如果要评选世界上近一百年最伟大的工业品，芯片无疑是其中最具代表性的产品。而芯片制造是真正意义上的“点石成金”，售价高昂的芯片，原材料就是普普通通的沙子，如何将沙子做成人类工业精华的芯片，就成了一个难题。
如何在指甲盖大小的硅片上设计
无论做什么芯片，首先都需要对芯片进行设计，目前主流的电脑芯片大多采用X86架构，而手机移动端芯片基本都采用ARM架构，这是针对不同平台的需求进行的不同设计；相比之下X86更注重高性能，而ARM更注重低功耗。
移动端芯片设计可以利用类似arm这样的公司提供的“公版设计”方案再设计。我国在芯片厂商能设计目前世界上最先进的7nm制程芯片。尽管也是依据ARM的公版架构，但是仅仅拥有ARM的架构授权就好比你要建立一个小区，但只知道每个小房子怎么造，而这个小区建多少楼，建几层，如何通水通电，小区绿化这些都要设计公司去考虑。综合来看，说海思代表我国目前最高的芯片设计能力丝毫不为过。
不过在另一个重要的芯片制造领域，我国目前还距离最先进的水平有很大差距。
几十亿晶体管如何凝聚在芯片之中
芯片的制造是一个很复杂的过程，首先要从沙子中提炼出高纯度的硅。
选择用主要成分是二氧化硅的沙子的原因有很多，比如，硅具有良好的半导体特性，而且高温下极其稳定。常温下硅的导电性能并不好，因为每个硅原子外层都有四个电子，而每个硅原子都与四个硅原子形成稳定的化学键，这样就没有额外的电子来用于导电。但是如果往硅单晶里掺入一点点杂质，比如硼或是磷，那么其导电性便会成几何级数倍地提高。磷原子外层有五个电子，当一个磷原子取代一个硅原子的位置后，那么就多出了一个可以自由移动的电子，这样导电性能就大大提升了。硼原子外层只有三个电子，当一个硼原子代替一个硅原子的位置之后，则多出了一个带正电荷的空穴，导电性同样也提高了。杂质浓度越高，导电性越好。
其次用来做的半导体材料需要极高的纯度，不能有别的杂质，而硅这种东西相对容易得到，其起始原料来源就是我们常见的沙，而且也比较容易提纯。
硅的氧化产物二氧化硅是一种绝佳的绝缘体，而且耐高温，这个特性让硅成为半导体材料的最佳选择，因为在集成电路中，除了需要容易导电的的介质，也需要容易加工制造的绝缘层，这样才不容易出现漏电现象。
