写在前面---近年来就科技方面的一些现象,我个人在报纸上发表了几篇文章。有的朋友认为,大道理谁都会讲,应该就一些实际的项目提点建议,这才是最有意义的。几年前发生了著名学术单位的“芯片”造假事件,让国人深深蒙羞，也让国人知道了研制、生产高端芯片的困难。由于我个人与“芯片”有点“渊源”,于是在请教了一些专家之后,着手写一篇有关“芯片”的科普文章。一般的科普文章只是介绍一类科技产品的工作原理。读者阅读之后,有了一些概念。但是对于研制这类产品会遇到和应该解决什么问题,一点都不清楚。“鲁叟读五经,白发死章句,问以经济策,茫如堕烟雾”。大家都不应学鲁叟，读了书就应该有解决实际问题的能力。我们试图把文章写得更“联系实际问题”一些,不过一些必须讲解的细节的确又深奥了一点(其实一些具有高中以上水平的读者是可以看懂的)。对于这类“深奥”的问题,我们把它列入了文章后面的附录。文章在网上发表,随意性大一些,我们把文章分成了两部分(“前言”与“芯片”正文)与读者见面。为了每篇文章的相对“完整性”这两篇文章有一点点重复。

《“芯片 —— 多学科高端技术的结晶” 前言》

                                       郭开周

近年来，国人都非常关心“中国芯”。

的确，能够利用自己设计、生产出来的设备和有关的质量监控技术平台，独立自主地研制出世界一流水平的芯片（技术参量和可靠性），是国人的殷切期盼。

早在上世纪70年代，我国媒体就开始对新兴的电子线路---集成线路和芯片进行不间断的报道了。我国的一些单位很快也着手了跟踪研究；同时相继引进了一些低档和中档生产线。

但是，国人希望“中国芯”的发展更快一些。

关于“芯片”，为了给国人一个科普层次的介绍，我们写了《“芯片 —— 多学科高端技术的结晶” 》这篇适合高中生以上水平读者阅读的文章。

在编写的过程中我与中国科学院的许多专家进行过多次交谈、讨论，他们给了我的写作以很大的帮助。这些专家是：计算技术研究所的李国杰院士、胡伟武研究员、王树林研究员、范宝峡研究员；微电子学研究所的陈宝钦研究员；电子学研究所的荆麟角研究员。

本文的审稿是中国科学院物理研究所的陈佳圭研究员（他是2012年出版的《中国大百科全书.电工与电子技术》第二版的主编）。

本文撰写历时一年多，仅打印出来供专家讨论的文稿就有7个版本，在计算机上修改的次数就更多了。

在我们的这篇长文中，回顾了中国计算机发展的历程，在计算机发展的几个阶段，我们努力紧跟了世界的步伐。文章中给出了安装有“中国芯”的大型计算机的图片，和一种“中国芯”的图片及参数。

“芯片”技术一直在飞速发展，本文必有一些内容不够“新颖”了。由于我个人的水平有限，文中出现差错也在所难免，希望读者批评指正。

下面先把视野放得宽广一些，篇幅大大超过通常文章的“前言”，谈谈我们的一些观点。

一、“中国错过了工业革命的机会”带来的现实问题

   我在前面的文章中曾提到刘燕华先生的文章，我赞成他的观点：

“我们在过去的经验成绩上停留的时间太长了,中国也错过了工业革命的机

会。”

  “中国也错过了工业革命的机会”是大家都认同的历史事实，但是这给我们的现实带来的问题是什么？

下面联系“芯片”的问题，谈一下个人的看法。

1）关于对“公差”的认识问题

我们都知道，同父同母的兄弟姊妹之间在外形上常常有明显的不同，即使“双胞胎也都会存在差异” 这样的人类自身的实际情况。

工业加工也是这么回事：“任何加工都会或多或少的偏离设计值（尺寸或参量零散）” 。经历过工业革命的西方社会，他们许多人从少儿时期就对工业生产和工业产品有“潜移默化”的认识，“公差”概念对他们说来一点不陌生。

而我们一些人，包括一些高层次的人却认为“公差”（零散）问题太渺小了，实在是不值得关注！我们许多人不知道“公差”（零散）这个名词的实际意义。我认为这就是“中国也错过了工业革命的机会”给我们现实带来的问题之一。

