科技八卦说|错了一个怎么办？该怎么保证可靠性？，芯片有几十亿个晶体管许多了解芯片结构的朋友是否都思考过这

许多了解芯片结构的朋友是否都思考过这样一个问题，大型或者高精度芯片的内部有几十亿个晶体管，而且精度控制在几纳米的范围内，比如华为麒麟9905G处理器，不到一个指甲盖大小的空间里封装了103亿个晶体管。那么芯片是如何保证其持续且高效地运行的呢？
其实关于这个疑问可以分成两个问题，一是芯片中的几十亿个晶体管是否一个都不能出错？二是芯片如何保持高的可靠性？

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芯片中的晶体管是否一个都不能出错？
要想了解这个问题，首先我们要了解芯片的制作过程，芯片的制作过程主要分为三个过程：
1.首先是晶圆的制作，我们需要将石英砂制成高纯度的单晶硅圆柱体，之后将其切片打磨，制成我们需要的晶圆片；
2.接着是进行光刻，掩膜，机械，化学处理等过程，著名的荷兰阿斯麦（ASML）光刻机就是靠这个加工过程赚取丰厚利润的；
3.最后是焊接和管脚处理，塑装，切割，测试等，每一步都需要精细处理，才能制成合格的芯片。

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在简单了解了芯片的生产制作过程后，大家应该都了解芯片生产的困难了吧？考虑到芯片原材料的材质，环境状况，人为影响以及设备影响，芯片的制作过程总会出现纰漏，做不到完完全全和设计初衷一模一样。
所以在首先在设计之初，芯片会设计一些多余的晶体管，也就是芯片会预留一些保留区域，假设在制作过程或使用过程中某个晶体管坏掉了，则系统会自动屏蔽掉这一组晶体管，从保留的多余晶体管开发出一组晶体管来取代它。

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当然，保留区域的晶体管数目是有一定限度的，如果使用范围超过这个限度，那么这颗芯片就只能进行降级运行，如砍掉部分处理器件的功能。
再者，芯片制造过程中，产商也会严格把控生产过程，毕竟废品率的居高不下也意味着成本的居高不下。
所以制造过程的高精密度，例如车间的超净和超静，材料的纯度，减少人工错误提高制造过程的自动化等等。最后在封装测试阶段，也会进行各种检测，确保送到用户手上的产品是能够正常运行的。

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芯片为何有如此高的可靠性？
芯片之所以有如此高的可靠性，这还要得益于工业界所积累的一套完整的流程体系所确保的结果。
我们知道软件代码的开发速度很快，而且可以修修改改，但是硬件不行。产商当前发布的新产品，基本上都是该公司的研发人员两到三年前开始设计，历经2年测试，历经硬件架构师设计，测试工程师测试，找出bug并进行修改，最后由后端工程师将代码转化为实际的电路，进行布局和布线。

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所以相比于软件，硬件不仅耗时长，而且投入大，同时还要保证不出纰漏，自然难度完全不一样。
同时硬件本身就能够在某些错误造成时进行恢复，只要恢复时间够短，一般就不会察觉到系统曾经的失败和错误，也基本上不会影响它们的正常运用。
总结
中国每年都会进口大量高精度的芯片，其中主要原因是中国在高精度芯片的制作上受制于西方各国，从制作晶圆的原材料，到制作工艺过程中用到的高精度光刻机以及各种仪器，中国的技术储备都与西方国家有着较大差距。