硬幣大小的晶片,卻很難!

2020-12-18 科技很有魅力

經常有人說起小小的一塊晶片,總面積也就幾平方釐米如一元硬幣大小,對於有5000年歷史並且已經崛起泱泱大國真的很難搞定嗎?

2020年即將結束,按中國今年的表現來看,中國將成為世界唯一經濟正增長的主要經濟體,2020年GDP也將突破100萬億元人民幣。日前,中國社會科學院給出了自己的預測答案,明年中國GDP增長可達7.8%。這意味著中國GDP將相當於日本、德國等5國總和,與美國的差距也將進一步拉近。

就這樣的一個世界強國真的搞不定那幾釐米的晶片嗎?那這個小東西真的很難嗎?

2020年開年爆發了危及全球的新冠病毒,馬上一年的時間過去了,地球上的國家無一倖免,在整個世界都在努力的時候,累計病例已經達到了73709905人,累計死亡人數已達到了1636717人。

2020年12月16日疫情圖

對於繁衍200多萬年的人類來講,一個小小的病毒,大家在經歷了這整整一年的時間後,也覺得很容易解決嗎?

有一種結論說晶片再難有兩彈一星難嗎。我國在60年代就已經在經過自己艱苦卓絕的努力後完成了從0到兩彈一星的壯舉。這樣代表國家綜合實力的產物我們都能努力克服下來,那麼晶片行業是不是也可以這樣在努力中試驗出來?

實際上這兩者的難度並不是同一類型。

晶片難度在於精密製造,而製造核武器在很大程度上取決於核材料的生產,看一個國家有多少離心機,就能夠大致判斷是否能造出原子彈,也就是這個原因你會看到各個大國三天兩頭去跟伊朗的離心機扯皮

伊朗總統視察離心機

經常有一些人說,如果我們收復了臺灣,擁有了臺積電,就會解決晶片問題了。先不說解決的問題,當一個統一國家的大事居然成為了一個解決技術問題的手段,這本身就輕重不分,十分搞笑。

臺積電

而且就算我們已經統一臺灣 ,還有一個問題顯而易見。如果ASML不給臺積電供應最先進的光刻機,我們的晶片是不是還是被國外卡住脖子?

這時肯定會有一種「飽讀詩書」的人會跳出來,跟你講中國的晶片在開始和別的國家差距不大。甚至可以說是先進的,都是因為改革開放後實行買辦思維,造不如買,買不如租,導致的這個差距越開越大。這些人最喜歡翻出我國在6-7十年代研究光刻機的圖片,然後痛斥一番改革開放。

我國最早光刻機產品

實際情況是什麼呢,當時我們的晶片水平絕對不是領先的。甚至也不是差距不大,而是差距非常大。1977年國際上開始工業生產16K的晶片,64K的晶片已經做出樣品,中國只是少數單位仿照國外產品做出了接近1K的晶片但是這個成品率極低,不能大規模投入生產,只能作為樣品展示。就是這樣的產品仍有些人喜歡拿這種不能持續生產的展品和國外大規模工業化生產的對比,然後從當中挑出一個對於自己最有利的指標,然後說自己並不落後,這不是典型的自欺欺人嗎?

不過我們也要往好的地方看,畢竟我國的很多企業也在努力地追趕。

晶片行業的紫光集團是清華大學旗下的高科技企業。是中國最大的綜合性集成電路企業,全球第三大手機晶片企業;在企業級IT服務細分領域排名中國第一、世界第二;與英特爾、惠普、威騰電子等全球IT巨頭形成戰略合作。

還有華為海思,海思半導體有限公司成立於2004年10月,前身是創建於1991年的華為集成電路設計中心。海思的產品覆蓋無線網絡、固定網絡、數字媒體等領域的晶片及解決方案,成功應用在全球100多個國家和地區;在數字媒體領域,已推出SoC網絡監控晶片及解決方案、可視電話晶片及解決方案、DVB晶片及解決方案和IPTV晶片及解決方案。

長電科技是中國著名的分立器件製造商,集成電路封裝生產基地,中國電子百強企業之一,國家重點高新技術企業和中國自主創新能力行業十強(第一)。長電科技成立於1972年。歷經四十餘年發展,長電科技已成為全球知名的集成電路封裝測試企業。

中芯國際集成電路製造有限公司,是世界領先的集成電路晶片代工企業之一,也是中國內地規模最大、技術最先進的集成電路晶片製造企業。主要業務是根據客戶本身或第三者的集成電路設計為客戶製造集成電路晶片。中芯國際是純商業性集成電路代工廠,提供 0.35微米到28納米製程工藝設計和製造服務。

還有中興微電子,太極實業,中環股份,振華科技,納思達科技都在默默的在晶片行業耕耘!

至於網絡上經常說的光刻機技術,我國也在慢慢的追趕中。

90年代中國剛剛開始啟動的193納米ArF光刻機項目,足足落後ASML20多年。

2002年,臺積電的林本堅博士在一次研討會上提出了浸入式193nm的方案,也是現在唯一的解決方案。2010,ASML研發出第一臺EUV原型機,歷經30三十年。

2002年,上海微電子裝備有限公司承擔了「十五」光刻機攻關項目,中電科45所把此前從事分步投影光刻機的團隊遷到了上海,參與這個項目。至2016年,上海微電子已經量產90納米、110納米和280納米三種光刻機。

到這個節點,國際上已經放棄了157納米的光源,除ASML掌握了EUV光源技術之外,其他各家使用的都是193納米ArF光源。

2015年4月,北京華卓精科科技股份有限公司「65nmArF乾式光刻機雙工件臺」通過整機詳細設計評審,具備投產條件。目前,65nm光刻機雙工件臺已獲得多臺訂單。接下來公司要完成28nm及以下節點浸沒式光刻機雙工件臺產品化開發並具備小批量供貨能力,為國產浸沒光刻機產品化奠定堅實基礎。作為世界上第二家掌握雙工件臺核心技術的公司,華卓精科成功打破了ASML公司在工件臺上的技術壟斷。

2017年6月21日,中國科學院長春光學精密機械與物理研究所牽頭研發的「極紫外光刻關鍵技術」通過驗收。

2018年11月29日,中科院研製的「超分辨光刻裝備」通過驗收。光刻分辨力達到22納米,結合雙重曝光技術後,未來還可用於製造10納米級別的晶片。

可以這麼說,國產在努力追趕,在國際上差距是有的。現在是ASML一家獨大,我們也慢慢穩住了腳跟。但是這樣的追趕是沒有止境的,我們需要主動探索下一個技術點,就是像ASML公司一樣。我們已經在現有光刻技術的極限區域,現有的技術最多只能支撐10年不到的科技發展的需要。開始新技術的探索很重要,畢竟晶片行業是逆水行舟不進則退!

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