的确，理论和设计都是“高级”的。设计出来的图纸也真是“漂亮”。可是这些“漂亮”的设计，您能够把它制造成为实际产品吗！？

加工也许是件“容易”的事，可是您的加工图纸也必须注明公差（即允许有尺寸变化，您的权力是给出一个允许变化的范围）。没有标注公差的图纸，工人是不会接受的，因为世界上没有人可以（操纵机器）完成没有标注公差（即公差为零）的设计加工。

关于直线的加工是“最简单”的了。在毫米尺度的加工，零件尺寸的变化，您用肉眼是发现不了的。用仪表可以检测出来。在这个尺度出现的问题也许不大。在微米尺度呢？零件尺寸的变化，您可以用低倍显微镜观察出来。在纳米尺度呢！那就“惨不忍睹”了。您不信，解剖美国的纳米尺度的芯片，在高倍显微镜下看一看，您就相信了：直线的边缘根本就不是一条直线，而且每条都不一样。

“直线度”只是一个是最简单的问题，那些需要特殊加工（比如掺杂的）元件和复杂的器件、那一二十层的结构……各种尺寸、参量的零散可能会是非常大的。您必须面对这样的问题。

面对这些必然会出现的大量的“零散”，科技人员就连怎么对“公差”（零散）提出要求都颇感困难。

不认真对待这些问题，您的“芯片”产品就会严重漏电、就会烧毁、有时甚至连一点性能都没有，问题在哪里？也许您查了半天也找不到问题的症结所在。

2）关于质量的实时监控技术平台

还有一个实际问题，既然允许每道工序都存在“公差”，上亿个元件、器件、线路……构成的“芯片”，这些公差就会有“上亿个”。那么怎么样才能制造出来合格的产品？

这需要一个实时的质量监控平台。

我们并没有真正认识到“质量监控平台”的重要性，这也许是“中国也错过了工业革命的机会”带来的第二个问题。

关于“质量监控平台”的重要性，举一个生活中的例子，近年来我国的私家车多了，大家都明白开车的道理。在一条平坦的高速公路上驾驶，司机手握方向盘，时而向左、时而向右。这是为什么？因为道路上总会有一些小坑、小石块；自己汽车左右两边驱动轮的外周长也不完全相同。司机必须时时注意情况，不断的矫正方向，汽车才能正常的向前驶去。对于“开车的质量”，司机的大脑、双眼、双手、双脚，构成了一个精密而高效的开车“质量监控平台”。

再举一个生活中的例子。谁都知道，医生可以通过“核磁共振”检查，告诉病人（比如）“你的大脑后下部有5毫米长的血管被堵塞了……”；通过“彩超”检查，告诉病人（比如）“你的肝上部有一个尺寸6.5毫米的囊肿……”。医生可以不解剖切开人体就能清楚地知道你生病的详细信息。可见现代医疗的“监控”设备在医学方面已经发挥了非常重要的作用。

可是这些医疗仪器我们基本上是从西方国家进口的。问题还不止于此，其它领域的情况也差不多。这表明我们在精密的检测仪器方面，自主的开发能力比较差。

医疗设备，西方国家可以卖给你，在医学方面我们可以有卓越的贡献。一些科研仪器不保密，我们也可以购买到，促进了我们一些基础研究。而国防领域的最尖端的检测设备呢！西方国家却是严格保密的！不必骂他们卡我们脖子，显得没有志气。这是他们的主权，我们不是也在保密吗!

不言而喻，为了我们那些复杂产品的研制、生产，必须建立自己高水平的实时“质量监控平台”。

关于“芯片”，下面还介绍一些观点，这些内容在有关“芯片”的其它著作中是不太会有的。

二、关于“芯片”的一些观点

1）关于光刻的波长和技术问题

目前国内外的光刻主要采用193纳米波长。光是一种波，会发生衍射、反射、干涉和驻波现象，将对光刻的质量产生严重的影响。波长越长，影响越严重。

2013年夏，电视台宣布国内某单位研制出极紫外线光刻机（EUVL技术，光源波长13.4纳米）。

国际上科技界预言2013年达到32纳米技术节点，2019年达到16纳米技术节点，2025年有可能突破10纳米工艺节点，实现集成度达到1万亿个晶体管的目标……

专家说，芯片做到10几纳米工艺后，可以采用13.4纳米的波长。

可是科学技术的进步往往会出乎人们的预料。

国外，Intel 的科研人员对光的性能深入研究之后，巧妙地构思出一种技术措施，采用193纳米的光也做出了高质量的芯片。

过去的历史已经表明，盲目的跟踪（花费大量资金、人力和时间）效果并不见得就好。问题在于科研团队自己的深入研究。

这里要多说几句。2013年春季，我访问某单位，一位研究员告诉我Intel的这项技术“革新”。不久我又访问另一个单位，在七～八位科研人员参加的会议上，一位助理研究员还给我仔细讲解了Intel的这项技术的细节。可见在2013年春季（或以前），国内知道Intel公司这项“技术革新”的人就已经不少了。

