手机处理器，又叫系统级芯片，其英文名称是SoC（System-on-a-Chip），SoC是一个微小型系统,如果说中央处理器(CPU)是大脑,那么SoC就是包括大脑、心脏、眼睛和手的系统。目前世界上现有的设计手机处理器的厂商有苹果（美国）、高通（美国）、华为（中国）、联发科（中国台湾省）、三星（韩国）这几个厂商，与现在众多的手机厂商相比，处理器厂商数量稀少，制作一颗手机处理器难度到底有多大？我们从下面的制作流程就可以看出。

流程一：芯片电路设计

以华为麒麟990为例，在大约1平方厘米的面积上搭载了103亿个晶体管，因此需要工程师对这103亿晶体管设计复杂的连接电路，首先需要工程师对芯片架构进行设计，现在手机芯片大多采用ARM架构，即精简指令集，确定好处理器架构以后就要对内部晶体管电路进行设计，内部电路设计完成经过一些列测试后就可以开始进行处理器的制作阶段了。

流程二：流片

在手机处理器设计完成后就要进行流片，什么是流片呢？像是像正式流水线一样通过一系列工艺步骤试制芯片，这就是流片，在集成电路设计领域，"流片"就是我们常说的"试生产"，设计完芯片电路以后，先试生产几片到几十片的实验品，用来进行实际测试，毕竟设计芯片仅仅处于理论阶段，需要真机进行测试来检验设计是否满足设计参数。如果测试通过，就照着这个样子开始大规模生产了，如果没有通过流片测试，就要对电路重新设计，再继续流片直至测试通过。

值得注意的是，流片一次价格是非常昂贵的，因为芯片设计出来以后电路一般会被分成30-50层，然后每一层的电路需要去光罩厂去做一个mask（可以翻译为光刻掩膜版，这个是半导体制成中的核心），这个光刻掩膜版因为是单独定做价格非常贵，加上原材料原晶的成本，以台积电7nm和5nam工艺为例，全光罩5nm工艺流片费用在3亿人民币左右，第二代7nm EUV工艺费用也在2亿人民币左右。

三：量产阶段

流片测试通过后，处理器进入量产阶段。制作处理器的机器为光刻机，光刻机（Mask Aligner) 又名掩模对准曝光机，曝光系统，光刻系统等。常用的光刻机是掩膜对准光刻，所以叫 Mask Alignment System。

高精度euv极紫外光刻机目前世界上仅有两三家企业可以生产，其中荷兰ASML公司以占市场份额70%而闻名，目前这些厂商对中国实行技术封锁，他们的高精尖设备禁止向中国出售，华为麒麟高端芯片的生产也全部由台积电代工的，这也是国内芯片发展缓慢的主要原因之一。我们国家中芯国际现在已经实现14nm芯片的量产，华为一部分麒麟820芯片就是中芯代工的。

ASML光刻机

光刻机工作原理

上图是一张ASML光刻机介绍图。下面，简单介绍一下图中各设备的作用。

芯片股掀涨停潮：分析称传统估值已不完全适用，需防投资风险

5月19日，沪深两市芯片股掀起涨停潮。 相关统计显示，截至5月19日收盘，华虹计通（300330）、文一科技（600520）、亚翔集成（603929）、万业企业（600641）等逾十只芯片股涨停。除了个股外，万得数据显示，5月18日芯片ETF（159995）一改连续多日净流出态势，

光刻机工作原理

　　测量台、曝光台是承载硅片的工作台；激光器是光源，光刻机核心设备之一；光束矫正器矫正光束入射方向，让激光束尽量平行；能量控制器控制最终照射到硅片上的能量，曝光不足或过足都会严重影响成像质量；光束形状设置设置光束为圆型、环型等不同形状，不同的光束状态有不同的光学特性；遮光器在不需要曝光的时候，阻止光束照射到硅片；能量探测器检测光束最终入射能量是否符合曝光要求，并反馈给能量控制器进行调整；掩模版是一块在内部刻着线路设计图的玻璃板，贵的要数十万美元；掩膜台承载掩模板运动的设备，运动控制精度是nm级的；物镜用来补偿光学误差，并将线路图等比例缩小；硅片是用硅晶制成的圆片。硅片有多种尺寸，尺寸越大，产率越高。内部封闭框架、减振器将工作台与外部环境隔离，保持水平，减少外界振动干扰，并维持稳定的温度、压力。

芯片加工过程中，光刻机通过一系列的光源能量、形状控制手段，将光束透射过画着线路图的掩模，经物镜补偿各种光学误差，将线路图层比例缩小后映射到硅片上，然后使用化学方法显影，得到刻在硅片上的电路图。一般的光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、激光刻蚀等上千道工序。经过一次光刻的芯片可以继续涂胶、曝光。越复杂的芯片，线路图的层数越多，也需要更精密的曝光控制过程。经过上述流程一大块圆晶被刻蚀成若干块芯片，光刻机光刻的过程就像盖楼房，一层一层的堆叠在一起就形成了“毛坯房”的芯片，现在的芯片是不能被使用的，还要对其进行“精装修”，然后经过分割、封装、喷码等流程就变成我们手机中使用的处理器。

总结处理器制作的困难之处：

1. 内部电路复杂，需要将上百亿晶体管电路集成到指甲盖大小的面积上；

2. 流片一次价格昂贵，加上研发投入巨大一般企业负担不起；

3. 制作芯片的光刻机价格昂贵（1.2亿美元以上），并且最先进工艺制程的euv光刻机禁止向中国出售。