一次冒险但不仓促的尝试——写在《芯片简史》出版之际

汪波

在没有芯片危机时,每一天都是“风轻云淡的日子”,我从未动过写作《芯片简史》的念头。然而当2020年春天美国第二轮制裁华为的大棒毫无征兆地挥舞下来时,我和每个人一样都感到痛彻心扉。

我当然有充足的理由激愤,短时间内拼出一本书来,以快速回应市场的需求。但是二十多年前令我过目难忘的一句话给我敲响了警钟:“我们没有时间把事情一次性做好,却有时间做了又做。”

那段时间疫情爆发不久,我被封在家里,读着加缪的《鼠疫》。当时我乐观地估计最多三个月就能恢复正常生活。可当我读到小说中的城市的封锁时间一延再延、最后长达一年时,我有一种强烈的窒息之感。书中的里厄医生说,“这种理念也许会惹人发笑,但是同鼠疫做斗争,唯一的方式就是诚挚。”

这让我领悟到,面对如此庞大的芯片话题的写作,唯一的方式也是诚挚。如果不是诚实地面对真实的困难和问题,而是盲目乐观、急于求成,最后只能一地鸡毛。

写作书稿跟设计芯片一样,都是用某种符号和语言进行创作,进行版式设计并以光照的方式完成“印刷”或“流片”。想到我以前流片的经历,一个小疏忽连错了芯片上的一根线,十几万流片费就白费了,芯片也报废了。文字错误也会造成同样的后果。如果我不改变积习已久的心态和做法,仍是追求立竿见影的效果,对困难估计不足,不出一段时间又会发现之前仓促中的错误,不得不一做再做,最终留下一个烂摊子。

书写历史对我是一次冒险的尝试。因为芯片的历史不长,且充斥大量技术,历史学家可能还没有完全准备好写作芯片的历史,于是我这样的技术人士就被推到了前台。我从未想过会面对如此的挑战,只能从头开始,用最基本也最笨的方法尝试。我开始了解和试验新的历史叙事方式,一点点学习非虚构的描述方法,像一个刚刚开始习作的小学生改了又改。

芯片历史的难点在于它的历史与技术合而为一,关系紧密,如果不讲技术就只会触及到皮毛,而如果大量讲技术又会太枯燥。左右为难之际,我读到了北大的张兴、黄如和刘晓彦三位老师在《微电子学概论》的前言中写的一段话,他们提出了两个写作原则:一是让外行的人能够看懂,能对微电子学有一个总体的、全面的了解;二是让内行的人读完之后不觉得肤浅,体现出微电子学发展极为迅速的特点…… 这成为了我努力的一个重要目标。为此我做了一个尝试,将技术发明和历史发展故事融合起来,将人作为推动芯片历史发展的载体,将他们的研究经历作为技术进步的脉络轮廓,将聚光灯打在这些发明人身上,除了技术天分,他们也有自己的独特性格和经历。

随着写作的进行,需要查阅的资料和写作的篇幅和一再增加,困难也越来越大。但是我也越来越强烈地感受到,芯片的历史如此重要,我要把它完整地写出来,即使不考虑对别人会不会有什么用,但至少我自己也强烈地想知道芯片的完整历史以及那些发明人的经历,如果能将这段历史厘清,也不辜负这段写作的时光了。

记得有一次从图书馆回来,坐在地铁上的我偶然想到了贝尔实验室的阿塔拉和姜大元,他们发明的MOS晶体管占据了当今世界绝大多数的晶体管份额,没有了MOS晶体管,我周围的所有人手上的手机都将秒变砖块,而我乘坐的地铁将会抛锚在黑漆漆的地下隧道里。然而当时阿塔拉和姜大元不仅没有得到公司资助,还被禁止发论文,甚至研究项目也被裁撤,郁郁不得志的阿塔拉从公司离职。我突然想到自己也曾经有过不能发文章的经历,这一刻阿塔拉和姜大元的遭遇在我身上引起了共鸣,我强烈地体会到他们那种郁闷却又无以言表的心情。在拥挤的地铁车厢里,我的眼眶禁不住涌出泪水,沾湿了口罩……

