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华为遭美国芯片技术封杀,芯片技术到底难在哪?

作者: 卓茂光电X-RAY发表时间:2020-05-18 15:36:18

近日,美国商务部针对华为芯片的限制升级,全面禁止华为购买使用美国相关的芯片,甚至由美国设备生产的芯片也被列入在内。业内人士表示:美国对华为的芯片限制升级,将极大推动芯片替代国产化,同时国家基金同时注资160亿人民币给中芯国际,助力中芯国际攻克难关,肩负起国产芯片的使命。

近日,美国商务部针对华为芯片的限制升级,全面禁止华为购买使用美国相关的芯片,甚至由美国设备生产的芯片也被列入在内。业内人士表示:美国对华为的芯片限制升级,将极大推动芯片替代国产化,同时国家基金同时注资160亿人民币给中芯国际,助力中芯国际攻克难关,肩负起国产芯片的使命。
目前中国芯片产业滞后,需要获取其他国家的专利,并通过国外技术的引进或专利授权,方可在其基础上开发新的项目,像目前华为麒麟芯片采用的架构就是ARM,如果华为在生产芯片时得不到ARM的授权,那麒麟芯片也就不复存在,当然这不单单是华为,全球绝大多数的芯片架构都是基于ARM,如果解决不了这个问题,那如果ARM一旦服从美国商务部要求,那华为将面临不可估量的损失。
就中美两大国来说,中国的主要优势在于工业制造,而美国更倾向于研发,不难理解,研发需要大量的科研人员日以继夜的攻关,而制造的难度要小太多,这也是美国敢随意指挥贸易大棒的核心,特别是芯片领域,美国领先于全球,虽然华为也有研发芯片,但芯片底层架构来源于国外,受限于国外专利技术。
那芯片技术到底难在哪?
首先需要了解芯片的制造过程如下:

  • 制作晶圆:制作晶圆的材料为硅,一般使用晶圆切片机将硅棒切成一定厚度的晶圆,厚度根据自己所需进行加工;
  • 涂膜:晶圆,加工完成后,需要在晶圆表面涂膜,以提高晶圆的抗氧化和耐温能力,方便晶圆在设备使用时,能更持久的发挥功效;
  • 晶圆光刻显影、蚀刻:使用紫外光通过光罩和凸透镜后照射到晶圆涂膜上,使其软化,然后使用溶剂将其溶解冲走,使薄膜下的硅暴露出来;
  • 离子注入:使用刻蚀机在裸露出的硅上刻蚀出N阱和P阱,并注入离子,形成PN结(逻辑闸门);然后通过化学和物理气象沉淀做出上层金属连接电路。
  • 晶圆测试:经过上面的几道工艺之后,晶圆上会形成一个个格状的晶粒。通过针测的方式对每个晶粒进行电气特性检测。由于每个芯片的拥有的晶粒数量是非常庞大的,完成一次针测试是一个非常复杂的过程,这要求在生产的时候尽量是同等芯片规格的大批量生产,毕竟数量越大相对成本就会越低。
  • 封装:将制造完成的晶圆固定,绑定引脚,然后根据用户的应用习惯、应用环境、市场形式等外在因素采用各种不同的封装形式;同种芯片内核可以有不同的封装形式,比如:DIP、QFP、PLCC、QFN 等等;
其中光刻机是芯片生产必不可少的一环,但光刻机目前全球领先的设备制造商为荷兰ASML,就目前市场价超过1亿美元/台,而且不是有钱就能买的,中国芯片龙头中芯国际曾试图向荷兰ASML购买光刻机,但一直被国际阻难,至今光刻机仍未安全送至中芯国际。
可能你会问为什么荷兰可以造出光刻机,其他国际都不行呢,这里面有个更深层的意义:
ASML是由荷兰飞利浦组建的一个专门研发光刻机的企业,其通过强大的研发技术与全球购买最顶级的零部件来组建光刻机,力争将更多的时间与精力用于研发技术,而非生产加工,当然最主要的是ASML拥有着世界最核心的技术,过去华为代表团曾考察ASML,对光刻机表露出极大的兴趣,同时提出很多的问题,但ASML竟然知无不言,只要你想知道,他什么都可以跟你说,代表团也很好奇的反问:不怕我偷学您的技术自己研发吗?
ASML相关人员直接表态:我就算给你图纸你也做不出来,就是这份自信,让ASML成为国际屈指可数的国际企业,甚至一度你有钱都买不到。
这也是芯片制造难度最大的地方,你需要生产芯片,你就得有生产设备,在买不到设备的前提下,大量投入人力物力去研发设备?这需要漫长的等待周期,而科技经不起时间等待。
过去几十年,中国制造一直停留在山寨上,没有多少企业能脚踏实地的去做研发,都以赚快钱为目的,炒房地产,也造成了现在中国科技的落后,也正是特朗普的技术封锁,希望能让更多人明白:科技兴国的意义,绝不是手上有钱就可以,当你的咽喉握在别人手上,你手上再多的钱也可能溃败不堪。


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