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阿爾法工場(chǎng) 在中國和“外國”這兩國的較量中，究竟哪一國更占上風(fēng)？ 有說(shuō)中國吊打外國，有說(shuō)外國輕松把中國摁在地上摩擦，雙方都列舉了林林總總的例子，整得我們吃瓜群眾一臉懵逼。當然，中間派肯定說(shuō)兩國各有利弊，但這結論雖然正確卻沒(méi)啥營(yíng)養。 想要在中外兩國這個(gè)話(huà)題上顯得有見(jiàn)識，得先搞明白啥是技術(shù)？ 核心技術(shù)到底是個(gè)啥？ 把技術(shù)分分類(lèi)，第一類(lèi)姑且叫“可山寨技術(shù)”，或者叫“純燒錢(qián)技術(shù)”，有人喜歡往左邊燒，有人喜歡往右邊燒，于是就燒出了不同的應用技術(shù)。 這本質(zhì)上是用舊技術(shù)整合出新玩意兒，比如，美帝登月的土星五號，土工的跨海大橋，小胡子的鼠式坦克，甚至包括中國長(cháng)城和埃及金字塔。打個(gè)比方，這有點(diǎn)像吉尼斯紀錄：最長(cháng)的頭發(fā)，最長(cháng)的指甲，等等…… 這類(lèi)東西，只要錢(qián)到位，擱誰(shuí)都燒的出，關(guān)鍵看有沒(méi)有需求，所以這些也可以叫應用技術(shù)。 
比如這種架橋機，幾個(gè)工業(yè)大國都能搞，但搞出來(lái)只能當玩具，只有土工搞出來(lái)才賺錢(qián)。 土工發(fā)家后，迸發(fā)出海量需求，推動(dòng)各種燒錢(qián)的應用技術(shù)井噴，賺了錢(qián)又可以孜孜不倦地完善各種細節，于是，可以不吹牛的說(shuō)，中國的應用技術(shù)已經(jīng)和整個(gè)外國平起平坐。 第二類(lèi)技術(shù)暫且叫“不可山寨技術(shù)”，或者叫“燒錢(qián)燒時(shí)間技術(shù)”，任何牛逼設備，你拼命往細拆，最終發(fā)現都是材料技術(shù)。 做材料和做菜差不多，番茄炒蛋的成分可以告訴你，但你做的菜就是沒(méi)我做的好吃，這就是核心技術(shù)。 除了生物醫學(xué)之外，核心技術(shù)說(shuō)到底就是材料技術(shù)。 看一串例子： 發(fā)動(dòng)機，工業(yè)皇冠上的明珠，是土工最遭人詬病的短板。其核心技術(shù)說(shuō)白了就是渦輪葉片不夠結實(shí)，油門(mén)踩狠了就得散架，無(wú)論是航天發(fā)動(dòng)機、航空發(fā)動(dòng)機、燃氣輪機，只要帶個(gè)“機”字，土工腰桿都有點(diǎn)軟。 材料技術(shù)除了燒錢(qián)、燒時(shí)間，有時(shí)還要點(diǎn)運氣。 還是以發(fā)動(dòng)機為例：金屬錸，這玩意兒和鎳混一混，做出的渦輪葉片吊炸天，錸的全球探明儲量大約2500噸，主要分布在歐美，70%用來(lái)做發(fā)動(dòng)機渦輪葉片，這種戰略物資，妥妥被美帝禁運。 前幾年在陜西發(fā)現一個(gè)儲量176噸的錸礦，可把土工樂(lè )的，馬上拼了老命燒錢(qián)，這幾年苦逼生活才有了起色。
稀土永磁體，就是用稀土做的磁鐵，能一直保持磁性，用處大大的。 高品位稀土礦大多分布在中國，所以和“磁”相關(guān)的技術(shù)，土工比美帝還能?chē)N瑟，比如核聚變、太空暗物質(zhì)探測等。 據說(shuō)，土工前幾年也對美帝禁運，逼得美帝拿錸交換，外加陜西安徽刨出來(lái)的那點(diǎn)錸，J20的發(fā)動(dòng)機才算有些眉目。
