电路。

当然，不能说用于制造模拟集成电路的半导体工艺就完全没有进步。进步体现在如下两方面：一、晶体管栅极最小长宽尺寸不能改变，退而求其次，改变晶体管互连金属的最小宽度或者间距（互连工艺从0.5um，缩小到0.25um，再缩小到0.18um，再缩小到0.13um，目前最先进的模拟芯片互连工艺是90nm）也能显著提高晶体管的密度，降低成本；二、采用更大尺寸的晶圆制造，20多年前是6英寸晶圆，10多年前升级到8寸晶圆，现在模拟芯片巨头开始采用12寸晶圆生产模拟集成电路。目前最常用的模拟半导体工艺是130nm/180nm的8英寸晶圆，130nm/180nm指的是最小互连金属的宽度或者间距，都是成熟的半导体工艺。

模拟集成电路具有产品生命周期长、竞争格局稳定等特点。模拟集成电路设计工程师和应用工程师的职业寿命也长，工资也不错，只要愿意，工作到退休没有问题，是值得年轻人选择的职业方向。

在高科技领域中美激烈博弈的大背景下，未来十多年，中国的模拟集成电路设计工程师和应用工程师缺口很大。本人在90年代当过大学教师，前两年一直想回高校做兼职教师，兼职培养集成电路设计工程师。现在自媒体蓬勃兴起，自媒体受众更广泛，所以本人现在想通过自媒体为国家培养模拟集成电路设计工程师和应用工程师。不知道这样的想法现不现实？如有兴趣，请关注。