几十亿次。安安绣请柬，一个月绣了一百二十份。一颗芯片，一秒钟开关几十亿次。绣花的时间尺度和芯片的时间尺度差了十几个数量级。十几个数量级的差距，不是好和不好的差距，是两种完全不同的存在方式。安安的针在丝绢上每刺入一次大约需要零点二秒。在零点二秒里，芯片里的晶体管已经开关了十亿次。十亿次里，电子在硅晶格中穿行，经过沟道，越过势垒，进入漏极。势垒的高度是零点几电子伏特，电子的能量来自电场，电场的强度是每厘米几十万伏。电子在沟道里的速度接近饱和速度——在硅中是大约十的七次方厘米每秒。速度被晶格振动散射限制——声子散射、杂质散射、界面粗糙度散射。散射就是电子撞到了什么东西，失去了部分能量，改变了运动方向。方向的改变产生了热。热就是功耗。功耗就是芯片发热的原因。
安安绣花不发热。她的手温在绣花时大约是三十度。三十度是皮肤在轻度活动时的正常温度。皮肤下的毛细血管扩张，血流增加，热量从肌肉传导到皮肤表面，然后通过对流和辐射散到空气中。散热的速率由空气的流速和温度决定。安安工作室的吊扇在头顶缓慢转动，把她的散热均匀地分布在整个房间里。芯片的散热不能靠吊扇——芯片的功率密度比安安的手指高几百万倍。高槿之的芯片上，最热的区域温度可以达到一百度以上，需要用散热器加风扇强制冷却。冷却就是把热量从芯片表面搬到空气里。搬的方式和安安的散热一样，都是对流和辐射，只是尺度不同，效率不同。
尺度不同，但热力学定律是相同的。热量总是从高温流向低温，不可逆。不可逆是熵增。熵增就是信息的丢失。芯片每一次开关都产生热量，热量带走了部分电能，电能变成了无法再利用的热能。热能耗散在宇宙中，宇宙的熵增加了极其微小的一丁点。极其微小，但不是零。不是零就意味着：芯片的运算是有物理代价的。代价不只是电费——代价是宇宙的混乱度在增加。增加不可逆。不可逆就是时间的方向。
光刻的方向也是不可逆的。光刻胶被曝光后，化学性质发生改变，经过显影液的处理，曝光区域被溶解——这叫正性光刻胶——或者未曝光区域被溶解——这叫负性光刻胶。溶解后留下的图案，作为后续蚀刻或离子注入的掩蔽层。蚀刻用等离子体轰击硅片表面，把没有被光刻胶保护的区域挖掉。挖掉的深度精确控制在纳米量级。离子注入把杂质原子加速到几十万电子伏特，打入硅晶格中，改变该区域的导电类型。导电类型分N型和P型，N型多电子，P型少电子——就是多空穴。电子和空穴在PN结界面相遇，互相湮灭，形成耗尽层。耗尽层是晶体管工作的基础。基础就是在硅晶格中精确排布杂质原子的位置。排布的方式由光刻的图案决定。图案来自掩模。掩模来自GDSII文件。GDSII文件来自Verilog代码。Verilog代码来自高槿之的大脑。
高槿之的大脑。他的大脑在写代码时激活的区域，和安安绣花时激活的区域，有相当一部分是重叠的。前运动皮层、辅助运动区、基底节、小脑——这些都是精细运动规划和控制的核心脑区。写代码是手打键盘，绣花是手捻针线。键盘和针线不同，但手部的精细运动控制在神经层面是同源的。同源的意思是：如果给高槿之足够的时间和训练，他也能学会绣花。事实上，他的手指灵活度不低——他可以单手拆装示波器的探头，可以在不碰到相邻引脚的情况下把示波器探针点在零点四毫米间距的BGA焊盘上。那个动作的精度要求，不比绣花低。
但高槿之不会绣花。不会不是因为手笨，是因为他没有被手把手教过。没有被手把手教过的手，缺乏某些特定的运动程序。运动程序不是天生的，是后天蚀刻的。蚀刻需要时间，需要重复，需要有人在旁边看着，说这里针要斜一点那里线要松一点。高槿之没有人教他绣花，但他有人教他写代码。他的导师在研究生第一年，坐在他旁边，看着他敲完第一个有限状态机，说：这里的状态编码用独热码，省逻辑。独热码是只有一位为一、其余全为零的编码方式。省逻辑是因为独热码的状态转换不需要译码，直接连线。连线就是物理上的金属导线。金属导线在芯片上是一层一层的铝或铜，通过通孔连接。通孔的直径是几十纳米，深宽比可以达到十比一。在深宽比十比一的孔里沉积金属，做到无空洞、无缺陷，是半导体工艺中最难的技术之一。难的程度，相当于安安在绣叶片边缘时，每一针的间距控制精度不差过几微米——但安安绣了十年才达到那个精度。光刻机用十三点五纳米的光，在真空中的十几面反射镜的配合下，每天处理几百片硅片，每片硅片上有几百颗芯片，每颗芯片上有几十亿个晶体管。精度是机器给的，不是人给的。机器给了精度，人定义了功能。功能就是芯片的架构。
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