芯片制造有多难

芯片制造有多难,第1张

首先,直接回答你的问题,制造芯片非常困难。包括原材料在内的大部分精密设备都是进口的,这是任何一个国家单独做不到的。就连荷兰的ALSM也是光刻机,大部分依赖进口。

题主之所以问这个问题,肯定是因为最近芯片卡脖子的一些想法。

从去年的中兴事件,到华为、DJI等中国科技企业被美国制裁。说实话,我听够了这些新闻,也在不断的了解,甚至想办法,像题主。但情感预期更多的是让我们认清现实,开始去做,具体情况还是要客观分析。我把我们芯片的差距介绍给主题吧。以及为什么会有这种差距。

第一,在芯片设计领域,中国做得很好,仅次于美国。中国设计的短板在设计工具上。我们在芯片设计领域做得很好,芯片设计水平世界第二。连续几年世界排名第一的神威太湖之光超级计算机使用的CPU芯片就是典型代表。手机、电脑、服务器的CPU芯片性能也达到了国际先进水平。在手机平板等消费市场,5G芯片设计的集成不输于高通,在功率控制和5G基带集成上更是强上一筹。

但是,设计工具也有缺点。芯片设计依赖于电子设计自动化工具(EDA),它使设计者能够利用计算机对逻辑进行编译、简化、划分、综合、优化、布局、布线和仿真,从而完成芯片设计。但是这个领域的三家软件服务商是三家美国公司。

第二,在芯片制造领域,中国和美国可能有一二十年的差距,需要持续的投入才能赶上。我看过媒体对倪光南先生的采访,他的解释非常清楚。

芯片制造领域包括制造技术和制造设备。芯片制造听起来像是传统制造,但其制造工艺和设备远比后者精密。具体来说,工艺包括光刻、蚀刻、离子注入、薄膜生长、抛光、金属化、扩散、氧化等。

与上述工艺相对应的是200多种关键制造设备,包括光刻机、蚀刻机、清洗机、切割减薄设备、分选机以及其他工具所需的扩散和氧化清洗设备。每种设备的制造技术要求都很高,制造难度大,价格昂贵。

光有这些设备是不够的,还要开生产线,建工厂,做商业计划书,建工厂,设备安装调试需要2-3年。但芯片设计更新迭代特别快,设备和工厂何时能投产能否满足市场需求还是未知数。

材料方面,芯片制造所需的大部分材料需要进口,而光刻胶等部分材料需要完全进口。国内材料占全球销售额不到5%。这一块和美国确实差距很大。一些专家估计,我们至少需要十年或二十年才能夜以继日地克服困难,迎头赶上。这还没有考虑到未来国际形势可能发生的变化。

第三,中国半导体产业起步晚是历史原因,主导思想的偏差导致创新不足是现实原因。1947年,贝尔实验室发明了半导体触摸晶体管。直到1956年,中国才制造出第一块硅单晶。早期的计算机是由分立元件组成的(电子管和晶体管)。那时候中国还能跟外国的计算机技术。但是当集成电路发展到大规模集成电路的时候,中国并没有集成电路的产业支撑,追赶起来非常无力。

另外,在理念上,很多方面都希望通过更便捷的方法来解决问题。所谓“建不如买,买不如租”就是在这个时候提出来的。实践证明,核心技术是买不来的,必须通过几代人的不断积累和奋斗才能跟上。

结论:通过以上几页,我已经解释清楚了我们在芯片领域的这个差距在哪里,为什么会有这个差距。我们通过客观分析清楚地知道现实,也知道我们主要是在芯片设计工具和芯片制造方面追赶。虽然还需要时间,但我相信短期可以并驾齐驱,中期可以超越,长期可以领先。

从历史上看,我们中华民族从来都是越挫越勇。从第一颗原子弹的成功,到第一颗氢弹、第一颗卫星,再到第一艘航母,哪一个不是以拼命的态度克服重重困难的成功?顺便问一下,美国为什么要保持封锁?其中一个很重要的原因是,美国也看到了中国在芯片领域的进步和不断取得的成就(华中科技大学青年教授甘宗松在世界上首次实现了单线宽9nm的超分辨率光刻;蚀刻机方面,2017年从美国回来的科学家尹志耀正式敲定了5nm蚀刻机)。我只能说,对美国技术的封锁源于对中国科技崛起的恐惧,这也说明中国正在崛起,崛起和强大将是必然的,但在当下,我们需要一步步努力。虽然芯片制造很难,但这是我们必须要赢的战略制高点,而且一定要赢!

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