芯片制造為什么難

隨著美國(guó)對(duì)華禁令的升級(jí)，華為公司面臨著“無(wú)芯可用”的困境。而“芯”指的就是“芯片”。

芯片制造，“光刻機(jī)”是繞不開的終極神器?？梢哉f，沒有光刻機(jī)就沒有芯片。

若干年來，依賴無(wú)數(shù)人才的奮力追趕，中國(guó)的芯片設(shè)計(jì)和制作工藝，發(fā)展得并不慢。芯片之難，實(shí)則難于芯片制造。

制造光刻機(jī)有多難？因?yàn)榫戎?，所以要以“光”為刀進(jìn)行雕刻，目前的7n m（納米）精度，相當(dāng)于把一根頭發(fā)絲劈成幾萬(wàn)份。

有資料顯示，1臺(tái)光刻機(jī)包含13個(gè)分系統(tǒng)，3萬(wàn)個(gè)機(jī)械件，200多個(gè)傳感器。光源產(chǎn)生極紫外光E U V的難度相當(dāng)于在颶風(fēng)中心，以每秒5萬(wàn)次的頻率用乒乓球擊中同一只蒼蠅兩次。光刻機(jī)的分辨率，則相當(dāng)于把48萬(wàn)個(gè)單詞的《指環(huán)王》在同一張紙上印刷2625遍。制作一顆芯片大概需要3000道工序，要想保證光刻機(jī)完美運(yùn)轉(zhuǎn)，每一步的成功率都要高于99.99%。

目前，掌握全球領(lǐng)先光刻技術(shù)的是荷蘭A S M L公司，獨(dú)占光刻機(jī)全球市場(chǎng)份額的80%。精度在7n m及以下的光刻機(jī)只有ASML能生產(chǎn)。

名為“光刻機(jī)”，實(shí)則“印鈔機(jī)”，每生產(chǎn)一臺(tái)就可售1.2億美元。但由于生產(chǎn)力有限，每年只能生產(chǎn)20余臺(tái)，物以稀“更貴”。每出廠一臺(tái)，都被全球芯片制造商虎視眈眈，誰(shuí)“搶”得到最新的光刻機(jī)，誰(shuí)就造得出更高端的芯片，掌握時(shí)代科技。

從20世紀(jì)80年代至今，A S M L仍然穩(wěn)坐第一，主要是因?yàn)槠鋵?duì)研發(fā)投入的成本非常大。

去年A S M L的銷售額是21億歐元，而研發(fā)支出就達(dá)到了4.8億歐元，占營(yíng)收比的22.8%。

除了研發(fā)投入大之外，A S M L后方還有多方支持。表面上看A S M L是一家荷蘭公司，實(shí)際上歐盟和美國(guó)為其提供了許多技術(shù)支持，可以說整個(gè)西方社會(huì)都在為A S M L做支持。所以為什么美國(guó)可以干預(yù)荷蘭不要出貨給中國(guó)就說得通了。

至于為什么中國(guó)要買，理由就簡(jiǎn)單得多，因?yàn)樽约鹤霾怀鰜?。光刻機(jī)是需要時(shí)間、技術(shù)和財(cái)力等多方長(zhǎng)期積累的科技產(chǎn)物，就算是國(guó)家傾力研發(fā)也需要一定時(shí)間。

不過中國(guó)也不是完全做不出，經(jīng)過資源整合和技術(shù)研發(fā)，中國(guó)目前已經(jīng)具備量產(chǎn)14n m精度光刻機(jī)的技術(shù)，當(dāng)然從客觀上看14n m和7n m還差了一大截。

值得慶幸的是這一差距正在極速縮小。就在今年，中科院宣布攻克了技術(shù)難題，掌握了2n m芯片技術(shù)。但從突破到量產(chǎn)還需要一段時(shí)間。相信國(guó)產(chǎn)手機(jī)用國(guó)產(chǎn)技術(shù)做國(guó)產(chǎn)芯片的日子離我們不遠(yuǎn)了。

資料來源：SME科技故事微信公眾號(hào)、科技界的007微信公眾號(hào)等