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華為遭美國芯片技術封殺,芯片技術到底難在哪?

作者: 卓茂光電X-RAY發表時間:2020-05-18 15:36:18

近日,美國商務部針對華為芯片的限制升級,全面禁止華為購買使用美國相關的芯片,甚至由美國設備生產的芯片也被列入在內。業內人士表示:美國對華為的芯片限制升級,將極大推動芯片替代國產化,同時國家基金同時注資160億人民幣給中芯國際,助力中芯國際攻克難關,肩負起國產芯片的使命。

近日,美國商務部針對華為芯片的限制升級,全面禁止華為購買使用美國相關的芯片,甚至由美國設備生產的芯片也被列入在內。業內人士表示:美國對華為的芯片限制升級,將極大推動芯片替代國產化,同時國家基金同時注資160億人民幣給中芯國際,助力中芯國際攻克難關,肩負起國產芯片的使命。
目前中國芯片產業滯后,需要獲取其他國家的專利,并通過國外技術的引進或專利授權,方可在其基礎上開發新的項目,像目前華為麒麟芯片采用的架構就是ARM,如果華為在生產芯片時得不到ARM的授權,那麒麟芯片也就不復存在,當然這不單單是華為,全球絕大多數的芯片架構都是基于ARM,如果解決不了這個問題,那如果ARM一旦服從美國商務部要求,那華為將面臨不可估量的損失。
就中美兩大國來說,中國的主要優勢在于工業制造,而美國更傾向于研發,不難理解,研發需要大量的科研人員日以繼夜的攻關,而制造的難度要小太多,這也是美國敢隨意指揮貿易大棒的核心,特別是芯片領域,美國領先于全球,雖然華為也有研發芯片,但芯片底層架構來源于國外,受限于國外專利技術。
那芯片技術到底難在哪?
首先需要了解芯片的制造過程如下:

  • 制作晶圓:制作晶圓的材料為硅,一般使用晶圓切片機將硅棒切成一定厚度的晶圓,厚度根據自己所需進行加工;
  • 涂膜:晶圓,加工完成后,需要在晶圓表面涂膜,以提高晶圓的抗氧化和耐溫能力,方便晶圓在設備使用時,能更持久的發揮功效;
  • 晶圓光刻顯影、蝕刻:使用紫外光通過光罩和凸透鏡后照射到晶圓涂膜上,使其軟化,然后使用溶劑將其溶解沖走,使薄膜下的硅暴露出來;
  • 離子注入:使用刻蝕機在裸露出的硅上刻蝕出N阱和P阱,并注入離子,形成PN結(邏輯閘門);然后通過化學和物理氣象沉淀做出上層金屬連接電路。
  • 晶圓測試:經過上面的幾道工藝之后,晶圓上會形成一個個格狀的晶粒。通過針測的方式對每個晶粒進行電氣特性檢測。由于每個芯片的擁有的晶粒數量是非常龐大的,完成一次針測試是一個非常復雜的過程,這要求在生產的時候盡量是同等芯片規格的大批量生產,畢竟數量越大相對成本就會越低。
  • 封裝:將制造完成的晶圓固定,綁定引腳,然后根據用戶的應用習慣、應用環境、市場形式等外在因素采用各種不同的封裝形式;同種芯片內核可以有不同的封裝形式,比如:DIP、QFP、PLCC、QFN 等等;
其中光刻機是芯片生產必不可少的一環,但光刻機目前全球領先的設備制造商為荷蘭ASML,就目前市場價超過1億美元/臺,而且不是有錢就能買的,中國芯片龍頭中芯國際曾試圖向荷蘭ASML購買光刻機,但一直被國際阻難,至今光刻機仍未安全送至中芯國際。
可能你會問為什么荷蘭可以造出光刻機,其他國際都不行呢,這里面有個更深層的意義:
ASML是由荷蘭飛利浦組建的一個專門研發光刻機的企業,其通過強大的研發技術與全球購買最頂級的零部件來組建光刻機,力爭將更多的時間與精力用于研發技術,而非生產加工,當然最主要的是ASML擁有著世界最核心的技術,過去華為代表團曾考察ASML,對光刻機表露出極大的興趣,同時提出很多的問題,但ASML竟然知無不言,只要你想知道,他什么都可以跟你說,代表團也很好奇的反問:不怕我偷學您的技術自己研發嗎?
ASML相關人員直接表態:我就算給你圖紙你也做不出來,就是這份自信,讓ASML成為國際屈指可數的國際企業,甚至一度你有錢都買不到。
這也是芯片制造難度最大的地方,你需要生產芯片,你就得有生產設備,在買不到設備的前提下,大量投入人力物力去研發設備?這需要漫長的等待周期,而科技經不起時間等待。
過去幾十年,中國制造一直停留在山寨上,沒有多少企業能腳踏實地的去做研發,都以賺快錢為目的,炒房地產,也造成了現在中國科技的落后,也正是特朗普的技術封鎖,希望能讓更多人明白:科技興國的意義,絕不是手上有錢就可以,當你的咽喉握在別人手上,你手上再多的錢也可能潰敗不堪。


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