電晶體是半導體，三極體，然後組成電路，是大規模積體電路，設計電路用硬體描述語言定義電路，不是像電路板那樣畫電路，而是硬體描述語言生成電阻發射邏輯電路圖RTL，然後進行驗證，這是EDA軟體完成的功能，因為看不到電路，只能模擬模擬，測試驗證。接著生成電路網表文件，然後拿去代工廠生產。矽片上幾十億電晶體，之間距離只有幾個奈米，所以可以排列在矽片上還有連線線路。設計人員是看不見，但是電路功能怎麼確認，就是要測封，測試功能是否正常，正常的叫良品，封裝後可以賣。

是這樣的，cpu確實幾十億個電晶體，不過都是由很多晶元切割的，一個晶元就包含很多個電晶體，而這些晶元都實現某一部分邏輯的運算，在切割的時候就已經實現了這些功能（等效於很多個電晶體閘電路實現某種邏輯），這些各個晶元都是由工程師設計好、測試好並封裝的，經得起考驗，所以下次設計的時候，需要這種功能直接就從“電路庫”中調取就可以了，而晶元組合又能達成更復雜的邏輯運算，同樣可以封裝，所以逐層形成更復雜的運算功能。不是說工程師要兼顧到每個電晶體。

設計師對每個電晶體都心裡有數？在積體電路發展的早期，是這樣的。

早期的CPU

世界上第一個商用微處理器，Intel 於1971年推出的 4004，僅包含2250個電晶體。這時的CPU可以完全由設計師繪製，設計師當然也清楚每個電晶體都是做什麼的。

早期的其他CPU也是類似情況，比如1974年出品的 Intel 8080，共包含4500個電晶體；1975年出品的6502，僅3510個電晶體。

當然，CPU這種數字邏輯晶片設計的基本單元其實不是電晶體，而是邏輯閘，或者更大一點的觸發器。當然，每個邏輯閘和觸發器所包含的電晶體都是固定的，也就可以認為，清楚知道每個邏輯閘和觸發器的分工和作用，就能清楚的知道每個電晶體的分工了。

以上，是CPU設計的手工時代，設計師瞭解，也必須瞭解每個電晶體的分工和作用。

現代的CPU

由於現代晶片規模巨大，通常都利用EDA工具來生成和驗證門級網表。邏輯設計師們通常工作在RTL（暫存器傳輸級）級。

同時，由於IP核的大量使用，設計師已經很難清楚每個邏輯閘，或者每個電晶體的分工了。

類似軟體開發

我們可以用軟體開發類比：

以前的軟體開發，工程師直接用匯編語言編寫程式。工程師也清楚每條機器指令的作用現代的軟體開發，工程師使用高階語言編寫程式（如C++，Java，Go，Python），還會使用很多外來程式庫（如Pytorch），這樣，工程師已經難以清楚每條機器指令的作用了