又过了些天,也是在地铁上,我想到姜大元在七年后再次振作起来,和施敏共同发明了浮栅晶体管,在此基础上后来发展出了今天无处不在的闪存卡、U盘等,而他的想法竟然源自于午饭时吃的一块四层芝士蛋糕。我暗想姜大元这家伙真有毅力,被无辜判输一局比赛后又成功扳回一局,想到这我由衷地为姜大元感到高兴,禁不住喜极而泣…… 尽管这个发明也遭到了公司的否决。那一刻我体会到原始的重大创新来自于叛逆的想法——它们一开始就注定不会受到主流人士的待见。

写作初稿时,每一章少则六七个版本,多则十几个版本,版本号从a一直命名到n。写完第一稿后,开始大规模修订,为了阅读的流畅性,我下决心删除过多的技术细节。看着自己曾费了很大力气写出来的技术内容被删掉,总是有些不舍,最后共删除了正文字数的三分之一,这可能会让一些专业人士觉得太浅。但是我又想到,即便是芯片某个领域内的专家,也只深入了解自己所在的那一小块领域,也需要一种通俗易懂的方式来了解其他芯片领域。所以这本书可以作为一本芯片的通识书来读。这本书的写作有点像打磨钻石,希望呈现出不同的侧面,一个侧面是历史发展脉络,另一个侧面是发明人的传记,还有一个侧面是芯片的科普知识,可能还有一个侧面是资料查阅和索引。

写作中我最担心的是第一章,这里有全书最难的知识点:量子力学。为了把第一章讲得深入浅出,我在网上重新学习了半导体物理和量子力学的课程,又读了若干书籍,最后那门课99%的内容都没有出现在书稿中,因为这一章不能占太多篇幅,而且要用感性的文字替代复杂的公式。此外,我找来了好几本半导体器件的著作,并重新翻出读研究生时的课程笔记。尽管过程辛苦,但我自己也获益匪浅,感觉物理世界在我面前变得更加有秩序起来。

初稿完成后,修订时我定下一个原则:守拙。舍弃所有看起来很聪明的文字,抑制住炫耀和显摆知识的想法,只用最笨拙的方法来写。将书稿提交给出版机构后,又与多位编辑反复修改了近十次。本书的文字编辑主要来自于文科专业,如果她们表示看不懂,那么即使是我自认为不错的文字也必须割爱舍掉。

修改到最后,这些文字在我脑子里变得如此熟悉,读上句知下句,早已内化于胸,看得太顺眼了,以至于即便有一个字笔误了也觉察不出来。我只好借鉴苏轼的“八面受敌”读书法,他每次读史书,只关注一个方面,如这次只关注“典章”,不做他想;下次又只关注另外一个方面,多次反复。我照此方法每次也只修订一个方面,例如这次只关注图片的题注是否有误,下次只关注公司名是否准确,如此一来反而挑出了不少隐藏得很深的毛病。印象最深的是疫情最严重时我在家里抱着暖手袋,耳畔传来孩子上网课的声音,在临时搭起的折叠桌前一个字一个字地对比书稿。

写作中总共查阅并整理的文献有1300多条,大部分是论文、专利、访谈和自传等,在书中实际使用了其中的一部分。管理这么多文献是一件庞大的工作,我找出做科研用的一个学术文献管理软件,用来搜集、标注和分门别类。在编辑阶段,每个文献的网址链接都打开确认无误,每个专业术语都经过编辑的重新审定,每个人名和信息来源都经过反复确认并符合统一的规范标准。

