如果要評選世界上近一百年最偉大的工業品,芯片無疑是其中最具代表性的。芯片制造是真正意義上的“點石成金”,售價高昂的芯片,原材料不過就是普普通通的沙子而已。
芯片,又被稱作微電路,是指內部含有集成電路的硅片,體積非常小。我們可以將芯片的制造比擬成用樂高積木蓋房子,通過一層又一層的堆疊,以完成自己期望的造型,而不同的造型可以實現不同的功能。
那芯片究竟是怎么制造的呢?
我們以CPU芯片為例,來看一下簡化版的制作過程。
首先,故事會從一捧沙子開始。
沙子已經是純度比較高的二氧化硅,經過篩選和熔煉,能夠冶煉出高純度的硅(Si),制作成硅錠。
之后再用切割機切割成薄片,也就是晶圓(Wafer)。
晶圓需要進行一些處理,再進入光刻環節。這有點類似于膠片感光的原理,通過紫外線照射,把預先設計好的電路圖,刻到光刻膠層 。
然后再經過:蝕刻、離子注入、電鍍、拋光等,將極其復雜的電路結構,在晶圓上制造出來
最后測試、切割、封裝,就成為了我們平時能夠看到的CPU芯片。
芯片制造的技術,之所以非常的困難,就在于要通過將近5000道工序,把數億個晶體管,在一片只有指甲蓋大小的硅晶片上制造出來,還要進行復雜的邏輯設計,難度不亞于把全國的路網,規劃到這一點點的空間里面。正是因為制造的流程非常復雜,研發投入大,回報周期長,失敗率高,產業更新快,所以形成了非常高的行業門檻,技術也被歐美日壟斷。再加上起步太晚,缺乏良性的市場支持,使得我國的芯片制造,走得非常艱難。
2018年4月16日晚,美國商務部對外宣布“禁止美國企業在未來7年之內,向中國電信設備制造商中興通訊,銷售元器件和技術”。中興通訊可能正在遭遇成立以來的最大危機,因缺乏“高端芯”研發制造能力,其相關業務可能遭遇重創。
不只是芯片,從PC到手機的操作系統,國際互聯網科技巨頭在眾多的基礎科學領域,投入都非常大,也有很多的專利積累。而我們中國的互聯網公司都在忙些什么呢?
基礎總要有人來打。如果當下沒有公司愿意實實在在的投入基礎研究,真正做扎實技術創新,那么在未來的技術競賽當中,我們又能拿什么去應對呢?
糧食、軍工、通信設備等等,之所以被叫做戰略物資,是因為這些東西,只有在自己有的時候,才能便宜的買到,自己沒有,求著買的時候,各種麻煩就來了。
而那些“造不如買,買不如租”的買辦思想,只會讓我們錯過真正獨立自主的機會。
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原文標題:中興事件背后:你知道芯片制造有多難嗎?
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