集成电路推动全球 GDP 增长三十年与中国成就

半导体集成电路一直所处的战略领地
1）底层计算逻辑与其本质结构有关
所谓半导体，是指一种导电性能介于导体和绝缘体之间的材料，它的电阻比导体大得多，但又比绝缘体小得多，其电学性能可以人为加以改变。许多电气和电子设备有两种状态：关闭或开启（例如电灯开关），真空管和晶体管都是如此，以 0 和 1 来代表开关的断开和闭合。逻辑是数字电路的精髓，所有的功能归根结底都是逻辑功能，而逻辑的基本构成元素是逻辑 0 和逻辑 1。通过半导体材料制造出的晶体管恰好具备这种功能—通过电信号来控制自身开合，这使计算机可以理解两个数字：0 和 1，并在其中完成所有二进制模式的算术运算。二进制是机器语言，计算机使用它来处理、读取和写入数据，半导体这一属性奠定了整个数字时代的计算基础。

物质基本的结构属性在很大程度上决定了计算的规则，比如人类计数最为常见的十进制和计算机基于半导体属性的二进制。在人类的语言中，广泛使用 0 ～ 9 这 10 个数字符号进行记数，这也是我们日常生活中使用最多的进位制—十进制。在各个古文明中都有使用十进制记数的历史，例如，从我国古代公元前 13 世纪的甲骨文中，就找到了十进制的记数符号。为什么人类使用十进制而计算机语言使用二进制呢？这可能源于人类十指的生理结构特点，原始社会的人类学会使用简单工具进行捕猎获得生存，但还只会使用简单的语言交流，计数是交流中的重要内容（比如获得的猎物数量或剩余的食物数量等），那么辅以手指来计数是最自然的。计算机的二进制也跟“硅基生命”的“生理结构”有关，如上所述，是半导体的开关形成了 0 与 1 的特征，所以就有了二进制。二进制在半导体出现后成为计算机的底层计算语言并获得了广泛认知，但二进制在我国历史上同样历史久远，0 和 1 如同中国古代《易经》提出的阴和阳两种状态，通过阴和阳的两两组合，又形成了《易经》的六十四卦象。《易经》的这些符号，引起了数学家莱布尼茨的兴趣，他在 1703 年就发表了《论只使用符号 0 和 1 的二进制算术，兼论其用途及它赋予伏羲所使用的古老图形的
意义》a，使用现代数学语言的方式阐述了二进制。随后又过了 200 年，在 1904 年，全球第一个基于二进制特征的电子管才在英国被发明出来。技术的进步是人类文明发展的根本动力，其发展的过程与突破都遵循一定的逻辑与规律，或许未来随着新材料结构的发现，人类可以发明出更低能耗、更小空间占用，却有更大规模和更高效率的新进制算法。