作为硬件工程是,会用到各种芯片,但是最先进的技术依然是来自国外,常常受到国外半导体巨头无理由的掣肘。常常为没有中国芯而担忧,但是设计一款芯片又是很艰难的一件事情,不能简单类比,原子弹都造出来了,难道还做不出芯片吗? 设计IC,是从沙子到芯片的过程,设计EDA软件,生产设备,制造材料,每一关都是有难度。众多报道下,大家已有认知。芯片制造中,往往有上千步的工艺流程,其中又分光刻,蚀刻,扩散,薄膜,平坦化,离子注入,量测等。 除蚀刻外,当前我国设备与世界先进设备差距是全方位的,并不单指光刻机。就算常被忽视的量测机台,咱和顶级厂商KLA,AMAT的差距并不比咱光刻机于ASML的差距小。
国产设备最大的困扰在于不能打入高端工厂,无法在真实生产中感知不足,并快速改进以提升产品力。国家已经认识到问题,不少国产机台已在政策鼓励下进驻国内车间,实现以战代练。虽有不小差距,但在国家对科创突破的决心加持下,未来15年会是国产设备发展的红利期,必有脱颖而出者,不妨拭目以待。
上面光刻机大家都知道不好做,除了光刻机,还有做芯片过程中的材料和配件,媒体对光刻机的偏爱让大家忽略了我们对基础材料高度依赖的事实。在制造里,离不开高纯度晶圆,高分辨率光阻和各种机密配方的化学品。在设备端,就算国产设备内部,自给率也不高,离不开能符合高强度高精度使用要求的包括透镜,泵,电控等在内的各种基本配件。
2019年日本停供光阻分分钟就能教韩国做人的事却历历在目。我们这方面的差距不应被低估,也需要大量人才资金的投入。国家成立了半导体产业基金,这几年也是蓬勃发展,各种资金注入,但是效果并没有想象中的那么好。
上述讨论的都是制造端,但制造之前,再关键的就是设计软件。芯片投产前必先通过设计优化,模拟仿真。EDA巨头和芯片大佬深度绑定,数据共享,不断根据最前沿的真实数据来提升模拟精度,两方相互依赖共同进退,排挤新入局者。
突围难度巨大,唯一解法就是迈开腿,先有自己的软件,再想办法接入大量真实环境,不断打磨校准。我国起步其实较早,但是中间断档。近年国产EDA再次迈开了追赶的步伐,希望国内厂商能加深合作,有所突破。
对于封装测试:国内都有上市公司,例如长电科技、华天科技(上市公司都一大把)
芯片设计:华为海思
半导体材料:强如韩国也会被日本卡脖子(2019年7月,日本修改了对韩国关键半导体材料的出口管理条例。该条例宣布,自7月4日起,开始限制向韩国出口“氟聚酰亚胺”“光刻胶”和“高纯度氟化氢”这三种半导体材料。)
芯片制造:最快年底也只是16nm国产化
所以难度:封装测试<芯片设计<半导体材料<芯片制造
综上,尽管在多方面想要突破封锁很难,但只要做到既不妄自菲薄,也不盲目自信,正视差距,一步一个脚印,坚定不移地向前追赶。
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