在与编辑共同修订过程中,第一台电子计算机中包含的真空管的数量从18000个改为了17468个,“安腾 2”处理器的晶体管数量从17亿个改成了 17.2 亿个,如此等等。此外,为了确定字母之间究竟用一字线“—”还是半字线“-”而反复讨论,为了确认1968年2月法金到底有没有满27周岁而去查证他的生日。这些是小的改动。大的改动包括合并拆分一些章节,甚至推倒重来。

写作和修订久了,也会有懈怠之时。一不留神内心中的私念就会不知不觉蔓延生长。每当我在修改时起了松懈之心,我就会从编辑返回的书稿那里发现被我有意忽略的瑕疵。而每次我决定摒除侥幸之心时,我就能在书稿中挖掘出之前难以发现的毛病。与其说这是挖掘隐藏在书稿中的bug,不如说是在深挖心性中隐藏得很深的私念,只有先不自欺,才能不欺人。

修改到后来,不知如何再进一步提升时,我意识到写作《芯片简史》的最大障碍来自于我心性深处。每一次下笔,都要问自己是否实事求是、不带主观臆测?是否彻底弄懂了知识来龙去脉后才表达出来?是否严谨勤勉,不因惰性而放过一个小错?这不是努力一下就可以完全做到的,而是像探洞一样一步步地深入,之后再看是不是还有可能更深入一步。

以前做博士论文时,我想不明白为什么导师的思想为何会是如此清晰,就像水晶一般清澈。每次遇到难题与导师交流时,他总是从最最基本的地方开始讲起,每一步都是如此清晰,就像一间漆黑的房间里突然有了一颗水晶石照亮了每个角落,整个交流过程是一种享受。而在一遍遍的修订中我也终于领悟到,只有我的内心变得如水晶般清澈时,心中投射出来的文字才不会走样,才可能让读者得到同样的享受。

书稿的后记中有两句话,表达出我交稿时的心情:“这两年的大部分时间里,我都沉浸在一种波长极广、以年为周期的心流状态中,有内心的宁静,也有奋笔的艰辛。日复一日,唯求自慊。”在我看来,自慊是一种努力后无憾、不自欺的状态。在修改的极致状态下,我意识到知识是无穷的,书稿里的瑕疵可能是永远剔除不完的,就在下印前的那天上午我还发现了两个小错,但至少朝着不自欺的状态又前进了一小步。

最后也是最重要的,这本书远不是我一个人可以做出来了。前期策划阶段,行距文化与多家出版机构深入沟通,又与我反复讨论确定写作风格,大纲目录从8章扩展到了12章,最后定于14章;写作修改时,行距文化、湛庐文化和浙江教育出版社的多位编辑轮番上阵,仔细修订,每个用词术语、每个数据、每个人名公司名、图表都反复校对考证;此外多位专业同行认真把关确认,给出专业意见,甚至挖出了上世纪60年代祖母级的电路原理图一一核对。这本书的策划、写作、编辑和排版印刷等过程,恰好呼应着芯片的方案调研、设计、版图和制造的各个阶段,是众人之力共成之。在此谨向这些努力做书的同仁们致敬。

从《芯片简史》在心中酝酿到现在出版已经近三年了,这本书的创作始于三年前的疫情爆发、结束于今年大流行的远去,终于跑到了终点。

写作中我常常感到,一个人无论如何努力都被一种无形的难以逾越的力量限制着,这可能是来自于精神和才智上的极限,也可能是来自于所处的时代的限制。这种无形的限制加在我身上,也加在与我同时代的人身上,而我所能做的就是尽可能地逼近这种极限,并做了一点冒险和尝试,希望读者了解了芯片的历史后能更好地面对未来的挑战。

2023-4-14初稿,2023-5-30改完


偶遇科学 公众号

  • 书名:《芯片简史》
  • 作者:汪波
  • 出版时间:2023年4月
  • 出版社:湛庐文化/浙江教育出版社
  • ISBN:9787572254758

2 评论

留下评论

您的电子邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注