这是一件尽管简单，却解决了重大问题的技术“革新”。在科学技术发展的历程中，一件原本要靠复杂的理论公式和一大摊仪器、设备才能解决的“大”问题，后来被一件小小的“技术革新”就解决了的事，我们也有所耳闻。

小贴士 1、关于“简单”与“复杂”的问题，我国科技界一些人的思维方式不好理解。例如，两个大单位历时一年多完不成的课题，评论是课题“太复杂了”，同一课题，被一些人用不到2个月的时间就高质量完成了，评论是课题“太简单”。

解决的方法因为“太简单” ，“理论高超”的人不屑一顾，这也是中国科技界的一个“特点”。“简单”的方法简单吗？其实把它构思出来，并进行实施，取得预想的好的效果并不容易。突破“框框”是需要有创新思维的。

小贴士2、个别科研项目不太重视实际运用。这些年来，我们国家大量投入经费、人力、物力攻关取得一些成果，有的还获得高级别的奖项，可是之后却“默默无闻”了。这些科研产品没有经历实践的考验，因而失去了完善和做出实际贡献的机会，被人们称为“一堆废铁”。这些项目研制的目的不是应用而是获奖，

这实在是我们应该关注的一大弊病。其实有的产品离开真正实用，也许只有一步之遥。可惜了！

2013年夏，那家电视台的报道还有一个缺点。他们只报道设备，而不报道设备生产出来的正式产品-----高端“芯片”的情况。作为一篇正式报道，这是不太完善的，因为人们并不知道这台设备的真实效果究竟会怎么样。别人说什么并不重要。其实不管你采用193纳米的光刻机（加“配件”）还是采用13.4纳米的光刻机，做出高质量的“芯片”才是最重要的。实践是检验实用科学科技成果的唯一标准。

2）关于超净环境

2013年夏，我们参观某科技园区，发现那里的一些工作人员对超净条件感到“茫然”。其实有不少人对下面两个问题都没有弄明白。

（1）提到环境条件的级别，必须提到采用什么单位。英制的1级与公制的1级就不是一回事。1立方英尺 =0.0283 立方米，与公制1立方米相差35倍。中西方的标准需要换算一下。

（2）西方国家提出环境要求是有科学依据的。比如一个立方英尺有多少个一定尺度的尘埃，对某种产品会造成多少百分比的废品（或次品），他们有统计数据。于是，他们就能够对具体产品定下了具体标准。而我们却没有这样的统计数据。因此，与负责厂房建设的工程师讨论起环境要求时，自己的底气不足。

我们在环境标准方面，一些单位至今没有多少数据积累和分析。

   下面2个问题“深奥”了一些,我们把它转入到后面的附录里面。

3）由一定频率电磁波的“趋肤厚度”引来的物理认识问题

4）电磁波在线路中的传输速度和电子运动速度不是一回事

5）在现代芯片中由于尺寸太小造成线路中功率密度过高，使芯片电路遭遇严重的热问题，这需要设法认真解决

电磁波信号在线路里传输的速度非常快，而电子的运动速度却非常慢。传输线金属表面薄层（“趋肤厚度”）里的电子力图“跟上”电磁信号的速度（电子只能在很薄的“趋肤厚度”里运动，密度很高，术语是“功率密度”非常高）可是不断受到晶格的“阻碍” 。电子与晶格发生“碰撞” ，大量电子的动能损失，转化为热量使芯片发热升温。(器件、元件中的情况类似)

因此，现代在芯片的研制过程中，需要非常认真地对待散热问题（包括高温环境中的散热问题）。

其实，在许多领域，解决散热问题都是一个极为重要的课题。这需要研究产品的发热部位和功率密度；研究产品烧毁的失效模式；研究散热的不同方式；研究新的散热材料、新的工艺；研制出对产品在生产流程中实施实时监测的技术平台和有关准则……

