如果要評選世界上近一百年最偉大的工業品,晶片無疑是其中最具代表性的。晶片製造是真正意義上的“點石成金”,售價高昂的晶片,原材料不過就是普普通通的沙子而已。
晶片,又被稱作微電路,是指內部含有積體電路的矽片,體積非常小。我們可以將晶片的製造比擬成用樂高積木蓋房子,透過一層又一層的堆疊,以完成自己期望的造型,而不同的造型可以實現不同的功能。
那晶片究竟是怎麼製造的呢?
我們以CPU晶片為例,來看一下簡化版的製作過程。
首先,故事會從一捧沙子開始。
沙子已經是純度比較高的二氧化矽,經過篩選和熔鍊,能夠冶煉出高純度的矽(Si),製作成矽錠。
之後再用切割機切割成薄片,也就是晶圓(Wafer)。
晶圓需要進行一些處理,再進入光刻環節。這有點類似於膠片感光的原理,透過紫外線照射,把預先設計好的電路圖,刻到光刻膠層 。
然後再經過:蝕刻、離子注入、電鍍、拋光等,將極其複雜的電路結構,在晶圓上製造出來
最後測試、切割、封裝,就成為了我們平時能夠看到的CPU晶片。
晶片製造的技術,之所以非常的困難,就在於要透過將近5000道工序,把數億個電晶體,在一片只有指甲蓋大小的矽晶片上製造出來,還要進行復雜的邏輯設計,難度不亞於把全國的路網,規劃到這一點點的空間裡面。正是因為製造的流程非常複雜,研發投入大,回報週期長,失敗率高,產業更新快,所以形成了非常高的行業門檻,技術也被歐美日壟斷。再加上起步太晚,缺乏良性的市場支援,使得中國的晶片製造,走得非常艱難。
2018年4月16日晚,美國商務部對外宣佈“禁止美國企業在未來7年之內,向中國電信裝置製造商中興通訊,銷售元器件和技術”。中興通訊可能正在遭遇成立以來的最大危機,因缺乏“高階芯”研發製造能力,其相關業務可能遭遇重創。
不只是晶片,從PC到手機的作業系統,國際網際網路科技巨頭在眾多的基礎科學領域,投入都非常大,也有很多的專利積累。而我們中國的網際網路公司都在忙些什麼呢?
基礎總要有人來打。如果當下沒有公司願意實實在在的投入基礎研究,真正做紮實技術創新,那麼在未來的技術競賽當中,我們又能拿什麼去應對呢?
糧食、軍工、通訊裝置等等,之所以被叫做戰略物資,是因為這些東西,只有在自己有的時候,才能便宜的買到,自己沒有,求著買的時候,各種麻煩就來了。
而那些“造不如買,買不如租”的買辦思想,只會讓我們錯過真正獨立自主的機會。
本回答參考中科院相關資料。
如果要評選世界上近一百年最偉大的工業品,晶片無疑是其中最具代表性的。晶片製造是真正意義上的“點石成金”,售價高昂的晶片,原材料不過就是普普通通的沙子而已。
晶片,又被稱作微電路,是指內部含有積體電路的矽片,體積非常小。我們可以將晶片的製造比擬成用樂高積木蓋房子,透過一層又一層的堆疊,以完成自己期望的造型,而不同的造型可以實現不同的功能。
那晶片究竟是怎麼製造的呢?
我們以CPU晶片為例,來看一下簡化版的製作過程。
首先,故事會從一捧沙子開始。
沙子已經是純度比較高的二氧化矽,經過篩選和熔鍊,能夠冶煉出高純度的矽(Si),製作成矽錠。
之後再用切割機切割成薄片,也就是晶圓(Wafer)。
晶圓需要進行一些處理,再進入光刻環節。這有點類似於膠片感光的原理,透過紫外線照射,把預先設計好的電路圖,刻到光刻膠層 。
然後再經過:蝕刻、離子注入、電鍍、拋光等,將極其複雜的電路結構,在晶圓上製造出來
最後測試、切割、封裝,就成為了我們平時能夠看到的CPU晶片。
晶片製造的技術,之所以非常的困難,就在於要透過將近5000道工序,把數億個電晶體,在一片只有指甲蓋大小的矽晶片上製造出來,還要進行復雜的邏輯設計,難度不亞於把全國的路網,規劃到這一點點的空間裡面。正是因為製造的流程非常複雜,研發投入大,回報週期長,失敗率高,產業更新快,所以形成了非常高的行業門檻,技術也被歐美日壟斷。再加上起步太晚,缺乏良性的市場支援,使得中國的晶片製造,走得非常艱難。
2018年4月16日晚,美國商務部對外宣佈“禁止美國企業在未來7年之內,向中國電信裝置製造商中興通訊,銷售元器件和技術”。中興通訊可能正在遭遇成立以來的最大危機,因缺乏“高階芯”研發製造能力,其相關業務可能遭遇重創。
不只是晶片,從PC到手機的作業系統,國際網際網路科技巨頭在眾多的基礎科學領域,投入都非常大,也有很多的專利積累。而我們中國的網際網路公司都在忙些什麼呢?
基礎總要有人來打。如果當下沒有公司願意實實在在的投入基礎研究,真正做紮實技術創新,那麼在未來的技術競賽當中,我們又能拿什麼去應對呢?
糧食、軍工、通訊裝置等等,之所以被叫做戰略物資,是因為這些東西,只有在自己有的時候,才能便宜的買到,自己沒有,求著買的時候,各種麻煩就來了。
而那些“造不如買,買不如租”的買辦思想,只會讓我們錯過真正獨立自主的機會。
本回答參考中科院相關資料。