作為“工業(yè)之母”的高端機床，土工基本和男國足一個(gè)水平，只能仰望日本德國瑞士。 材料是最大的限制之一，比如，高速加工時(shí)，主軸和軸承摩擦產(chǎn)生熱變形，導致主軸抬升和傾斜，還有刀具磨損，等等，所以對加工精度要求極高的活，土工還是望“洋”興嘆。
光學(xué)晶體，土工的部分產(chǎn)品還能對美帝實(shí)施禁運，所以和光相關(guān)的技術(shù)都不弱，比如激光武器、量子通信。氣動(dòng)外形，得益于錢(qián)學(xué)森那輩人的積淀，與之相關(guān)的技術(shù)也是杠杠的。
如果我們繼續羅列，就會(huì )發(fā)現，應用寬泛的基礎性材料，中國還是落后外國，應用相對較窄的細分領(lǐng)域，中國逐漸領(lǐng)跑。 小盆友們坐端正，重點(diǎn)來(lái)了！這種關(guān)鍵核心材料，全球總共約130種，也就是說(shuō)，只要你有了這130種材料，就可以組裝出世界上已有的任何設備，進(jìn)而生產(chǎn)出已有的任何東西。 人類(lèi)的核心科技，某種程度上說(shuō)，指的就是這130種材料，其中32%國內完全空白，52%依賴(lài)進(jìn)口，在高端機床、火箭、大飛機、發(fā)動(dòng)機等尖端領(lǐng)域比例更懸殊，零件雖然實(shí)現了國產(chǎn)，但生產(chǎn)零件的設備95%依賴(lài)進(jìn)口。 這些可不是陳芝麻爛谷子的事情，而是工信部2018年7月發(fā)布的數據，還新鮮著(zhù)呢。 核心材料技術(shù)，說(shuō)一句“外國仍把中國摁在地上”，一點(diǎn)都不過(guò)分。這其實(shí)很容易理解，畢竟發(fā)家時(shí)間不長(cháng)，而材料技術(shù)不但要燒錢(qián)，更要燒時(shí)間。 這里得強調一下，應用技術(shù)并不比核心技術(shù)不重要，它需要資金、需求和社會(huì )實(shí)際情況的結合，雖然外國有能力燒，但也許一輩子都沒(méi)機會(huì )燒。 這兒肯定有人抬杠了：人家只是不愿意燒，不然分分鐘秒殺你！呵呵，如果強行燒錢(qián)，后果參照老毛子。 磨嘰半天，該回正題了，半導體芯片之所以難，是因為它不但涉及海量燒錢(qián)的應用技術(shù)，還有眾多燒錢(qián)燒時(shí)間的材料技術(shù)。為了便于小盆友理解，這話(huà)得從原理說(shuō)起。 芯片原理和量子力學(xué) 很多文盲覺(jué)得量子力學(xué)只是一個(gè)數學(xué)游戲，沒(méi)有應用價(jià)值，呵呵，下面咱給計算機芯片尋個(gè)祖宗，請看示范： 導體，咱能理解，絕緣體，咱也能理解，小盆友們第一次被物理整懵的，怕是半導體了，所以先替各位的物理老師把這債還上。 原子組成固體時(shí)，會(huì )有很多相同的電子混到一起，但量子力學(xué)認為，2個(gè)相同電子沒(méi)法待在一個(gè)軌道上，于是，為了讓這些電子不在一個(gè)軌道上打架，很多軌道就分裂成了好幾個(gè)軌道，這么多軌道擠在一起，不小心挨得近了，就變成了寬寬的大軌道。這種由很多細軌道擠在一起變成的寬軌道就叫能帶。 有些寬軌道擠滿(mǎn)了電子，電子就沒(méi)法移動(dòng)，有些寬軌道空曠的很，電子就可自由移動(dòng)。