一顆“芯”要如何煉成

近日，越來越多的人關(guān)注中國自主研發(fā)的芯片進(jìn)展。若想煉成一顆中國“芯”，需要怎樣的步驟？

一臺(tái)通信基站內(nèi)有上百顆芯片

目前，全球芯片仍主要以美、日、歐企業(yè)產(chǎn)品為主，高端市場(chǎng)幾乎被這三大主力地區(qū)壟斷。在高端芯片領(lǐng)域，由于國內(nèi)廠商尚未形成規(guī)模效應(yīng)與集群效應(yīng)，所以其生產(chǎn)仍以“代工”模式為主。

以運(yùn)營商業(yè)務(wù)為例，通信基站設(shè)備是其最主要的產(chǎn)品之一，而在一臺(tái)通信基站中就有上百顆芯片負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)不同功能?！昂?jiǎn)單來說，基站發(fā)射并回收信號(hào)，收回信號(hào)后首先要有芯片濾波，穩(wěn)定信號(hào);然后還有芯片將這種特別小的信號(hào)放大;再有芯片進(jìn)行解析、處理;然后是芯片負(fù)責(zé)傳輸、分發(fā)?；竞诵母娔X類似，可以實(shí)現(xiàn)各種功能，但它可以支持多個(gè)手機(jī)，因而速度更快，芯片更復(fù)雜。”芯謀研究首席分析師顧文軍表示。其中，最典型的是ADC芯片，中國目前還無法生產(chǎn)出可替代產(chǎn)品。

芯片的種類很多，顧文軍對(duì)記者表示：“僅從產(chǎn)品種類來說，芯片的種類就有幾十種大門類，上千種小門類;如果涉及設(shè)備流程的話就更多了。美國是整體式、全方位處于領(lǐng)先地位，而我們只是在某些領(lǐng)域里面有所突破，并且這些領(lǐng)域也并非核心、高端的領(lǐng)域，比如中國在存儲(chǔ)器、CPU、FPG及高端的模擬芯片、功率芯片等領(lǐng)域，幾乎是沒有的。如果中國發(fā)力研發(fā)，在某些小的門類中可能會(huì)有所突破。”

制造一顆芯片需要5000道工序

一位芯片制造領(lǐng)域的專家介紹，一顆芯片的制造工藝非常復(fù)雜，一條生產(chǎn)線大約涉及50多個(gè)行業(yè)、2000至5000道工序。就拿代工廠來說，需要先將“砂子”提純成硅，再切成晶元，然后加工晶元。晶元加工廠包含前后兩道工藝，前道工藝分幾大模塊——光刻、薄膜、刻蝕、清洗、注入;后道工藝主要是封裝——互聯(lián)、打線、密封。其中，光刻是制造和設(shè)計(jì)的紐帶。

而許多工藝都是在獨(dú)立的工廠進(jìn)行的，使用的設(shè)備也需要專門的設(shè)備廠制造;使用的材料包括幾百種特種氣體、液體、靶材，都需要專門的化工工業(yè)。另外，集成電路的生產(chǎn)都是在超凈間進(jìn)行的，因此還需要排風(fēng)和空氣凈化等系統(tǒng)。

有說法認(rèn)為，集成電路是比航天還要高的高科技。該業(yè)內(nèi)人士表示，這種說法也不無道理，“航天的可靠性估計(jì)也就4個(gè)9、5個(gè)9的樣子（X個(gè)9表示在軟件系統(tǒng)一年時(shí)間的使用過程中，系統(tǒng)可以正常使用時(shí)間與總時(shí)間之比）?，F(xiàn)在硅晶圓材料的純度就要6個(gè)9以上?！?/p>

我國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正加速發(fā)展

在國內(nèi)，我國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)近年來也在加速發(fā)展。2017年中國集成電路產(chǎn)業(yè)銷售額達(dá)到5411.3億元，同比增長24.8%。其中，集成電路制造業(yè)增速最快，2017年同比增長28.5%，銷售額達(dá)到1448.1億元。設(shè)計(jì)業(yè)和封測(cè)業(yè)繼續(xù)保持快速增長，增速分別為26.1%和20.8%，銷售額分別為2073.5億元和1889.7億元。

一份報(bào)告顯示，在國內(nèi)前十大集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)當(dāng)中，華為海思半導(dǎo)體以361億元銷售額排名第一;清華紫光展銳以110億元排名第二;中興微電子以76億元排名第三。集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)發(fā)展保持了較好的勢(shì)頭。

華為海思半導(dǎo)體有限公司成立于2004年，前身是創(chuàng)建于1991年的華為集成電路設(shè)計(jì)中心。華為海思的產(chǎn)品在運(yùn)營商業(yè)務(wù)、消費(fèi)者業(yè)務(wù)等多個(gè)業(yè)務(wù)線都有應(yīng)用，而普通消費(fèi)者更多是因?yàn)槿A為手機(jī)搭載的麒麟處理器認(rèn)識(shí)它，目前華為多款手機(jī)包括Mate系列、P系列及榮耀手機(jī)都有搭載。麒麟960還被外媒評(píng)為“2016最佳安卓機(jī)處理器”，表現(xiàn)超過高通處理器。

紫光展銳則是紫光集團(tuán)響應(yīng)國家的集成電路發(fā)展戰(zhàn)略，通過資本運(yùn)作、企業(yè)布局等方式大力發(fā)展起來的。2016年紫光控股武漢長江存儲(chǔ)有限公司，并在成都、南京陸續(xù)簽約落地總投資額近1000億美元的存儲(chǔ)芯片與存儲(chǔ)器制造工廠。據(jù)其官網(wǎng)消息，2015年，紫光展銳與英特爾達(dá)成合作，開發(fā)出了基于英特爾x86架構(gòu)的系統(tǒng)芯片并上市。目前，紫光展銳擁有5000多名員工，其中90%以上是研發(fā)人員;在全球設(shè)有16個(gè)技術(shù)研發(fā)中心。紫光展銳正致力研發(fā)國產(chǎn)自主可控架構(gòu)的CPU。