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河南真题•非连续性文本阅读2021年【文本一】光刻机一一信息时代的制造之王你知道手机中的芯片是怎么制造出来的吗?芯片的主要原材料——硅要经过一系列精细、复杂的处理才能变成芯片而作为芯片制造的核心,前道工艺的每一层都需要用光刻机进行图形转移套刻曝光光刻机是芯片制造的母机,也是信息时代的制造之王顾名思义,光刻机是以光为媒介,刻画微纳于方寸之间,实现各种微米甚至纳米级图形加工的制造工具光刻机的应用,从火星探测器等大国重器到电脑CPU、LED灯等日常用品,无处不在根据不同应用场景,目前的主流光刻机可以分为接近接触式、投影式、直写式三类接近接触式光刻机的工作原理类似于我们的“手影游戏它利用已有的图形,阻挡光线的传播,从而形成明暗相间的图形分布,结合待加工表面感光胶的感光特性,记录下所需要的图形这种光刻机具有设备结构相对简单、工作效率高、工艺适应性强等优点,但也••存在分辨力低、曝光图形质量差、工艺一致性差等缺点接近接触式光刻是目前器件制造中应用十分广泛的一种复制型光刻方法,在光刻分辨力相对要求低、芯片面积大、厚胶和非标基片等场景,集成电路和平板显示以外的各种器件基本以该种光刻方法为主投影式光刻机的工作原理类似于照相机它采用投影式的工作方式,掩模与基片不再相互接触,极大地避免了对掩模或基片的损伤,而且可以加工出比掩模版图形更细小的结构除此以外,投影式光刻机具有扫描成像的曝光能力,工作效率极高由于卓越的性能优势,投影式光刻机自问世以来一直都是光刻机领域的主流光刻设备目前,很多高端芯片均采用投影式光刻机进行加工与上面两种采用“复制”工作模式不同的光刻机是直写式光刻机它的工作原理类似于我们写字,可以完成任意图形的加工,且加工精度极高,加工的最细线条可以达到纳米量级不过,在图形的加工过程中,直写式光刻机是以点的方式进行加工的,工作效率极低,且难以实现大面积直写,不适合大批量结构的制备,所以目前主要用于掩模版的加工一直以来,光刻机都在追求更高的信息容量高分辨力、大面积、三维是其未来发展的主要方向相信随着科学技术的不断创新,未来会有更多新型的光刻机应运而生(作者唐燕、胡松、何渝有删改)【文本二】近几年,“芯片危机”一直是人们热议的话题为什么会出现芯片危机?主要原因之一是芯片制造太难而芯片制造的关键设备是光刻机,因此芯片制造之难,实则是光刻机制造之难光刻机以“光‘为刀进行雕刻,精度极高以光刻机领域的主流设备投影式光刻机为例,目前的7nm(纳米)精度,相当于把一根头发丝劈成几万份再者,光刻机的结构极其复杂有资料显示,一台投影式光刻机包含13个分系统,30000个机械件,200多个传感器制造一枚芯片大概需要3000道工序,要想保证光刻机完美运转,每一步的成功率都要高于
99.99%o光刻机不仅制造技术壁垒高,还是全球集中度最高的产业目前,全球仅有极少数企业具备量产投影式光刻机的能力荷兰一家公司就独占全球市场份额的80%精度在7nm及以下的投影式光刻机也只有这一家公司能够生产,由于产能有限,其每年只能生产20余台物以稀“更贵”,光刻机每出厂一台,全球芯片制造商都会虎视眈眈,谁“抢”得到最新的光刻机,谁就造得出更高端的芯片(摘编自《芯片制造为什么这么难》)2020年文本一为什么说月球是地球的“女儿”为什么地球边儿上有个月球?它是怎么来的?与地球有怎样的关系?多年以来,科学家提出了多种假说其中,“同生说”认为,地球和月球各是由一块太阳星云形成的,是一对“姐妹”;捕获说认为,地球和月球各自形成后,地球把运行到它附近的月球捕获为自己的卫星,月球是地球的“干女儿但后来的研究证明,这些假说都缺乏科学依据现在大多数科学家比较支持“大碰撞说”这个假说认为,大约46亿年前,太阳星云中还残存着一些没有构成行星的大大小小的天体,在太阳系中各行其道大约45亿年前,一个火星大小的大体撞上了地球,撞击产生的大量碎块绕着地球运行,最后慢慢聚集凝结,形成了月球受地球引力的影响,月球始终围绕地球公转,不离不弃,就像是地球的“女儿”但月球是不是真的就是地球的“女儿”呢?