中国现在的芯片制作离美国日本等国家还有差距吗？

电脑版 2020-11-26 13:04

中国现在的芯片制作离美国日本等国家还有差距吗？:2018年的芯片危机以及美国对中兴和华为的找茬，我们认识到了芯片的巨大价值，以及我国在芯片制造领域与美国的

2018年的芯片危机以及美国对中兴和华为的找茬，我们认识到了芯片的巨大价值，以及我国在芯片制造领域与美国的巨大差距。芯片真的很难制造吗？这个问题回答起来真的一言难尽，相当之复杂。

芯片制造远没有我们想象的那么简单，一块指甲盖大小的芯片诞生需要经历几百道工序才能被生产出来。而这里的芯片我们通常特指CPU、GPU、SoC这样超大规模的集成电路。

21世纪是属于科技的时代，电脑被开发出来70余年，Intel不过40岁，但其中的更新与迭代之快，远远超出了其余行业发展速度。这些芯片成为现在手机、电脑必不可少的零部件，先不论X86、ARM架构上的优胜劣汰，光是制作上就凝聚着全人类的智慧。

而当今世界上最先进的工艺、生产技术、尖端机械全部都投入到了该制造产业中，因此其半导体制造产业汇聚知识密集型、资本密集型于一身的高端工业。

近年来，国产芯片取得了很大的成绩，但中国的芯片还是主要依靠进口，这是一个基本事实。2018年中国集成电路的产品国内自给率仅为12.7%。言归正传，为什么芯片这么难制造？

一、制造工艺复杂

有说法认为，集成电路是比航天还要高的高科技，计算机里的中央处理器及手机中的射频、基带和通信基站里的模数转换器等，都是由多个芯片组合在一起的更大的集成电路。

而集成电路是非常精密的仪器，其单位为纳米。一纳米为十万分之一毫米。这就对设计、制造工艺都有非常严格、高标准的要求。而一个芯片的制造就需要上千个工艺程序，制造流程的复杂对芯片制造产生了很大的阻拦。

二、制造成本太高

芯片的制造工艺非常复杂。一条生产线大约涉及50多个行业、2000-5000道工序。需要先将“砂子”提纯成硅，再切成晶元，然后加工晶元。

晶元加工也包含前后两道工艺，前道工艺分几大模块——光刻、薄膜、刻蚀、清洗、注入；后道工艺主要是封装——互联、打线、密封。前后两道工艺等繁琐的程序，每一道工序都缺一不可，每一项都非常关键。

芯片生产时，一条生产线大约涉及50多个行业，其中许多工艺都在独立的工厂进行，而使用的设备也需要专门的设备厂制造；工艺的复杂也注定了制造成本的高昂，而成本让许多不太庞大的制造工厂望而却步，不敢去尝试，这也是芯片制造困难的一个重要原因。

三、芯片研发难度太高

在芯片制造行业，不可否认的事实是大多数科学技术都掌握在美日欧等国家的手中，目前，全球芯片仍主要以美、日、欧企业产品为主，高端市场几乎被这三大主力地区垄断。而我国的芯片制造主要还是以“代工”为主。

芯片研发难度非常高，而且无法跨越式发展，这就形成了一步落后步步落后的现状。只有攻破每个技术难题才有可能做出最新的芯片，这是最难的。

国外先进企业的芯片工艺，都是从60纳米、45纳米逐步发展到10纳米、7纳米，如果要求国内企业从28纳米，一下子追赶到先进水平是很难的。目前与国外的差距大概有5年的时间。

四、芯片很难盈利

芯片领域除了高通，联发科，华为，苹果，三星，本来也有其他的玩家，但是芯片太难盈利了，只有做成细分领域最好的才能发展。而且芯片卖的越多才能摊平成本，否则就会持续亏损，这对于新玩家，是巨大的难度。

正如北京邮电大学教授张平所言，现在很多青年学生更愿意“瞄准市场的需求，做一些应用，开发一些短平快的产品，这样能够被市场认可，也可融到巨资。而做芯片是要有情怀的，是很艰苦的，需要长期的攻关。现在的学生因为环境所迫，愿意去更容易挣到钱的。