電子能移動(dòng)，宏觀(guān)上表現為導電，反過(guò)來(lái)，電子動(dòng)不了就不能導電。 好了，我們把事情說(shuō)得簡(jiǎn)單一點(diǎn)，不提“價(jià)帶、滿(mǎn)帶、禁帶、導帶”的概念，準備圈重點(diǎn)！ 有些滿(mǎn)軌道和空軌道挨的太近，電子可以毫不費力從滿(mǎn)軌道跑到空軌道上，于是就能自由移動(dòng)，這就是導體。一價(jià)金屬的導電原理稍有不同。 但很多時(shí)候兩條寬軌道之間是有空隙的，電子單靠自己是跨不過(guò)去的，也就不導電了。但如果空隙的寬度在5ev之內，給電子加個(gè)額外能量，也能跨到空軌道上，跨過(guò)去就能自由移動(dòng)，也就是導電。這種空隙寬度不超過(guò)5ev的固體，有時(shí)能導電有時(shí)不能導電，所以叫半導體。 如果空隙超過(guò)5ev，那基本就得歇菜，正常情況下電子是跨不過(guò)去的，這就是絕緣體。當然，如果是能量足夠大的話(huà)，別說(shuō)5ev的空隙，50ev都照樣跑過(guò)去，比如高壓電擊穿空氣。 到這，由量子力學(xué)發(fā)展出的能帶理論就差不多成型了，能帶理論系統地解釋了導體、絕緣體和半導體的本質(zhì)區別，即，取決于滿(mǎn)軌道和空軌道之間的間隙，學(xué)術(shù)點(diǎn)說(shuō)，取決于價(jià)帶和導帶之間的禁帶寬度。
半導體離芯片原理還很遙遠，別急。 很明顯，像導體這種直男沒(méi)啥可折騰的，所以導線(xiàn)到了今天仍然是銅線(xiàn)，技術(shù)上沒(méi)有任何進(jìn)展，絕緣體的命運也差不多。 半導體這種曖曖昧昧的性格最容易搞事情，所以與電子設備相關(guān)的產(chǎn)業(yè)基本都屬于半導體產(chǎn)業(yè)，如芯片、雷達。 下面有點(diǎn)燒腦細胞。 基于一些簡(jiǎn)單的原因，科學(xué)家用硅作為半導體的基礎材料。硅的外層有4個(gè)電子，假設某個(gè)固體由100個(gè)硅原子組成，那么它的滿(mǎn)軌道就擠滿(mǎn)了400個(gè)電子。 這時(shí)，用10個(gè)硼原子取代其中10個(gè)硅原子，而硼這類(lèi)三價(jià)元素外層只有3個(gè)電子，所以這塊固體的滿(mǎn)軌道就有了10個(gè)空位。這就相當于在擠滿(mǎn)人的公交車(chē)上騰出了幾個(gè)空位子，為電子的移動(dòng)提供了條件。這叫P型半導體。 同理，如果用10個(gè)磷原子取代10個(gè)硅原子，磷這類(lèi)五價(jià)元素外層有5個(gè)電子，因此滿(mǎn)軌道上反而又多出了10個(gè)電子。相當于擠滿(mǎn)人的公交車(chē)外面又掛了10個(gè)人，這些人非常容易脫離公交車(chē)，這叫N型半導體。 現在把PN這兩種半導體面對面放一起會(huì )咋樣？不用想也知道，N型那些額外的電子必然是跑到P型那些空位上去了，一直到電場(chǎng)平衡為止，這就是大名鼎鼎的“PN結”。(動(dòng)圖來(lái)自《科學(xué)網(wǎng)》張云的博文)
這時(shí)候再加個(gè)正向的電壓，N型半導體那些額外的電子就會(huì )源源不斷跑到P型半導體的空位上，電子的移動(dòng)就是電流，這時(shí)的PN結就是導電的。
如果加個(gè)反向的電壓呢？從P型半導體那里再抽電子到N型半導體，而N型早已掛滿(mǎn)了額外的電子，多出來(lái)的電子不斷增強電場(chǎng)，直至抵消外加的電壓，電子就不再繼續移動(dòng)，此時(shí)PN結就是不導電的。
