算力這一概念與計算機的發展史緊密相連。最初的計算機十分笨重，足有幾十噸重，為了讓計算機“瘦身”，人們開始嘗試將電子元器件用一些方法聚集起來。20世紀50年代末，集成電路誕生了，它將一個電路的大量元器件集合在了一塊單晶片上，而這一載體就是赫赫有名的芯片。芯片的性能直接決定著電子設備的算力，計算機也因芯片時代的到來變得越來越強、越來越輕、越來越小。

（圖源：《知識就是力量》雜志）

當提到“芯片”，大多數人的第一反應往往是集成電路，即電子芯片，它是現代電子技術和信息技術的核心。電子芯片是一種微型化的電子電路，通過將晶體管、電阻、電容和連線等電子元件集成在一塊半導體材料（通常是硅）上，實現特定的電子功能。

（圖源：《知識就是力量》雜志）

芯片功能不一，用途不同，從日常生活中的手機到遨游太空的衛星，內部都搭載著多種類型的芯片，其中，我們最常聽說的恐怕就是CPU和GPU了。

不同于電子芯片，生物芯片并不依賴電流或電信號傳輸，它利用的是生物分子之間的特異相互作用，將本來需要在實驗室內進行的生化分析，集成到玻璃片、硅片、尼龍膜等載體上。而且，在面對電子芯片最大的克星——液體時，生物芯片也能表現得如魚得水，甚至很多生物芯片上處理的樣品都是在液體中提取，或直接使用了血液、唾液等液體。

目前，生物芯片主要包括以下幾個類型：

基因芯片：這種芯片就像一個小型的DNA圖書館，能快速檢測樣品中的DNA序列，還可以根據與參照序列比對的結果，來判斷一個人是否患有某種基因疾病以及適合何種藥物等。現如今，我國很多地區都會借助生物芯片，用基因篩查方式檢測新生兒是否攜帶藥物性耳聾基因。這種檢測操作非常簡單，可以快速出具結果，進而實現早發現、早干預。

用于耳聾基因檢測的生物芯片（圖源：《知識就是力量》雜志）

蛋白芯片：蛋白芯片可以檢測樣品中不同類的蛋白質，幫助科研人員了解細胞如何工作，甚至發明新藥物。

細胞芯片：細胞芯片可以培養和觀察細胞在不同條件下的反應，有助于研究細胞行為和疾病機制。

組織芯片：是一種特殊類型的生物芯片，將組織切片按照特定的方式固定在載體上，用來模擬和研究人體或動植物體內的組織和器官，可以幫助我們深入理解疾病的發生機制等。生物芯片作為生物技術與微電子技術的結合體，實現了生物學研究的微型化、自動化和高通量化。它的發展，也使得生命科學研究和臨床應用達到了前所未有的精度和速度，推動了精準醫療、疾病早期診斷、藥物研發等領域的發展。

撰文| 張尉東 蘇曉

責任編輯 | 牛一名 王佳璇 岳煥琦

運營編輯 | 岳煥琦 李元龍

質量審核 | 業蕾

? 文章來源：《知識就是力量》雜志
《芯片：越來越聰明的電子大腦》
《生物芯片：探索微觀世界的生物實驗室》 ?

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