可惜，我们许多人都瞧不起这个“散热”问题。我们的许多产品也就栽在这个被人瞧不起的“散热”问题上面了。

关于“散热”，其实针对比较新颖的原理、新设计、新材料、新工艺，已经可以写出专门的文章了。

6) 文章中专门设置了一个“技术讨论会”

我们一些专家在做关于“芯片”的科普报告时，往往不回答认真的听众提出来的问题。对此，听众是不满意的。因此我们在文章中设置了一个虚拟的“技术讨论会”。

在这个虚拟会议上，对“芯片”在研制和生产过程中遇到的主要问题和解决问题的方法进行了讨论（在不涉密的前提下）。这对于“研制和生产出高端芯片为甚么这么困难？！”的问题，给出了粗略的回答。

设置一个虚拟的“技术讨论会”，这样的写作有别于常规，但是对于愿意“寻根问底”的人算是一种交代。学问学问，学了就要“问”，就应该“寻根问底”。

三、由研制高端“芯片”想到的“核心技术”问题

我们有时会议论什么是“核心技术”！？

告诉我们“芯片”有什么样的结构，这并不是“核心技术”。我们买一个西方国家生产的高端“芯片”来，实施解剖后，它的结构会一览无余。我们知道了结构，画出了图纸，但是图纸上应该标注什么？我们一概不知。因此，我们知道了“芯片”的结构，并不能算了解了“芯片”的“核心技术”。但是这可以帮助我们了解“核心技术”。

“芯片”的理论，算不算是“芯片”的“核心技术”？我们可以买到西方大学的教科书乃至更专业的著作。这些都是公开的。我们努力学习，读懂了理论，再把理论联系到实际。我们对实际问题能够分析并能够提出解决问题的正确办法来，应该说我们了解到了关于“芯片”的部分核心技术。

我们可以通过各种渠道获得或买到经过实践检验是正确的各种设计软件，或者是我们自己就可以编写软件，我们可以自己进行设计了。我们的这种能力也算是掌握了“核心技术”的一部分。

怎么样才能把高端“芯片”从原材料到成品 研制／生产出来（指标、可靠性……）? 过程中要遇到并解决各种不同的科学、技术问题……高端的设备（及有关的规程） 加 高水平人的理论认识和现场解决问题的实际能力 ，这就是“核心技术” 。这应该是一个国家或企业的核心机密。

四、对正文的专家阅稿意见和稿件修改简况

1）阅稿意见

此文（正文）内容丰富，资料掌握齐全，很有准确的见地，可贵的是纠正了一些认识上的误区，所以是一篇很有水平的文章。

但是全文结构不够通畅而松散，应认真加以取舍,成文简洁。该着墨处要重彩，该割爱处不要犹豫，例如一些预备知识要尽量简单，甚至只是定义或提示，因为读者可以自己去查。

要有明确的段落标题。

文字上要认真润色推敲，例如“技术讨论会”很精彩，但多余的小标题和一些预备知识冲淡了“会议”的主题和连贯性。

图太多，图要做简单的解释。

                                         陈佳圭2013/7/19

2）稿件修改简况

2013年7月25日,作者已经按照陈佳圭先生的审稿意见完成了一些修改。

2014年初，作者把读者对象完全定位在“高中以上水平” ，把那些只是为了迎合少儿兴趣的“口水话”完全删除了。之后，又进行了3次修改。现在把文章呈现给读者,希望文中内容不要出现大的错误。

                      郭开周 2014-4-16

五、我个人与“芯片”的渊源

自1985年以来，由于工作的需要，笔者开始认真地关注集成线路和芯片的理论、设计、具体的参量指标和有关的工艺问题。1987年秋，笔者应皇家学会的邀请赴英国进行微波集成线路领域的合作研究。很快有了文章发表，随即应邀到一些大学讲学，工厂参观，并把自己编写的几件计算机软件交给BritishTelecom设在IPSWICH 非常现代化的实验中心（BTRL）。每到一处，笔者都进行了参观，经主人同意后，笔者索取了不少集成线路或芯片的废品进行研究。当时，西方国家有关的科技前沿正处在由微米向纳米前进的当口。回国后，笔者在国家自然科学基金和中国科学院西安光机所瞬态光学技术国家重点试验室的资助下，开展了与集成线路在线检测有关的试验研究。发表的文章被俄国电工文摘进行了介绍。