當然，實(shí)際上還是會(huì )有微弱的電子移動(dòng)，但和正向電流相比可忽略不計。
如果你已經(jīng)被整暈了，沒(méi)關(guān)系，用大白話(huà)總結一下：PN結具有單向導電性。 好了，我們現在已經(jīng)有了單向導電的PN結，然后呢？把PN結兩端接上導線(xiàn)，就是二極管：
有了二極管，隨手搭個(gè)電路：
三角形代表二極管，箭頭方向表示電流可通過(guò)的方向，AB是輸入端，F是輸出端。如果A不加電壓，電流就會(huì )順著(zhù)A那條線(xiàn)流出，F端就沒(méi)了電壓；如果AB同時(shí)加電壓，電流就會(huì )被堵在二極管的另一頭，F端也就有了電壓。假設把有電壓看作1，沒(méi)電壓看作0，那么只有從AB端同時(shí)輸入1，F端才會(huì )輸出1，這就是“與門(mén)電路”。 同理，把電路改成這樣，那么只要AB有一個(gè)輸入1，F端就會(huì )輸出1，這叫“或門(mén)電路”：
現在有了這些基本的邏輯門(mén)電路，離芯片就不遠了。你可以設計出一種電路，它的功能是，把一串1和0，變成另一串1和0。 簡(jiǎn)單舉個(gè)例子，給第二個(gè)和第四個(gè)輸入端加電壓，相當于輸出0101，經(jīng)過(guò)特定的電路，輸出端可以變成1010，即第一個(gè)和第三個(gè)輸出端有電壓。
我們來(lái)玩個(gè)稍微復雜一點(diǎn)的局：
左邊有8個(gè)輸入端，右邊有7個(gè)輸出端，每個(gè)輸出端對應一個(gè)發(fā)光管。從左邊輸入一串信號：00000101，經(jīng)過(guò)中間一堆的電路，使得右邊輸出另一串信號：1011011。1代表有電壓，0代表無(wú)電壓，有電壓就可以點(diǎn)亮對應的發(fā)光管，即7個(gè)發(fā)光管點(diǎn)亮了5個(gè)，于是，就得到了一個(gè)數字“5”，如上圖所示。 終于，我們已經(jīng)搞定了數字是如何顯示的！如果你想進(jìn)行1+1的加法運算，其電路的復雜程度就已經(jīng)超過(guò)了99%的人的智商了，即便本僧親自出手，設計電路的運算能力也抵不過(guò)一副算盤(pán)。 直到有一天，有人用18000只電子管，6000個(gè)開(kāi)關(guān)，7000只電阻，10000只電容，50萬(wàn)條線(xiàn)組成了一個(gè)超級復雜的電路，誕生了人類(lèi)第一臺計算機，重達30噸，運算能力5000次/秒，還不及現在手持計算器的十分之一。 不知道當時(shí)的工程師為了安裝這堆電路，腦子抽筋了多少回。
接下來(lái)的思路就簡(jiǎn)單了，如何把這30噸東西，集成到指甲那么大的地方上呢？這就是芯片。 芯片制造與中國技術(shù) 為了把30噸的運算電路縮小，工程師們把多余的東西全扔了，直接在硅片上制作PN結和電路。下面從硅片出發(fā)，說(shuō)說(shuō)芯片的制作過(guò)程和中國所處的水平。 第一：硅。
