芯片制造為什么難

小青

隨著美國對華禁令的升級，華為公司面臨著“無芯可用”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，依賴無數(shù)人才的奮力追趕，中國的芯片設(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7nm（納米）精度，相當(dāng)于把一根頭發(fā)絲劈成幾萬份。

有資料顯示，1臺光刻機(jī)包含13個(gè)分系統(tǒng)，3萬個(gè)機(jī)械件，200多個(gè)傳感器。光源產(chǎn)生極紫外光EUV的難度相當(dāng)于在颶風(fēng)中心，以每秒5萬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48萬個(gè)單詞的《指環(huán)王》在同一張紙上印刷2625遍。制作一枚芯片大概需要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ASML公司，獨(dú)占光刻機(jī)全球市場份額的80%。精度在7nm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，物以稀“更貴”。每出廠一臺，都被全球芯片制造商虎視眈眈，誰“搶”得到最新的光刻機(jī)，誰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，ASML仍然穩(wěn)坐第一，主要是因?yàn)槠鋵ρ邪l(fā)投入的成本非常大。去年ASML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，占營收比的22.8%。

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

至于為什么中國要買，理由就簡單得多，因?yàn)樽约鹤霾怀鰜怼９饪虣C(jī)是需要時(shí)間、技術(shù)和財(cái)力等多方長期積累的科技產(chǎn)物，就算是國家傾力研發(fā)也需要一定時(shí)間。

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

值得慶幸的是這一差距正在極速縮小。就在2020年，中科院宣布攻克了技術(shù)難題，掌握了2nm芯片技術(shù)。但從突破到量產(chǎn)還需要一段時(shí)間。相信國產(chǎn)手機(jī)用國產(chǎn)技術(shù)做國產(chǎn)芯片的日子離我們不遠(yuǎn)了。