国内唯一7nm光刻机被抵押！造芯片有多难？中国芯何时崛起？

最近有个新闻比较火，中国科学院大学有五位本科生，用4个月时间主导完成了一款64位RISC-V处理器的芯片设计并实现了流片，相当于完成了试生产的动作。

很多不明所以的人看到这个消息，可能要问：不是都说生产芯片很难吗，怎么本科生就能这么轻易造出来。这里得先说明下，制造芯片是个复杂而漫长的系统性工程，这几个学生实际上主要是完成了芯片设计这一环节，并非是实现芯片产业链的全覆盖。

就在前段时间，华为余承东宣布，9月15号以后就不能再生产麒麟芯片。由于美国禁令一个接着一个，导致台积电不能代工，连中芯国际也无能力；自己不能生产也罢，现在连外购高通、联发科芯片的方案也全被堵死，而一旦失去高端芯片供应，占华为收入半壁江山的消费电子业务的影响可想而知，这也是中国企业被芯片"卡脖子"的典型事件。

很多人觉得我们就是被卡在芯片制造上，只知道缺光刻机，其实从产业链看，最最开始的阶段也是完全受制于人，如果哪天美国又来个封杀，那我们会更被动。

芯片首先得设计，这种设计需要底层构架的技术授权和相应的专项软件。

先说技术授权，全世界超过95%的智能手机和平板都采用ARM的芯片技术结构，包括华为海思。而开头提到的几个大学生，他们用的是RISC-V开源指令集架构，它自2010年在伯克利大学诞生以来，发展也是非常快。有些人认为ARM与RISC-V的竞争有点像上世纪末的Windows和Linux之争。不过无论是哪个，都没有中国企业的影子，这是我们受制于人的第一个环节。

再来看看软件，芯片设计的"画图工具"是EDA。长期以来，EDA软件全球市场主要由铿腾电子（Cadence）、新思科技（Synopsys）和明导国际（Mentor Graphics）三家美国公司主导。

其实，早在1994年国际上放松了EDA软件禁运管制，但国内重心在快速发展半导体产业，无暇顾及EDA软件，错失了黄金时期，导致对国外EDA软件依赖延续至今。

国内也有一些EDA厂商，与三巨头项目还是有明显的差距，一是缺少数字芯片设计的核心模块，无法支撑数字芯片全流程设计。二是对先进工艺支撑不够，暂未进入先进代工厂的联盟。三是缺乏制造及测试EDA，无法支持集成电路封测的应用需求。

全球芯片代工厂营收预测排名，中芯国际闯入前五，台积电依旧第一

“代工”二字原本是低端制造业、手工业才会经常用到的词，但是芯片代工行业却属于另一个极端情况，芯片代工是制造业中的一大巅峰，有能力参与芯片代工的圆晶代工厂代表了人类制造的最强水平，这些圆晶代工厂的营收变化也反映了人类社会的科技进步。 根据Trend

就在今年，哈工大被禁止使用MATLAB软件。美国就是这样，看你强大了，就要搞事情。EDA国内市场几乎被垄断的局面对我们来说是非常不利的，这是我们受制于人的第二个环节，它甚至比大家知道的光刻机更急需国产替代。目前政策端在发力了，比如上个月，国务院发布了《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》，指出将有效促进以EDA为代表的专项软件发展。

底层构架授权有了，软件有了，接下来就是设计环节。目前芯片设计仍然是美国占据主导地位，但国内也有拿得出手的公司和产品，比如华为海思、中科院、紫光展锐、中兴微电子、华大半导体等。其中，华为海思的营收甚至可以跻身行业前列，中科院更是拔得头筹，在2nm技术"破冰"。

但是问题出在，中国很多芯片企业采用Fabless模式，只做设计，不做生产，而是找别的工厂代工。

芯片的代工跟普通的产品代工完全不一样，它是壁垒非常高的重资产行业，有三大指标可以判定厂商的水平。

综合考虑以上3个指标，台积电是遥遥领先的，仅看制程，明后年将大批量生产4nm、3nm，现在已经在研发2nm芯片。相比之下，内地技术最高的中芯国际只能生产14nm，现在还落后5到6年，技术上还是有不小差距，这是我们受制于人的第三个环节。

掣肘芯片制造的一个重要原因，主要在于设备，队长之前已经做过一期关于光刻机的视频，有兴趣的可以去看看。由于荷兰ASML的垄断，加上美国的干扰，使得中芯国际等中国企业很难购买到先进的EUV光刻机，这是我们受制于人的第四个环节。

虽然这些领域一时半会很难独立自主，但也不能妄自菲薄。我们的芯片起步本来就晚，所有环节在短期全部国产化是不可能的，国产化的第一步是先摆脱"卡脖子"，然后才是全方位国产化。很多领域，比如两弹一星、高铁、核电等高端技术我们都是先从无到有，再从有到优。虽然芯片发展之路依然任重道远，但队长相信只要凭借卧薪尝胆的努力，滴水穿石的精神，脚踏实地的研究，实现高端芯片的国产化也将指日可待！

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