把這玩意兒氯化了再蒸餾，可以得到純度很高的硅，切成片就是我們想要的硅片。硅的評判指標就是純度，你想想，如果硅里有一堆雜質(zhì)，那電子就別想在滿(mǎn)軌道和空軌道之間跑順暢。 太陽(yáng)能級高純硅要求99.9999%，這玩意兒全世界超過(guò)一半是中國產(chǎn)的，早被玩成了白菜價(jià)。芯片用的電子級高純硅要求99.999999999%(別數了，11個(gè)9)，幾乎全賴(lài)進(jìn)口，直到2018年江蘇的鑫華公司才實(shí)現量產(chǎn)，目前年產(chǎn)0.5萬(wàn)噸，而中國一年進(jìn)口15萬(wàn)噸。 難得的是，鑫華的高純硅出口到了半導體強國韓國，品質(zhì)應該還不錯。不過(guò)，30%的制造設備還得進(jìn)口…… 高純硅的傳統霸主依然是德國Wacker和美國Hemlock(美日合資)，中國任重而道遠。 第二：晶圓。 硅提純時(shí)需要旋轉，成品就長(cháng)這樣：
所以切片后的硅片也是圓的，因此就叫“晶圓”。這詞是不是已經(jīng)有點(diǎn)耳熟了？
切好之后，就要在晶圓上把成千上萬(wàn)的電路裝起來(lái)的，干這活的就叫“晶圓廠(chǎng)”。各位拍腦袋想想，以目前人類(lèi)的技術(shù)，怎樣才能完成這種操作？ 用原子操縱術(shù)？想多了，朋友！等你練成御劍飛行的時(shí)候，人類(lèi)還不見(jiàn)得能操縱一個(gè)一個(gè)原子組成各種器件。晶圓加工的過(guò)程有點(diǎn)繁瑣。 首先在晶圓上涂一層感光材料，這材料見(jiàn)光就融化，那光從哪里來(lái)？光刻機，可以用非常精準的光線(xiàn)，在感光材料上刻出圖案，讓底下的晶圓裸露出來(lái)。然后，用等離子體這類(lèi)東西沖刷，裸露的晶圓就會(huì )被刻出很多溝槽，這套設備就叫刻蝕機。在溝槽里摻入磷元素，就得到了一堆N型半導體。 完成之后，清洗干凈，重新涂上感光材料，用光刻機刻圖，用刻蝕機刻溝槽，再撒上硼，就有了P型半導體。 實(shí)際過(guò)程更加繁瑣，大致原理就是這么回事。有點(diǎn)像3D打印，把導線(xiàn)和其他器件一點(diǎn)點(diǎn)一層層裝進(jìn)去。
這塊晶圓上的小方塊就是芯片。芯片放大了看就是成堆成堆的電路，這些電路并不比那臺30噸計算機的電路高明，最底層都是簡(jiǎn)單的門(mén)電路。只是采用了更多的器件，組成了更龐大的電路，運算性能自然就提高了。 據說(shuō)這就是一個(gè)與非門(mén)電路：
提個(gè)問(wèn)題：為啥不把芯片做的更大一點(diǎn)呢？這樣不就可以安裝更多電路了嗎？性能不就趕上外國了嘛？ 這個(gè)問(wèn)題很有意思，答案出奇簡(jiǎn)單：錢(qián)！ 一塊300mm直徑的晶圓，16nm工藝可以做出100塊芯片，10nm工藝可以做出210塊芯片，于是價(jià)格就便宜了一半，在市場(chǎng)上就能死死摁住競爭對手，賺了錢(qián)又可以做更多研發(fā)，差距就這么拉開(kāi)了。 說(shuō)個(gè)題外話(huà)，中國軍用芯片基本實(shí)現了自給自足，因為咱不計較錢(qián)嘛！可以把芯片做的大大的。另外，越大的硅片遇到雜質(zhì)的概率越大，所以芯片越大良品率越低�？偟膩�(lái)說(shuō)，大芯片的成本遠遠高于小芯片，不過(guò)對軍方來(lái)說(shuō)，這都不叫事兒。
