我们为什么造不出高端芯片

芯片在现代生活中的应用无处不在，但是前几年普通大众对“芯片”这个词，还比较陌生，可 是自从美国断供华为芯片之事，发展得路人皆知，大家终于知道了芯片在现代科技中举足轻重的作用，芯片的发展也牵动着我们每一个人的心！

一杖小小的芯片在很多高科技产品性能方面起到决定性作用，掌控了制造高端芯片的核心技术，可以说就是掌握了现代科技的命脉！而独立完成设计、研发和制造芯片产业链的每一个环节，对全世界的每一个国家来说，都是有难度的，其中制造环节，我们目前是最弱的！

一、什么是芯片？

芯片(chip)，又称集成电路（integrated circuit, IC），芯片（IC）泛指所有的半导体元器件，是在硅板上集合多种电子元器件实现某种特定功能的电路模块。它是电子设备中最重要的部分，承担着运算和存储的功能，如果把产品比作一个人，那么芯片相当于一个人的大脑！

简单地讲就是把集成电路植在由硅板制造的晶圆上面，封装之后，叫作芯片！

二、芯片的制作过程

1、研发

关于研发，这里不多叙述，研发能力我国的实力处于世界先进技术水平！

2、设计

我们国家芯片设计刚起步时，用于设计集成线路图的EDA工具也是使用美国的，但现在华大九天提供的EDA软件支持成熟芯片设计，为全流程系统化的芯片设计支持。

3、制造

1、制作晶圆。如果把芯片比作一个人工智能城市，城市建筑的地基就是晶圆，它从自然界的沙子，岩石中提炼，经过一系列工艺，从二氧化硅变成纯度高达百分之九十九以上的单晶硅片，为集成电路的植入提供载体！相应的设备有熔炼炉、 CVD设备、单晶炉和切片机等。

2、晶圆涂膜。晶圆涂膜能抵抗氧化以及耐温能力，其材料为光阻的一种，可以提升晶圆的抗氧化以及耐温能力。

3、晶圆光刻显影、蚀刻。使用对紫外光敏感的化学物质，即遇紫外光则变软。通过控制遮光物的位置可以得到芯片的外形。在硅晶片涂上光致抗蚀剂，使得其遇紫外光就会溶解。

4、离子注入。是一种将离子束照射在固体材料表面并穿透表层，从而改善材料表面成分和性能的现代加工技术。

其中2、3、4的步骤重复操作，形成复杂的集成电路，再测试和封装，就是成品芯片！

在整个制造过程中，虽然国产刻蚀机已经发展到5nm的水准，中芯国际掌握14nm芯片量产。但是芯片制造过程使用的这些设备，其制造工艺水准极高，我国还十分欠缺，特别是核心设备光刻机的生产，全世界一年只出产几百台，目前还是荷兰一家独大，其中可以生产7-3nm高端芯片的荷兰阿斯麦公司表示，预计2022年能生产55台极紫外光刻机。每台光刻机，最高售价，可能高达15亿人民币，三星和台积电都疯狂预定！

一台光刻机大约需要十万个零件，而这些零件的来源绝大部分软硬件都不来源于我国，比如美国的光源，德国的镜头！

有了机器，还有制造，工艺上的突破也难度极大，目前生产高端芯片的覇主是台湾的台积电，全世界5nm以上芯片，百分之五十以上都产自台积电，这也是美国一直重视台湾，并一直邀约台积电去美建厂的原因！

三、成品率的问题

我们生产17nm以上芯片，量产不成问题，但8nm以下芯片的不良率太高，芯片成本又高，所以量产上从商品经济价值上意义不大！

高端芯片的发展，依靠的科技、财力，和人才，而不是自嗨，虽然美国硅谷从1947年就开始研发芯片雏形，我们落后几十年，但是美国现在前十名的半导体和芯片专家有一半都是华人，我们中国人聪明，现在的综合国力也足以支撑芯片产业的研发和生产，相信解决了人才流失问题，中国解决高端芯片的日子也指日可待！