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芯片是现代电子设备的核心。它的基本原理是在硅晶圆上制造微型的电子元器件，如晶体管，并用连接线将它们连接起来，形成复杂的电路。通过控制电流的流动，芯片可以实现各种功能，如计算、存储和逻辑运算。
半导体材料如硅的导电性介于导体和绝缘体之间，可以通过掺杂来精确控制。晶体管是芯片中最基本的元件，它就像一个电控开关。当栅极施加足够的电压时，源极和漏极之间就会导通，电流可以流过；当栅极电压不足时，电流就被阻断。
多个晶体管可以组合形成逻辑门，这是数字电路的基本构建块。与门只有当所有输入都为1时输出才为1，或门只要有一个输入为1输出就为1，非门则将输入信号反转。通过组合这些基本逻辑门，可以构建出加法器、存储器等复杂的功能电路。
芯片制造采用光刻、刻蚀、掺杂等精密工艺。通过光刻技术，可以在硅片上精确制造出纳米级的微型结构。随着工艺技术的不断进步，晶体管尺寸越来越小，从微米级缩小到现在的纳米级，使得在同样大小的芯片上可以集成数百万甚至数十亿个晶体管。
芯片通过电信号来工作，这些信号代表二进制数据0和1。CPU负责执行计算和控制操作，存储器用于保存数据和程序，输入输出模块处理与外界的数据交换。通过精确控制数十亿个晶体管的开关状态，芯片能够实现复杂的数字处理功能，成为现代电子设备的核心。