可別把“龍芯”和“漢芯”混為一談 第三：設計與制造。 用數以?xún)|計的器件組成如此龐大的電路，想想就頭皮發(fā)麻，所以芯片的設計異常重要，重要到了和材料技術(shù)相提并論的地步。 一個(gè)路口紅綠燈設置不合理，就可能導致大片堵車(chē)。電子在芯片上跑來(lái)跑去，稍微有個(gè)PN結出問(wèn)題，電子同樣會(huì )堵車(chē)。這種精巧的線(xiàn)路設計，只有一種辦法可以檢驗，那就是：用！大量大量的用！ 現在知道芯片成本的重要性了吧，因為你不會(huì )多花錢(qián)去買(mǎi)一臺性能相同的電腦，而芯片企業(yè)沒(méi)了市場(chǎng)份額，很容易陷入惡性循環(huán)。 正因為如此，芯片設計不光要燒錢(qián)，也需要時(shí)間沉淀，屬于“燒錢(qián)燒時(shí)間”的核心技術(shù)。既然是核心技術(shù)，自然就會(huì )發(fā)展出獨立的公司，所以芯片公司有三類(lèi)：設計制造都做、只做設計、只做制造。 半導體是臺灣少有的仍領(lǐng)先大陸的技術(shù)了，基于兩岸實(shí)質(zhì)上的分治狀態(tài)，所以中國大陸和臺灣暫且分開(kāi)表述。 早期的設計制造都是一塊兒做的，最有名的：美國英特爾、韓國三星、日本東芝、意大利法國的意法半導體；中國大陸的：華潤微電子、士蘭微；中國臺灣的：旺宏電子等。 外國、臺灣、大陸三方，最落后的就是大陸，產(chǎn)品多集中在家電遙控器之類(lèi)的低端領(lǐng)域，手機、電腦這些高端芯片幾乎空白！
后來(lái)隨著(zhù)芯片越來(lái)越復雜，設計與制造就分開(kāi)了，有些公司只設計，成了純粹的芯片設計公司。如，美國的高通、博通、AMD，中國臺灣的聯(lián)發(fā)科，大陸的華為海思、展訊等。 挨個(gè)點(diǎn)評幾句。 大名鼎鼎的高通就不多說(shuō)了，世界上一半手機裝的是高通芯片；博通是蘋(píng)果手機的芯片供應商，手機芯片排第二毫無(wú)懸念；AMD和英特爾基本把電腦芯片包場(chǎng)了。這些全是美國公司，世界霸主真不是吹的。 臺灣聯(lián)發(fā)科走的中低端路線(xiàn)，手機芯片的市場(chǎng)份額排第三，很多國產(chǎn)手機都用，比如小米、OPPO、魅族。不過(guò)最近被高通干的有點(diǎn)慘，銷(xiāo)量連連下跌。 華為海思是最爭氣的，大家肯定看過(guò)很多故事了，不展開(kāi)。除了通信芯片，海思也做手機用的麒麟芯片，市場(chǎng)份額隨著(zhù)華為手機的增長(cháng)排進(jìn)了前五。個(gè)人切身體會(huì )，海思芯片的進(jìn)步真的相當不錯(這一波廣告，不收華為一分錢(qián))。 展訊是清華大學(xué)的校辦企業(yè)，比較早的大陸芯片企業(yè)，畢竟不能被人剃光頭吧，硬著(zhù)頭皮上，走的是低端路線(xiàn)。前段時(shí)間傳出了不少危機，后來(lái)又說(shuō)是變革的開(kāi)始，過(guò)的很不容易，和世界巨頭相差甚多。 大陸還有一批芯片設計企業(yè)，晨星半導體、聯(lián)詠科技、瑞昱半導體等，都是臺灣老大哥的子公司，產(chǎn)品應用于電視、便攜式電子產(chǎn)品等領(lǐng)域，還挺滋潤。 在大陸的芯片設計公司，臺灣頂住了大半邊天！
還有一類(lèi)只制造、不設計的晶圓代工廠(chǎng)，這必須得先說(shuō)臺灣的臺積電。正是臺積電的出現，才把芯片的設計和制造分開(kāi)了。2017年臺積電包下了全世界晶圓代工業(yè)務(wù)的56%，規模和技術(shù)均列全球第一，市值甚至超過(guò)了英特爾，成為全球第一半導體企業(yè)。 晶圓代工廠(chǎng)又是臺灣老大哥的天下，除了臺積電這個(gè)巨無(wú)霸，臺灣還有聯(lián)華電子、力晶半導體等等，連美國韓國都得靠邊站。 大陸最大的代工廠(chǎng)是中芯國際，還有上海華力微電子也還不錯，但技術(shù)和規模都遠不及臺灣。不過(guò)受制于臺灣詭譎的社會(huì )現狀，臺積電開(kāi)始布局大陸，落戶(hù)南京。這幾年臺資、外企瘋狂在大陸建晶圓代工廠(chǎng)，這架勢和當年合資汽車(chē)有的一拼。
