芯片困境:关键何在,又如该何破局

美政客呼吁国家资助芯片企业,打好中美“科技战”

在中美贸易摩擦大背景下,近两年来两国在半导体领域的“大动作“不断,特别是美国,上升到国家安全层面,开始动用各种“高层手段”。 今年6月,据外媒报道显示,美国军方计划“在芯片设计阶段嵌入防御措施,以确保半导体及其电子供应链的安全。”其中项目的相

引子

郭德纲经常说的一句话,“我们艺人那,拼到最后拼的是文化”。

想必大家都看了N多介绍芯片危机的材料,也知道了我们主要输在了叫一个光刻录机设备上。再往细了分析,其实最终是输在材料技术上。

什么是核心技术?

技术基本上可以分为两类。

一类是纯应用类技术,以解决在生活、生产以及管理中的实际问题为目标。这类技术的特点可复制性强,实施起来,也简单粗暴,基本上烧钱就能解决问题。生活中常见的各种能打价格战的基本上都可以归属这类。

一类是基础类技术,以研究基本发展规律为目标。这类技术既烧钱又费时间,还不产生直接的经济效益。举个简单的例子,你我都卖西红柿炒鸡蛋,同一个地方进的材料,又使用了同样的佐料,但我做的就是比你好吃。为什么呢,我有爷爷辈传下来的秘方,佐料的配比+火候的把握+出锅时机都是独家研究出来的,并且传男不传女。这种难以复制的技术就是核心竞争力。

芯片领域详细的技术参数我不详细讲解了,毕竟我不是专业出身,有些参数无法考证,存在误导大家的可能。在芯片的成品流程每个流程节点,我会顺带把我了解到的现状给大家介绍一下。

芯片的核心是半导体技术,半导体技术理论又源自量子力学。量子力学是我们前面说的基础类技术之一。大家再学量子力学的时,想到芯片你的枯燥感就会飞到九霄云外去了。

首先是原材料,也就是常说的硅。在稍微要求低一点的太阳能硅领域,我们的产能占世界的一半还多。而芯片用到的硅纯度很高,达到11个9的标准。尽管大部分还是需要进口,我们已经具备了量产的能力。

其次是晶圆,得名于硅切片之后是圆形的。成千上万的电路是在晶圆上组装起来的,可以看作是集中电路的画板。晶圆几乎是日本厂商的天下,不过我们在低端市场上已经可以自主研发,大面积的还是要依赖进口。

苹果最强A16芯片曝光!台积电3nm工艺加持 2022年就能用上

6月10日消息,一直以来台积电都是全球半导体行业龙头企业,在2018年将凭借其先进的7nm芯片制造工艺击败三星,获得了超过40多家客户的订单。客户包括苹果、华为、高通等多家知名企业。 近日有外媒报道称,台积电已开始加快下一代2nm节点的研发,将在2020年第四

然后是设计与制造,如何将电路图画到晶圆上。起初厂商基本上是设计制造一手抓,随着电路的复杂度越来越高,设计技术逐步上升到与制造技术同等重要的地步。芯片公司逐渐分化成三类,制造类、设计类、复合类。大家了解到的华为海思在设计领域非常厉害,但是没有制造能力,只能找台积电等公司去代工。

最后说一下核心设备,轮到EDA和光刻录机出场了。EDA软件是芯片设计软件,主要厂商也是米国在控制。华大九天在EDA软件领域已经有了一定的突破,目前主要是集中在28nm领域。在这么小的面积晶圆上刻电路不是武侠小说中的超级武功,是我们最近常谈论的光刻机。光刻录机是你荷兰的一家叫阿斯麦的公司生产,全球独一份。由于特殊原因,在这个领域你能体会到有钱买不到的尴尬滋味。中芯国际在2019年应该采购到了一台14nm的光刻机,这是国内企业的最顶尖水平了。

另外,大家常说纳米技术,是衡量一个晶圆能做的芯片个数。以直径300纳米的晶圆来说,16nm技术可以做芯片100块,10nm技术可以做210块/由此可知精度越高,成本越便宜,在市场上的竞争力越大。

如何破局?

现在芯片危机与当年的原子弹有些类似,形势比那个时候更乐观。

访问中国期间,赫鲁晓夫在城楼上一面观看阅兵、游行,一面对毛泽东说:“关于生产原子弹的事,我们决定把专家们撤回去。”毛泽东似乎早有思想准备,不动声色的说:“苏联专家我们需要是需要,但也没有什么太大关系,技术上能帮助我们一下更好,不能帮就由你们考虑决定吧。” 撤专家无疑是釜底抽薪,罗布泊的蘑菇云升起的那一刻,赫鲁晓夫总统是怎么想的无人可知。

原子弹的爆炸成功,谈何容易。除了要突破科技领域中的无数难关,真正掌握确保原子弹起爆成功的奥秘外,还有一个特殊的历史情况,那就是国家当时正处于经济最困难时期。

与原子弹的被动不同,现在芯片的危机是我们的强大让别有用心的国家嫉妒所致。我们在芯片领域有了一定的技术积累,并做到了可以自主研发的程度。当前的困难不可怕,暂时的落后也没问题,只要大家齐心协力坚持自主研发的道路,假以时日,我们会迎头赶上的。

结语

有人说自主研发是一条没有希望的路,更有悲观的人说自主研发是个笑话。在中国芯片发展的道路上,这些应该都是小插曲,不会阻碍自主研发前进的滚滚车轮。

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台积电已开始建造3nm芯片设备 将于2022年实现量产

据外媒《中央日报》消息,全球最大的半导体制造公司(代工厂)台积电已经开始建造3nm芯片设备。此前三星电子首先开发了3nm工艺,但台积电目前在大规模生产设备的建造方面处于领先地位。 3nm芯片可应用于AI、5G、自动驾驶汽车、云计算等众多领域。苹果、华为、