中国芯片实现大突破！打破外国66年垄断

发布于：2018/12/4 9:22:38 | 704 次阅读

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　　在中美贸易战后，中国芯片的窘境被媒体放大了好多倍，NEXT TECH也分析过其中的原因。
　　

　　不过就在昨天，新华社发布了一则消息：
　　国家重大科研装备研制项目“超分辨光刻装备研制”通过验收。
　　这个设备，指的就是光刻机，该光刻机完全由中国自主研制，分辨率达到了22纳米，未来还能用于制造10纳米级别的芯片。
　　

　　这是中国在芯片生产上的重大突破，要明白它的意义，我们得从芯片制造的源头说起。
　　首先由ARM、英特尔等公司设计芯片的底层架构，它就像一座房子的地基，然后下游的公司，比如苹果、联想，则基于这些结构开发自己的芯片蓝图，决定在地基上建造不同的房子（CPU、GPU、蓝牙芯片）。
　　由台积电等芯片制造商，拿着图纸去生产。
　　芯片的制造极为复杂，芯片基于二氧化硅矿石（沙子中含有25%的硅），通过一系列物理和化学方法，提纯出硅棒（纯度在99.9999%），然后切割成薄薄的圆形硅片（晶圆板）。
　　

　　之后对硅片进行蚀刻、光罩等处理，将微型电路覆盖到表面。再用机器进行切割、封装和测试，光刻机就是芯片生产的关键一环。
　　它的原理和胶片相机差不多，它的底片是涂满光敏胶的硅片，激光投影把各种电路图案曝光在光刻胶上，然后进行曝光，将图案地刻在硅片上。
　

　　现在我们再来看所谓芯片的制程，它其实就是晶圆板上微型电路间的间距，以前光刻机的分辨率不够，只能做到3微米，而现在的设备已经能做到肉眼不可见的纳米级别。
　　制程约小，元器件之间的距离就越短，电信号的传播效率就越高，芯片可以被造的更小，同时功耗和发热也会变小。根据摩尔定律，芯片行业大约每1年半，就能实现制程上的升级。同时，晶圆板的大小也不断变大，从原先的 2寸，升级到了现在的16寸。
　　晶圆片的尺寸不断变大，同时制程也在减少，在两个因素的推动下，芯片的落地成本不断降低，也就促成了过去几十年间，整个电子计算业的蓬勃发展。
　　

　　中国在芯片制造上，主要的优势体现在芯片蓝图的设计上，在上游的地基方面没有发言权，而在施工建造上又受困于种种技术限制，其中的阻碍之一就是光刻机。
　　光刻机在行业内基本处于垄断，的生产制造商是荷兰的ASML，它脱身于飞利浦，创立于1984年，如今，45nm以下的芯片，80%出自ASML的产品。
　　它生产的TWINSCAN系列是目前世界上，生产效率，应用最为广泛的高端光刻机型，它的，使用EUV技术的光刻机，就可以制作7nm甚至更高制程的芯片。
　　　　没错，包括款iPhone、iPad Pro，和华为Mate 20手机内的7nm芯片，没有ASML的光刻机就只能是纸上谈兵，生产不出来的。
　　不过令人惊讶的事实是，在经济一体化的背景下，在中国加入世贸组织，努力实现和平外交的前提下，光刻机这个设备对中国是禁运的。
　　禁运这件事要追溯到二战结束后，丘吉尔发表了着名的演讲，声称“一副铁幕正在缓缓落下，把欧洲重新笼罩在阴影下。”
　　丘吉尔口中的铁幕，就是以苏联为代表的社会主义阵营，在战败的轴心国底盘上和资本主义阵营抢夺政权的事情。
　　　为了抑制苏联，17个资本主义国家在1949年成立了一个组织，对社会主义国家进行经济制裁，后来就衍生出了《瓦森纳协议》，限制成员国向社会主义国家出口战略物资和技术。
　　中国在1952年被列入管制范畴，但凭借中国科学家锲而不舍的精神，凭借改革开放后吸引外资建厂、国家扶持、人才培养等举措，中国在各个领域都取得了非凡的成果，甚至在原子能、航天航空等高科技领域保持。
　　但在芯片领域，中国的发展比较缓慢，《瓦森纳协定》限制了中国芯片的生产。而西方国家也不允许中国收购芯片厂商进行技术升级。
　　说白了，这是一件关乎到国家意识形态，关乎到世界政治局势的事件，也是少数不能用钱来解决的事情。在这种情况下，中国想要实现突破，的方法就是自己研发。
　　在中国，实力的是上海微电子，但它的光刻机仅能生产90nm的芯片，这次经过7年的艰苦研发，中科院光电所终于拿出了能生产22nm的光刻机，它使用了365纳米光源波长，而目前国外广泛使用的光刻机的光源是193纳米的短波。
　　

　　波长短，更容易进行蚀刻和光罩，而采用365纳米光源波长进行操作，相当于使用一把屠刀切土豆丝，这里面蕴含了大量的技术创新。
　　而且，结合双重曝光技术后，未来还可用于制造10纳米级别的芯片，也就是说，长波长的潜力还没有完全被开发。
　　中国芯片实现大突破！打破外国66年垄断
　　通过这种方法，国产的新光刻机还成功绕过了国外相关知识产权壁垒，节省了一大笔费用。
　　另外，波长越短，成本也就越高。使用短波，可以在很大程度上节省成本，更有利于进行商业化生产，在和国外芯片产品的竞争中保持自己的优势。
　　当然和ASML等制造商相比，我们还存在巨大的技术鸿沟，想要缩小差距，还是得慢慢积累，绝不是一蹴而就的事情。但我们看到了中国政府在整个领域的决心，看到了中国科学家如何在有限的条件下做技术突破，也看到了以华为等公司在底层芯片技术上做出的努力。
　　芯片带动了整个PC和智能手机的时代，它依然是驱动当下科技变革的动力，在未来，物联网、企业服务、以及各种智能硬件的发展依然离不开芯片，而中国的反击战才刚刚打响。

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