大陸的中芯國際具備28nm工藝，14nm的生產(chǎn)線(xiàn)也在路上，可惜還沒(méi)盈利。大家還是愿意把這活交給臺積電，臺積電幾乎拿下了全球70%的28nm以下代工業(yè)務(wù)。 美國、韓國、臺灣已具備10nm的加工能力，最近幾個(gè)月臺積電剛剛上線(xiàn)了7nm工藝，穩穩壓過(guò)三星，首批客戶(hù)就是華為的麒麟980芯片。這倆哥們兒早就是老搭檔了，華為設計芯片，臺積電加工芯片。 說(shuō)真的，如果大陸能整合臺灣的半導體產(chǎn)業(yè)，并利用靈活的政策和龐大的市場(chǎng)促進(jìn)其進(jìn)一步升級，土工追趕美帝的步伐至少輕松一半�，F在嘛，大陸任重而道遠吶！
第四：核心設備。 芯片良品率取決于晶圓廠(chǎng)整體水平，但加工精度完全取決于核心設備，就是前面提到的“光刻機”。 光刻機，荷蘭阿斯麥公司(ASML)橫掃天下！不好意思，產(chǎn)量還不高，你們慢慢等著(zhù)吧！無(wú)論是臺積電、三星，還是英特爾，誰(shuí)先買(mǎi)到阿斯麥的光刻機，誰(shuí)就能率先具備7nm工藝。沒(méi)辦法，就是這么強大！
日本的尼康和佳能也做光刻機，但技術(shù)遠不如阿斯麥，這幾年被阿斯麥打得找不到北，只能在低端市場(chǎng)搶份額。 阿斯麥是唯一的高端光刻機生產(chǎn)商，每臺售價(jià)至少1億美金，2017年只生產(chǎn)了12臺，2018年預計能產(chǎn)24臺，這些都已經(jīng)被臺積電三星英特爾搶完了，2019年預測有40臺，其中一臺是給咱們的中芯國際。 既然這么重要，咱不能多出點(diǎn)錢(qián)嗎？第一：英特爾有阿斯麥15%的股份，臺積電有5%，三星有3%，有些時(shí)候吧，錢(qián)不是萬(wàn)能的。第二，美帝整了個(gè)《瓦森納協(xié)定》，敏感技術(shù)不能賣(mài)。 有意思的是，2009年上海微電子的90納米光刻機研制成功(核心部件進(jìn)口)，2010年美帝允許90nm以上設備銷(xiāo)售給中國，后來(lái)中國開(kāi)始攻關(guān)65nm光刻機，2015年美帝允許65nm以上設備銷(xiāo)售給中國，再后來(lái)美帝開(kāi)始管不住小弟了，中芯國際才有機會(huì )去撿漏一臺高端機。 不過(guò)咱也不用氣餒，咱隨便一家房地產(chǎn)公司，銷(xiāo)售額輕松秒殺阿斯麥，哦耶！
重要性?xún)H次于光刻機的刻蝕機，中國的狀況要好很多，16nm刻蝕機已經(jīng)量產(chǎn)運行，7-10nm刻蝕機也在路上了，所以美帝很貼心的解除了對中國刻蝕機的封鎖。 在晶圓上注入硼磷等元素要用到“離子注入機”，2017年8月終于有了第一臺國產(chǎn)商用機，水平先不提了。離子注入機70%的市場(chǎng)份額是美國應用材料公司的。 涂感光材料得用“涂膠顯影機”，日本東京電子公司拿走了90%的市場(chǎng)份額。即便是光刻膠這些輔助材料，也幾乎被日本信越、美國陶氏等壟斷。