五、巨大的研发成本和投入

芯片的设计需要非常高的技术积累。芯片设计的试错成本和排错难度大，消耗的时间周期非常长，并非简单的资金投入就可以完成。试错周期长，意味着需要逻辑严谨细致的工作态度，排错难度大证明需要一套科学的实验方法，这就对国家的技术水平提出了超高的要求。

芯片的投入非常巨大，而且时间非常的长，高通成立几十年在2017年的研发投入还有近90亿美元，也就是600亿人民币，连续投入了几十年。

芯片领域做的比较好的国产品牌华为，在2017年整体研发成本也是有900亿，分到芯片上的投入也是百亿水平。

无论是国家支持，还是风投支持，都很难持续的投入巨资来发展。

因此即便是不谈芯片设计，光是芯片制造已经让非常多的企业头疼了，名副其实的汇聚知识密集型、资本密集型于一身的高端工业。

我们需要打破这种困局，就必须要得到更多的资金支持，培养更多的高精尖的技术人才，去研发芯片。这仍然是一个任重而道远的问题。

有差距而且差距很大，至少落后美国十年。

为什么造个芯片那么难？

在中兴被制裁前，恐怕不少不太了解芯片的人还认为中国的仿造能力这么强造个芯片应该问题不大，当年那么艰苦的环境下都搞出了两弹一星，现在造个小小的芯片还不是分分钟的事？这么想就大错特错了，中国不是没能力造芯片，而是很难造出高端的芯片。

曾经在贴吧看到过一个很搞笑的提问：淘宝卖的散片cpu靠谱吗？会不会是小作坊生产的盗版货？

小作坊要能造出芯片中科院得请他们去喝茶了。

芯片、操作系统这些高新技术不是有钱就能解决的。因为随着CPU制造工艺的升级，制造难度提升也越来越大，晶圆厂建设的耗资更是成几何数往上升。除英特尔能自主设计和生产制造外也就还有三星了，台积电很强大但主要做代工生产，即便中国有能力设计出来先进工艺的芯片也得找个帮手给制造出来。

还有一点就是架构，中国现在仍然没有能力研发自己的架构，即使有了自己的架构，能不能让Windows稳定运行或者开发一个全新的操作系统会成为下一项难关，再往后就是更加艰巨的构建生态环境了。

美国在这方面起步早投入大，英特尔每年光研发费用就得好几十亿美元，此外尖端设备和人才的引进非常关键。

未来会有自己研制的顶级芯片吗？

肯定会有的！在移动端芯片方面华为做的已经相当出色了，麒麟芯片具备了同另外两家顶级芯片（高通和苹果）相抗衡的实力，最新的麒麟990芯片为7nm级别，明年还将朝着5nm的方向发展。

至于PC端，这就需要很长的时间来发展了。目前中国最先进的龙芯的性能只能达到多年前英特尔的水平，想要造出顶级芯片需要国家更多的支持和更多的技术积累、人才储备。

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其实数字电路和大规模集成电路大家的功底差别不大，但我们的产业链不全啊，从设计研发，到测试，制造，封装。我们的链条是有短板的，关键的仪器设备受管制不卖给你你也发展不起来啊，另外制造环节光端机也不行。哪怕我们不顾成本制造出来，良品率差别太大，又贵别人也不敢用。电子行业是赢者通吃，没给后来者留活路，全世界自己分工好了，你做光源，我做伺服电机，他开发工具软件，我公关液介，中国人根本只能干着别人不玩的东西。说到落后，模拟电路组建才真的落后，这个世界并不是光需要数学电路，但我们这块这十几年年轻人根本不去研究了，比如晶闸管，比如功放，滤波，因为没吸引力只有军工在研究了。其实我们要想明白，不要啥都想第一，一是不可能，二是没必要，如果我们军工和宇航能满足就可以了，慢慢研究不民用化，日子还是能过的对不。

芯片制造确太复杂了，尤其是量产。芯片技术和美、日?的差距在量产方面。听明白吗？就是说，芯片的精度、工艺都可以，与美、日?不分上下，就是自动化大量生产所需数量有相当差距。因为芯片需求量实在太大，又是高科技产品附加值大，市场竞争是不可或缺的产品?用于军事的军品，中俄都不比美、日?差。他们要卡我们勃子是根本不存在的！现在人都在追求速度、功能多，所以产品翻新必快：否则会油挤出巿场，情况就是这样子?。