天津大学的两位教授看见我们的文章后，曾专程到北京与我们商讨开展“我国独立自主研究”的问题。但是没有人支持、没有经费，工作没法进行。

当时，不少人认为从西方国家引进生产线，一切问题就都解决了。

不过我本人一直没有间断过对集成线路和芯片的关注。

我们知道，任何国家都有严格的制度，对自己的核心技术进行保密。因此研制出世界一流水平的“中国芯”，终归必须依靠自己的力量。

六、结语

媒体报道,我国的“核高基”计划---即国家科技重大专项“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品”计划现在正在进行之中。

为了紧跟形势，科普文章 “芯片 —— 多学科高端技术的结晶”的正文将很快与网上朋友见面。

想来读过这篇文章后，有心的读者会发现，这篇文章有别于一些专著。关于研制、生产高端“芯片”的“核心技术”问题，在“不涉密”的前提下，它涉及的技术问题在这篇文章（正文）里也都基本涉及到了。能够写出这篇文章，是前面提到的各位专家共同努力的结果。

由于“芯片”是一个正在高速发展，涉及面很宽的科技领域，加以许多核心技术又是严格保密的，文章内容必然会有一些“疏漏”。

有些读者会认为文章太简单了。由于这篇文章属于“科普层次”、也由于我国与世界先进水平还存在差距，只能如此了。非常抱歉！

也限于笔者本人的水平，正文中也可能出现一些谬误，这些都希望读者批评指正。

                               附      录

4）由一定频率电磁波的“趋肤厚度”引来的物理认识问题

谁都知道，电磁波能量力图穿透金属屏蔽，但是只能渗透极薄的一层。这个层的厚度称为“趋肤厚度”。

电磁波在金属表面形成一层“趋肤厚度”，它的物理原理是：

电磁波“遭遇”到金属表层，与自由电子相互作用，在表层中产生电流。这种表层电流的存在，阻止电磁波进一步深入到金属内部，于是有了“趋肤厚度”这个名词。趋肤厚度的具体数值是电磁场强度的幅值在金属表面以内减少到原值37%的深度（超过这个厚度，电磁波的强度会进一步减弱）。

我们的个别科研人员不认为现代CPU芯片中（工作时）存在高频率电磁波分量。这是不对的。

2003年，美国加州大学伯克利分校的Jan M.Rabaey 等教授写了一本很有价值的专著，2010年，中国翻译出版名为：《数字集成电路-电路、系统与设计》。书中的第四章，专门讲“导线”，既用了电磁波（场）的概念，又用了“电阻”、“电容”、“电感”的概念。

利用“电阻” 、“电容” 、“电感”来描写的电路称为集总参数电路。这一理论体系早年用于低频率电路的分析。在系统的工作频率升高后，发现用集总参数电路的概念来描写高频率电路很不准确，于是推出了利用电磁场（波）的一套理论体系。

芯片的电路结构太复杂了，这本书不得不采用两种理论体系混合的办法去粗略地分析电路。

书中p.107说，“时钟线往往传送一个芯片上最高频率的电磁信号……因此趋肤效应多半首先影响这些线。这是GHz（吉赫兹）范围设计确实要考虑的问题，因为时钟决定了芯片的整体性能（周期时间、每秒指令等）。”

该书p.106给出了数据，说“对于铝在 1 GHz时的趋肤厚度等于2.6微米 ” ，而在p.107 给出了一张示图，即下图中左边的图：

按照书中的数据，推测该铝导线的厚度约为10微米，宽度约为20微米。趋肤厚度薄于导线的尺度，即电磁场没有透过金属导线。

         图a 趋肤效应使电  图b 书中省略了

              磁波不能够透      四边的金属板

              过厚的导线        这里补上了

                    图 导线表面的趋肤厚度

该书省略了导线四周的金属边壁。没有这四周的金属边壁，导线传输的信号是要严重辐射的。我们在图b 补上了这四周的边壁。

请读者注意，现在CPU芯片线路的尺度已经到了纳米量级，趋肤厚度，即电磁场的透入深度已经超过了导线的厚度。下面是相关的对比图，给出了实际结构中可能会遇到的频率和尺寸，以便于说明问题。

