晶片的設計製造是一個集高精尖於一體的複雜系統工程，難度之高不言而喻。那麼，究竟難在何處？
架構設計難。設計一款晶片，科研人員先要明確需求，確定晶片“規範”，定義諸如指令集、功能、輸入輸出管腳、效能與功耗等關鍵資訊，將電路劃分成多個小模組，清晰地描述出對每個模組的要求。然後由“前端”設計人員根據每個模組功能設計出“電路”，運用計算機語言建立模型並驗證其功能準確無誤。“後端”設計人員則要根據電路設計出“版圖”，將數以億計的電路按其連線關係，有規律地翻印到一個矽片上。至此，晶片設計才算完成。如此複雜的設計，不能有任何缺陷，否則無法修補，必須從頭再來。如果重新設計加工，一般至少需要一年時間，再投入成百萬甚至上千萬元的經費。
製造工藝複雜。一條晶片製造生產線大約涉及50多個行業，一般要經過2000至5000道工藝流程，製造過程相當複雜。製造晶片的基礎材料就是普通沙子，它如何變成製造晶片的材料呢？沙子經脫氧處理後，透過多步淨化熔鍊成“單晶矽錠”，再橫向切割成圓形的單個矽片，即“晶圓”。這一過程相當複雜，而在晶圓上製造出晶片則更難。首先要將設計出來的積體電路“版圖”，透過光刻、注入等複雜工序，重複轉移到晶圓的一個個管芯上，再將管芯切割後，經過封裝、測試、篩選等工序，最終完成晶片的製造。值得一提的是，製造過程中還需要使用大量高精尖裝置，其中高效能的光刻機又是一大技術瓶頸。如最先進的7奈米極紫外光刻機，目前只有荷蘭一家公司能製造，價格上億美元不說，一年僅能生產20臺左右。
投入大、研製週期長。一款複雜晶片，從研發到量產，要投入大量人力、物力和財力，時間至少要3至5年，甚至更長。處理器類晶片還需要配套複雜的軟體系統，同樣需要大量人力物力來研製。美國英特爾公司每年研發費用超過百億美元，有超過5萬名工程師。
發展迅速、追趕難度大。自20世紀50年代末發明積體電路以來，晶片的整合度一直遵循摩爾定律迅猛發展，即每隔18個月提高一倍。半個多世紀以來，晶片的效能和複雜度提高了5000萬倍，特徵尺寸則縮減到一根頭髮絲直徑的萬分之一。晶片領域競爭十分激烈，美、歐等發達國家處於技術領先地位，晶片研發相對落後的國家，短時間內追趕有難度。
晶片的設計製造是一個集高精尖於一體的複雜系統工程，難度之高不言而喻。那麼，究竟難在何處？
架構設計難。設計一款晶片，科研人員先要明確需求，確定晶片“規範”，定義諸如指令集、功能、輸入輸出管腳、效能與功耗等關鍵資訊，將電路劃分成多個小模組，清晰地描述出對每個模組的要求。然後由“前端”設計人員根據每個模組功能設計出“電路”，運用計算機語言建立模型並驗證其功能準確無誤。“後端”設計人員則要根據電路設計出“版圖”，將數以億計的電路按其連線關係，有規律地翻印到一個矽片上。至此，晶片設計才算完成。如此複雜的設計，不能有任何缺陷，否則無法修補，必須從頭再來。如果重新設計加工，一般至少需要一年時間，再投入成百萬甚至上千萬元的經費。
製造工藝複雜。一條晶片製造生產線大約涉及50多個行業，一般要經過2000至5000道工藝流程，製造過程相當複雜。製造晶片的基礎材料就是普通沙子，它如何變成製造晶片的材料呢？沙子經脫氧處理後，透過多步淨化熔鍊成“單晶矽錠”，再橫向切割成圓形的單個矽片，即“晶圓”。這一過程相當複雜，而在晶圓上製造出晶片則更難。首先要將設計出來的積體電路“版圖”，透過光刻、注入等複雜工序，重複轉移到晶圓的一個個管芯上，再將管芯切割後，經過封裝、測試、篩選等工序，最終完成晶片的製造。值得一提的是，製造過程中還需要使用大量高精尖裝置，其中高效能的光刻機又是一大技術瓶頸。如最先進的7奈米極紫外光刻機，目前只有荷蘭一家公司能製造，價格上億美元不說，一年僅能生產20臺左右。
投入大、研製週期長。一款複雜晶片，從研發到量產，要投入大量人力、物力和財力，時間至少要3至5年，甚至更長。處理器類晶片還需要配套複雜的軟體系統，同樣需要大量人力物力來研製。美國英特爾公司每年研發費用超過百億美元，有超過5萬名工程師。
發展迅速、追趕難度大。自20世紀50年代末發明積體電路以來，晶片的整合度一直遵循摩爾定律迅猛發展，即每隔18個月提高一倍。半個多世紀以來，晶片的效能和複雜度提高了5000萬倍，特徵尺寸則縮減到一根頭髮絲直徑的萬分之一。晶片領域競爭十分激烈，美、歐等發達國家處於技術領先地位，晶片研發相對落後的國家，短時間內追趕有難度。