就目前而言，芯片的制造所需的核心设备光刻机和蚀刻机，这两种核心设备我国距离国外先进国家的差距还是有的，我国去年2018年所验收的最先进的由中国科学院光电研究所研发的光刻机才达到22nm分辨率，而目前世界最先进的光刻机是荷兰EUV极紫外光刻机，达到7nm分辨率，而我国2018年验收的由深圳中微研制的蚀刻机达到5nm工艺生产，在蚀刻机方面，还算可以和世界发达装备比肩，但总体来说，在芯片制造方面还是有所落后的～

目前我国已有大量公司进行设计芯片，现有设计水平紧追美国。但是在芯片设计领域设计工具方面有所不足，而芯片设计需要一系列的自动化工具，这种工具目前只有美国企业能够提供。

有人说中国是全球最大的制造国家，各行业的生产精密度都在逐渐强大甚至在全球领先，只有设计能够领先，制造就简单了。其实不然，制定生产线，生产计划，设备调试等等，大概就要两三年时间。课时芯片制造技术在不断更新，我们需要不断的对未来市场做出判断，所以新建生产线的决策风险在于时间和金钱消耗殆尽后，市场方向发生改变，前期的投入将全部烟消云雾。

另外芯片制造所花费的材料我们也大量依赖进口。部分材料还需要完全进口。目前中国还有很多技术水平还处于较低的位置，所以这也是和发达国家有比较大差距的原因之一。

当然这些问题的出现也在于我国起步比较晚，同时一些科技公司，注重的方向更多的可能是利润及实现效率。这方面的现实原因很多企业都大同小异，如：有更省事的办法就能解决问题，造不如买，买不如租。但是，产品可以买到，核心技术却拿不到手。

在此，也希望我们中国人自己通过努力奋斗，认真钻研不断推进创新，今早实现技术追赶。虽然发展芯片产业不是一朝一夕的事，但是，我们有坚定的信念和永不放弃的精神，相信总有一天，我们的各项科技都会凌驾于科技高峰。

目前中国在芯片领域与欧美国家之间的差距依然还是有的，芯片产业这一行的水远比我们想象的要深，无论是在硬件能力还是软件能力、抑或是产业生态上都有大量的问题掣肘着我们，需要我们去克服。就拿集成电路制造过程中最核心、最尖端的光刻机来说，国内的水平还有非常大的发展空间，和某些发达国家相比甚至可以说难以望其项背。

但是，芯片产业并不是什么年轻的产业了，在国外该领域的发展已经很成熟，而我国现在正处于向芯片领域重磅出击的阶段，国家的大力支持，各大企业的紧追猛赶，中国芯片制造与欧美国家的差距必然会越来越小。尤其是最近中美间的贸易摩擦，更加让我们意识到中国芯的重要性，也更加坚定了我们这芯片这一领域突破的决心。

或许我们可以从以下几个基础的方面稍微了解一下目前我国芯片相关领域发展状况。

1、无源器件，也就是电阻、电容、电感器之类电子产品用得比较多的东西，虽然说这方面国内产业线还算齐全，但是在国市场上的影响力还太小，招架不住市场大幅度涨价之类的风波。

2、目前我国关于分立器件、电源管理器件、数字逻辑器件等的生产主要还是集中在中低端型号。

3、诸如可编程逻辑器件这类重要器件，目前全世界基本只用Altera、Xilinx、Lattice这三家美国公司产的。不过好消息是目前国内已经有了安路科技等几家自主CPLD/FPGA厂商，虽然起步不久，但前景还是光明的。

4、运算放大器、模数转换器以及大家比较了解的内存和闪存等存储器等高端一点的型号基本被国外的企业垄断了，但是国内一些企业也在准备投产这些器件。

总的来说，中国在芯片制造上依然任重道远，但是未来可期。

政府支持的总有一天可以超越，人才最重要，产业链一定要慢慢做全，积极培养人才不断输入新的血液，最重要的是信心，要相信没有我们做不到的事情。

主要是芯片制造机，光刻机几乎是荷兰垄断，而荷兰受美国等发达国家制约，不卖我们，光靠自己研发，最少还差二十年，毕竟人家的技术基础底蕴在哪里！