这还需要科学的确证科学家提取了月球和地球的“基因”——岩石样品中各种化学元素的同位素组成,做“亲子鉴定,测定的结果证明月球就是地球的“女儿”跟地球相比,月球很小,没有能力把空气“抓在周围,所以它的表面是超高真空的环境,没有任何天气变化,没有液态水,也没有生命迹象【甲】月球的结构很简单,从外到内由月壳、月幔和月核构成,就像蛋壳、蛋清和蛋黄在诞生之初的10多亿年里月球一直非常活跃那时它很年轻,活力四射,内部的能量源源不断地释放出来,月震和火山喷发频繁后来,内部的能量渐渐耗尽,月球慢慢成为一个“僵死”的星体催生月球的那场惊天动地的撞击,也使地球从直立自转变为倾斜自转,但这“终身残疾”促成了地球表面春夏秋冬的季节变化月球的引力使地球产生了潮汐,对生物从海洋迁徙到陆地产生了巨大作用同时,月球还像一个巨大的“刹车片,不断为地球自转减速很早以前,地球的一天只有16小时,更早的时候只有6小时正是由于月球的作用,地球自转周期才减缓到现在的一天24小时月球还以它小小的身躯为地球抵挡难以计数的小天体撞击,它表面布满了密密麻麻的撞击坑,直径大于1千米的大约有
3.3万个,直径大于10米的有1亿多个作为地球唯一的天然卫星,40多亿年来,月球和地球共同经历了漫长的岁月,地球一直在关爱和呵护自己的“女儿”,而月球也一直陪伴着地球“母亲”,增加它的活力,护卫它的安全(作者欧阳自远有删改)文本二关于月球诞生的“大碰撞说”认为,月球最初是由地球被忒伊亚星体撞击时产生的大量熔融物质凝结而成的一个大石球,科学家称之为岩浆海【乙】后来,随着温度降低,球形的岩浆海逐渐冷凝姑晶,分异出月幔、月壳和月核在冷凝结晶的过程中,不同的矿物质结晶顺序不一样,比如,橄榄石和辉石最先结晶,而且比较重,就渐渐往下沉,在岩浆海中心的周围,形成了月幔;后结晶的斜长石比较轻,漂浮在岩浆海的上方,形成了月壳;而岩浆海中心渐渐被月幔包围,成为月核月球表面冷却以后又遭受过大规模的陨石撞击,斜长岩的月壳被撞出大量的撞击坑后来,撞击坑被深部上涌的玄武岩岩浆填充,就成了我们看到的月海,而斜长岩质的月壳就成为高地月海的玄武岩呈暗色,反光性差,而高地的斜长岩为浅色,反光性好,这就形成了我们晚上看到的明亮而又有暗斑的月亮(摘编自贾斌《月球岩石透露了多少秘密》)材料一机器学习是一门多领域交叉学科,涉及概率论、统计学、逼近论、凸分析、算法复杂度理论等多个领域,专门研究计算机怎样模拟或实现人类的学习行为,从而获取新的知识或技能,重新组织已有的知识结构,不断改善自身的性能它是人工智能的核心,是使计算机具有智能的根本途径机器学习理论主要是设计和分析一些让计算机可以自动“学习的算法机器学习算法是一类从数据中自动分析获得规律,并利用规律对未知数据进行预测的算法因为学习算法中涉及大量的统计学理论,机器学习与统计推断学联系尤为密切,也被称为统计学习理论材料二人类在成长、生活过程中积累了很多的历史经验人类定期地对这些经验进行“归纳获得了生活的“规律”当人类遇到未知的问题或者需要对未来进行“推测”的时候,人类使用这些“规律,对未知问题与未来进行“推测,从而指导自己的生活和工作机器学习中的“训练与“预测过程可以对应到人类的“归纳”和“推测”过程通过这样的对应,我们可以发现,机器学习的思想并不复杂,仅仅是对人类在生活中学习成长的一个模拟材料三当下关于机器学习可能对劳动力和经济产生影响的讨论,应该从两个基点出发第一,我们离通用人工智能还很远;第二,机器不能完成人类的全部任务因而,机器学习对劳动力和经济的影响还是有限的,还没有像有些人宣称的那样——会迎来“工作的终结”可以预测,在机器学习日益渗入应用领域的过程中,剩下不适合机器学习的任务将会激发人类这些方面的能力,使新的工作成为可能由于机器学习迅速发展,可能将会对经济产生很大的破坏性机器学习既产生赢家,也产生输家,即每当机器学习跨越一个门槛,在某个任务上比人更具成本效益时,企业为了利润最大化,将越来越多地用机器代替人工,这必将转移劳动力需求,重组行业就目前而言,创建一个计算机程序仍需要很多人进行手工编程,但在一些领域,这个复杂而成本昂贵的工作正逐渐用训练有素的机器学习来完成机器学习已经产生比人类程序员更精确可靠的程序,大大降低了程序设计和维护的成本,相关行业的就业形势正开始受到冲击,如数据挖掘、自然语言处理、语音和手写识别、生物特征识别、搜索引擎、医学诊断、信用卡欺诈检测、DNA序列测序、证券市场分析和机器人运用等领域。