图  通常的单根微带线，信号在垂直于纸面的方向上传输，电磁场在横向展开

图  纳米尺度与趋肤厚度       图 纳米尺度的导线“系统”，导线尺度

                                        远远薄于电磁波的趋肤厚度

实际的CPU芯片线路结构中，趋肤厚度，即电磁场的透入深度已经超过了导线的横向尺度。电磁场不只是存在于金属导体的表面了，它穿透纳米尺度的金属薄层，“弥漫”在附近的“整个”空间中。任何一条线路、任何一个元件、器件，在芯片中都不是“孤立”的，它处于周边元件、器件、线路电磁（场）信号的影响之下。

为了提高集成度、缩短信号传输的距离，发展了三维集成电路。这种电路使硅集成电路从传统的平面结构，走向立体多层结构。可利用现有集成电路工艺，制作多层、相互之间用绝缘层隔离。芯片的层数已达到10～20层，其间打孔，用引线连接。芯片的集成度已达到10亿、20亿、30亿……

CPU芯片的线路已经演化为下面形式。

              图 芯片中的导线

“介质”在“金属”和“导带”之间。每一根导线都像共用导带的4根微带线（比如A-B、A-C、A-D、A-E）的并联结构。

芯片中，信号在导带与接地板之间的介质层中传输。芯片上的微带线有千千万万条，比蜘蛛网细密和复杂得多。通常设计，信号不应该受外界的干扰；在不需要耦合的地方，彼此之间不应该有对性能产生影响的耦合；保持尽量低的损耗。

好在电磁场的横向展开，其强度会逐渐降低（在金属中降低较快，在其它空间降低慢一些）。设计理论可以把不应该发生耦合的两条线路放在几个微米之外或更远的位置。

关于芯片的设计理论，必然是非常非常复杂的。

《数字集成电路-电路、系统与设计》一书采用“寄生参数”—电容、电阻、电感的概念来描写芯片线路里的现象，也算是一种“宏观”的办法。这些“寄生参数”会使信号传输延时增加（使性能下降）；影响能耗和功率的分布；引起额外的噪声，使芯片的可靠性降低。但是，这种理论办法是不可能精确的。

往往我们看不懂别人的设计软件。对照实物解剖、分析，后来终于弄懂了，原来设计软件采用了许多经验数据。我们利用这样的软件进行设计，必然需要实践的修正。别人的软件是在别人实践和经验基础上的产物，换一个地方，其精度就要打一些折扣了。

在实际研制工作中，具有正确的物理概念是非常重要的。

学生在学习过程中，记忆公式是有用的，但是主要的是弄懂它的原理。

5）电磁波在线路中的传输速度和电子运动速度不是一回事

电磁场的传递速度非常快。有两个完全相同的LED灯，一个用很短的导线，一个用非常长的导线，我们同时按下两个灯的开关，无论用什么精密的仪器，都很难发现两个灯亮的时间有什么差异。

可是电磁场（波）的传输速度不是无限大的。如果我们有机会参观通信卫星地面站，观看两台电视机，一台显示的是即时的画面，一台显示的是发射出去的信号经过36，000千米，被同步卫星接收而转发回来的信号。你会明显地观察到，回来的信号要比原来的信号在时间上滞后一点。这说明电磁波的传输是有一定速度的。

真空里电磁波的速度为 30万千米每秒。在线路里，介电常数较高的介质，对电磁波（信号）的传输速度会产生一些“阻碍”。这就好比，运动员在泥泞路上的奔跑速度，与在运动场正式跑道上的速度相比，一定会降低一些。但是，这两个速度不会相差太大，在同一个数量级上。

有一个大的物理本质问题，需要弄清楚。

良导体金属中（电场很弱），电子定向运动速度仅仅为～ 米／秒。

线路中电磁波（电场、磁场、电流三位一体）的速度极快，可是电子运动的速度却又极慢，怎么理解？！

关于导体中电子定向运动速度与线路中电磁波传播速度的巨大差异，可以用下面的比喻来近似理解。

在飓风刮过的海面，海水上表面的水波速度与风速几乎相等，飓风与波浪几乎是同时冲击到大陆岸边。而水珠（水分子）的速度却慢得多。比如风速100 千米／小时，波速也差不多为  100 千米／小时；而水珠的定向速度可能为1米／秒 → 3.6千米／小时。两者速度的差异巨大。