国产芯片发展真得很差吗？一文读懂中国半导体产业现状

目前来说，中国在芯片材料和芯片制造设备上都取得了一定的成果，其中光刻胶，刻胶用于微小图形的加工，生产工艺复杂，技术壁垒较高。我们要知道电路设计图首先通过激光写在光掩模版上，然后光源通过掩模版照射到附有光刻胶的硅片表面，引起曝光区域的光刻胶发生化学效应，再通过显影技术溶解去除曝光区域或未曝光区域，使掩模版上的电路图转移到光刻胶上，最后利用刻蚀技术将图形转移到硅片上。

南大光电研发的ArF光刻胶是目前仅次于EUV光刻胶以外难度最高，制程最先进的光刻胶，也是集成电路22nm、14nm乃至10nm制程的关键。

电子特气国产化也在加速，衬底（硅片、砷化镓（GaAs）、氮化镓（GaN）和碳化硅（SiC）等、光罩（光掩模板）、溅射靶材、湿电子化学品、化学机械抛光（CMP）材料（抛光液、抛光垫）、引线框架、封装基板、电镀液、键合丝、塑封材料、聚酰亚胺、锡球，国家也已经开始大力扶持，个别厂商国产的技术水平已经接近国际先进水平。

芯片制造六大设备扩散炉、刻蚀机、离子注入设备、薄膜沉积设备、抛光机和清洗剂已经达到了世界主流水平，其中部分刻蚀机种类更是达到了5nm，处于世界第一梯队，最头疼的就要属光刻机了，中国光刻机的主要攻坚工作在上海微电子，它们明年才能交付28nm的光刻机。

而在EDA上，EDA就是设计芯片的工具，EDA技术就是以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上，用硬件描述语言VerilogHDL完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。经过近20年的发展，中国形成了华大九天、广立微、芯禾科技三大EDA巨头，目前，国内的EDA厂商EDA产品并不齐全，尤其在数字电路方面，我们整个国内EDA产业在这个领域短板明显。

最麻烦的就是IC设计了，也叫做集成电路设计，是指以集成电路、超大规模集成电路为目标的设计流程，如果IC设计厂商不先设计好芯片，晶圆代工厂是无法量产的。IC设计是芯片产业的核心，也是难度最高的一个环节，芯片设计分为前端设计和后端设计，前端设计（也称逻辑设计）和后端设计（也称物理设计），IC 设计厂十分依赖工程师的智慧，基本上每个步骤都有其专门的知识，皆可独立成多门专业的课。

因为芯片种类太过于繁多，不可能一个IC设计公司就能够知道设计所有的芯片，按照集成电路规模分，有超大规模，大规模，和古老的中规模、小规模。而具体到了类型，又有CPU、SoC、专用集成电路、可编程逻辑器件、MCU、MPU、ADC、DAC、DSP等等，其中可编程逻辑器件又有PLA、PAL、EPLD、CPLD、FPGA等。

简单来说，中国基本具备所有芯片的设计能力，这在全世界是比较罕见的，但是很多只能做低端，比如FPGA，射频芯片等难度系数非常高的芯片类型上，中国暂时还无法涉及高端。

接下来就是晶圆代工，晶圆要经过金属溅镀、涂布光阻、蚀刻技术、光阻去除等过程将微型电路覆盖到表面上，这样一块晶圆上就会形成很多的集成电路芯片。我们所说的制程其实就是栅极的大小，也可以称为栅长，在晶体管结构中，电流从Source流入Drain，栅极（Gate）相当于闸门，主要负责控制两端源极和漏级的通断。电流会损耗，而栅极的宽度则决定了电流通过时的损耗，表现出来就是手机常见的发热和功耗，宽度越窄，功耗越低。而栅极的最小宽度（栅长），也就是制程。缩小纳米制程的用意，就是可以在更小的芯片中塞入更多的电晶体，让芯片不会因技术提升而变得更大。

国产高性能LCOS芯片有望于今年年底量产

LCOS芯片。 供图 中新网上海5月19日电 (记者 张亨伟)上海钜成企业管理(集团)有限公司19日宣布，其LCOS芯片生产中心正式落户山东泰安钜成未来数字信息技术(山东)产业园，其自主研发的国内首颗(无机取向)LCOS芯片于2019年在上海“点亮”，拥有目前国内唯一的一

但是我们如果将栅极变更小，源极和漏极之间流过的电流就会越快，工艺难度会更大。

中芯的14nm已经非常成熟，年底就要试产7nm，和台积电基本上是2年左右的差距，接下来很尴尬的一点就是，中国目前没有EUV极紫外光刻机，无法量产5nm芯片。

最后就是芯片封装，形成了集成电路芯片之后，最后还要通过严格的测试、切割，然后进行封装，因为一颗芯片相当小且薄，如果不在外施加保护，会被轻易的刮伤损坏。此外，因为芯片的尺寸微小，如果不用一个较大尺寸的外壳，将不易以人工安置在电路板上。

完成封装后，便要进入测试的阶段，在这个阶段便要确认封装完的 IC 是否有正常的运作，正确无误之后便可出货给组装厂，这个时候才形成了一枚最终可用的逻辑芯片。

中国目前的芯片封装测试能力是全球前三，在半导体产业链这么多环节上，也就在这是属于佼佼者的，中国芯片封装龙头长电科技的目标是要在2022年成为全球第一。

简单总结一下，半导体产业链，从最上游的芯片材料、芯片制造设备，到中游的IC设计，再到晶圆代工，最后到下游的封装。中国基本上已经形成了一个完整的产业链，美国虽然有世界上最成熟的半导体产业链，但是很多东西都是依赖于和其他国家的合作，这是它们身为世界第一大国的优势。

但中国罕见地可以实现全自产自研，尽管目前来说，仅能覆盖中低端领域，如果美国对他们进行全方位的芯片封锁，中国有能力在最短时间量产7nm的芯片，再往下，受限于设备（极紫外光刻机）无法实现。

目前，中国正在加大半导体领域的投资，并明确将集成电路放在发展新一代信息技术产业的首位。2014年，国家集成电路产业投资基金成立，首期募集资金规模达1387亿元，再加上社会撬动比，共6532亿，目前已经全部投资完毕，共70个项目。

基金二期募资于2019年完成，募资2000亿，社会撬动比，共8000亿。也就是目前中国合计投入14532亿，对设备制造、芯片设计和材料领域加大投资。

中国也立下了宏伟目标，明确提出在2020年之前，90-32nm设备国产化率达到50%，2025年之前，20-14nm设备国产化率达到30%，而国产芯片自给率要在2020年达到40%，2025年达到70%。