为什么说造芯片比造原子弹还难呢？
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发布时间：2022-03-27 16:34
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时间：2022-03-27 18:03
芯片是世界上最难掌握的核心技术之一，也是衡量一个国家科技实力的重要标准之一。就目前而言，中国在芯片的研究和生产领域跟其他国家比有着巨大的差距。现如今的华为只是攻克了芯片的设计问题，关于芯片制造的方法还不成熟。
有专家认为，中国的芯片制造技术，相比与美国来说至少落后了20年。目前中芯国际作为国内最顶端的制造厂，一直以来只能生产28nm的芯片，而且精度不高，再加上由于受到光刻机的*，今年才刚完成了14nm芯片的量产。
为什么中国芯片产业那么落后呢？任正非曾表达过这样的观点：
“修桥和修房子已经是常态，只要有钱就可以，但芯片这东西不行，要有数学家、化学家、物理学家才可以，中国只有在这些方面下功夫，才能让中国芯片在国际上拥有一席之地。”
也就说，芯片生产是事关一套漫长而且复杂的产业链条。中国在基础链条上的薄弱，就意味着需要有太多太多的领域需要很长的时间实现重大的技术突破。
打个比方说，生产芯片如果是开一家饭店，就中国目前的水平来说，还得学会自己生产桌椅板凳，锅碗瓢盆。
芯片生产大致分芯片设计、芯片制造、芯片封测三大环节。芯片设计的工具，用的是国外的EDA软件，就连中国最好的芯片设计公司华为海思，也只是刚刚开始“去美国化”。目前台积电是全球最大最好的芯片制造厂商，已经实现5纳米工艺制式的量产。
这个行业不但烧钱，而且周期长，技术更新快，你刚研发出来，别人已经开始打价格战。这意味着，前期要不断砸钱，还见不到水花。对民营资本而言，这是无法承受之痛。
第一，生产芯片的光刻机中国目前还产不了。
第二，即使有了光刻机，封装芯片的代工厂还要找外部企业（台积电总部及核心技术都在台湾，主要股份在荷兰公司和台“行政院”，所以统一前还不能认为是中国企业）
第三，芯片架构的知识产权都不在中国公司手中。
从市场的角度来看，国内芯片公司造芯片，就好像汽车零件厂商造出一个世界领先的零件，却无人采购。
不是零件不能用，而是汽车制造时，零件参数都是照抄国外的。企业也不知道零件参数为什么设置成这样，一旦换了新零件，害怕出现难以预料的问题，这正是大部分中国芯片企业的困境。
芯片行业，向来赢家通吃。通常是，老大吃好、老二吃饱，老三、老四可能生死难料。
大厂之间，尚且赢家通吃，小厂的生存窘境可想而知。中国1380家芯片设计企业中，80%以上企业年营收少于1亿。虽然这类企业的整体营收增速达到13.4%，但因为中国晶圆厂的代工产能无法满足芯片设计高涨的需求，导致缺口一直在扩大。
虽然海思冲进了全球前10，但也只是第10；芯片代工上，因为受制于光刻机，只能在14nm做文章，而台积电和三星已向5nm进发。芯片的战争，从中国寻求自立的开始，就注定是一场持久战。
技术研发有三条铁则：研发就是烧钱烧时间，这是根本；有需求或者认为有需求才会投入研发，这是动机；研发第一步必然是探究已有的同类技术，俗称山寨。
把任何一种技术不断拆解，大概就分为这么几个方面：设计、材料、生产设备，而设备本身也可以归结为设计和材料，所以归根结底，技术能力可以笼统地理解为材料能力加设计能力。
如果把全世界所有技术的堆成一个金字塔，除了塔尖那一点之外，中国几乎可以掌握超过80%以上的技术，尤其在某些大需求大投入的领域更是不在话下。
但是，金字塔尖的那部分技术，就比较复杂，因为那些技术没法山寨，需要花费大量时间做研究，从材料到工艺，关系到整个的基础水平。
需要大量时间才能熬出来的技术，只能慢慢去追赶。在工艺材料这一关，很难突破。比如说，作为“工业之母”的高端机床，中国基本和国足一个水平，只能仰望日本德国瑞士。最大的*就是材料，高速加工时，主轴和轴承摩擦产生热变形导致主轴抬升和倾斜，刀具磨损导致的误差，等等，所以加工精度极高的活，我们还是望“洋”兴叹。
做芯片的原材料是高纯度硅。
用于太阳能发电的高纯硅要求99.9999%，全世界超过一半是中国产的。但是，芯片用的电子级高纯硅要求99.999999999%（11个9），几乎全赖进口，直到2018年江苏的鑫华公司才实现量产，只是目前产量少的可怜，还不及进口的一个零头。
把70亿个晶体管在指甲盖大小的地方组成电路，其难度可想而知！一个路口红绿灯设置不合理，就可能导致大片堵车。电子在芯片上跑来跑去，稍微有个结点出问题，电子同样会堵车。所以芯片的设计异常重要，重要到了和材料技术相提并论的地步。
七十年代，英特尔率先想出了一个好办法：X86架构。这架构虽然能耗高、体积大，但性能优越，几乎垄断了电脑芯片市场，成就了如日中天的英特尔。
打个比方说，英特尔提出造汽车用4个轮子，以后其他人想造4个轮子的汽车，就得先付授权费。随后英国ARM公司提出了2个轮子的汽车方案：ARM架构。
ARM架构虽然省电小巧，但性能实在有点寒碜，一直被英特尔摁着打。进入21世纪，智能手机横空出世，芯片的能耗和体积一下成了关注点，于是ARM架构一飞中天，几乎垄断了手机芯片行业。
X86架构，能耗高、体积大、性能强。ARM架构，能耗低、体积小、性能弱。于是，一个占了电脑，一个占了手机，直到今天，仍是主流设计方案。
设计出汽车用几个轮子，距离造出汽车还差得很远。有了基本架构，后面的设计依然是漫漫长征路，还得要有好工具，就是EDA软件。美国的三家公司，几乎垄断了全球EDA市场。
虽然借助EDA软件的仿真功能可以判断电路设计是否靠谱，但要真正验证这种精巧线路的靠谱程度，只有一种办法，那就是：实践使用！广泛的使用！长久的使用！正因为如此，芯片设计不光要烧钱，也需要烧时间，属于试错周期较长的核心技术。
随着芯片越来越复杂，设计与制造就分开了，有些公司只设计，成了纯粹的芯片设计公司。比如美国的高通、博通、AMD，中国台湾的联发科，*的华为海思、展讯等。
高通是最牛的，世界上一半手机装的是高通芯片，AMD和英特尔基本把电脑芯片包场了。
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时间：2022-03-27 19:21
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时间：2022-03-27 20:56
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时间：2022-03-27 22:47