2015年至2020年，國內半導體產(chǎn)業(yè)計劃投資650億美元，其中設備投資500億美元，再其中480億美元用于購買(mǎi)進(jìn)口設備。 算下來(lái)，這幾年中國年均投入130億，而英特爾一家公司的研發(fā)投入就超過(guò)130億美元。 論半導體設備，中國，任無(wú)比重、道無(wú)比遠��！ 第五：封測 芯片做好后，得從晶圓上切下來(lái)，接上導線(xiàn)，裝上外殼，順便還得測試，這就叫封測。 封測又又又是臺灣老大哥的天下，排名世界第一的日月光，后面還跟著(zhù)一堆實(shí)力不俗的小弟：矽品、力成、南茂、欣邦、京元電子。 大陸的三大封測巨頭，長(cháng)電科技、華天科技、通富微電，混的都還不錯，畢竟只是芯片產(chǎn)業(yè)的末端，技術(shù)含量不高。 中國芯 說(shuō)起中國芯片，不得不提“漢芯事件”。2003年上海交通大學(xué)微電子學(xué)院院長(cháng)陳進(jìn)教授從美國買(mǎi)回芯片，磨掉原有標記，作為自主研發(fā)成果，騙取無(wú)數資金和榮譽(yù)，消耗大量社會(huì )資源，影響之惡劣可謂空前！ 以致于很長(cháng)一段時(shí)間，科研圈談芯色變，嚴重干擾了芯片行業(yè)的正常發(fā)展。
硅原料、芯片設計、晶圓加工、封測，以及相關(guān)的半導體設備，絕大部分領(lǐng)域中國還是處于“任重而道遠”的狀態(tài)，那這種懵逼狀態(tài)還得持續多久呢？ 根據“燒錢(qián)燒時(shí)間”理論，掐指算算，大約是2030年吧！國務(wù)院印發(fā)的《集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展綱要》明確提出，2030年集成電路產(chǎn)業(yè)鏈主要環(huán)節達到國際先進(jìn)水平，一批企業(yè)進(jìn)入國際第一梯隊，產(chǎn)業(yè)實(shí)現跨越式發(fā)展。 當前，中國芯片的總體水平差不多處在剛剛實(shí)現零突破的階段，雖然市場(chǎng)份額微乎其微，但每個(gè)領(lǐng)域都參了一腳，前景還是可期待的。
極限 文末，習慣性抱怨一下人類(lèi)科技的幼稚。 芯片，作為大伙削尖腦袋能達到的最高科技水準，其基礎的能帶理論竟然只是個(gè)近似理論，電子的行為仍然沒(méi)法精確計算。 再往大了說(shuō)，別看現在的技術(shù)紛繁復雜，其實(shí)就是玩玩電子而已，至于其他幾百種粒子，還完全不知道怎么玩！ 芯片加工精度已經(jīng)到了7nm，雖然三星吹牛說(shuō)要燒到3nm，可那又如何？你還能繼續燒嗎？ 1nm差不多就是幾個(gè)原子而已，量子效應非常顯著(zhù)，近似理論就不好使了，電子的行為更加難以預測，半導體行業(yè)就得在這兒歇菜。 燒錢(qián)也好，燒時(shí)間也罷，燒到盡頭就是理論物理�；A科學(xué)除了燒錢(qián)燒時(shí)間，還得燒人，燒的異常慘烈，100個(gè)高智商，99個(gè)都是墊腳石！ 工程師可以半道出家，但物理學(xué)家必須科班出身，基礎科學(xué)在中國被忽視了五千多年，如今每年填報熱度還不如耍戲的。 不能光折騰電子了，為了把中微子也用起來(lái)，咱趕緊忽悠，哎，不對，是呼吁更多孩子學(xué)基礎科學(xué)吧！ 來(lái)源:http://www.gongchang.fund/news-detail-18918.html |
