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1 # 通訊一小兵
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2 # 雨哥199
制約積體電路技術發展的有四大要素:功耗、工藝、成本和設計複雜度,其中光刻機就是一個重中之重,核心技術中的核心。
光刻機是晶片製造的核心裝置之一,按照用途可以分為好幾種:有用於生產晶片的光刻機;有用於封裝的光刻機;還有用於LED製造領域的投影光刻機。用於生產晶片的光刻機是中國在半導體裝置製造上最大的短板,國內晶圓廠所需的高階光刻機完全依賴進口。
高階光刻機號稱是世界上最精密的儀器,解析度通常在十幾奈米至幾微米之間,堪稱現代光學工業之花,製造難度極大,全世界只有少數幾家公司能夠製造。國外品牌主要以荷蘭ASML(鏡頭來自德國),日本Nikon(intel曾經購買過Nikon的高階光刻機)和日本Canon三大品牌為主。(ASML高階光刻機領域佔據了全球90%的市場份額)
另一方面,中國積體電路製造工藝落後國際同行兩代,預計於2019年1月,中國可完成14奈米級產品製造,同期國外可完成7奈米級產品製造。
長期代工模式導致設計能力和製造能力失配、核心技術缺失;投資混亂、研發投入和人才不足等問題,導致中國積體電路產業目前總體還處於“核心技術受制於人、產品處於中低端”的狀態,並且在很長的一段時間內無法根本改變。
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3 # 問答達人
我是真君,我來回答。
近年來,中國每年進口的晶片的資金均超過2000億美元,已經超過進口石油的消耗。正是因此,國家出臺各種政策大力發展積體電路產業,還成立了積體電路大基金進行產業扶持。在發展過程中,不少公司選擇了走技術引進的道路,通過和境外IC設計公司合資的方式,引進境外技術,併力爭複製高鐵、C919大飛機、遼寧號航母技術引進、消化吸收再創新的成功先例,爭取解決中國CPU大量依然進口的困局,通過合資引進技術提升本土水平。
看了這張圖,中國人的心裡並不輕鬆。核心技術是國之重器,最關鍵最核心的技術要立足自主創新、自立自強。市場換不來核心技術,有錢也買不來核心技術,必須靠自己研發、自己發展。另一方面,我們強調自主創新,不是關起門來搞研發,一定要堅持開放創新,只有跟高手過招才知道差距,不能夜郎自大。
晶片是電子科技和智慧裝置行業的心臟,重要性不言而喻。目前中國也出現了多家晶片生產商,最大的三家通訊晶片設計公司分別是海思、展訊和中興微電子,三家公司2017年的總收約為600億元人民幣。但是和國際晶片生產企業比較起來,中國的晶片行業規模小,技術不強。
2016全球前二十大晶片廠營收排名,其中美國有八家半導體廠入榜,日本、歐洲與臺灣各有三家,南韓則有兩家擠進榜。其中排名前三的企業是英特爾營收563億美元,三星435億美元,臺積電293億美元。中國最大的半導體公司華為海思以37.62億美元的營收排名第19。作為中國最大的晶片廠商,華為海思麒麟的營收尚不及英特爾和三星的十分之一。同時,中國的晶片企業規模小,不能滿足需求。
以手機晶片為例。除了華為手機使用自家晶片,小米部分手機使用旗下澎湃晶片,其他品牌如小米(絕大部分)、oppo、vivo只能進口高通、三星和聯發科的晶片。積體電路和原油一起成為中國進口金額最大的兩種產品,中國因為也被成為“缺芯少油”的國家。
2017年,中國積體電路進口3770億個,比上年增加10.1%,進口金額17582億元,佔全年進口金額(12.46萬億元)的14.1%。原油進口金額11003億元,佔比8.8%。兩者合計進口金額28595億元,佔比22.9%。因此被稱為“缺心少油”並不誇張。
中國晶片產業當前有沒有面臨困難?答案是肯定的,中國晶片產業要繼續發展,當前不僅面臨困難,而且所面臨的困難還有很多且很大。中國有句俗話說得好,“世上無難事,只怕有心人”。由此,中國晶片產業要進一步做大做強,關鍵其實不在於本土晶片廠商會面臨多少且多大的困難,而是本土晶片廠商能不能找到哪怕一種有效的方法,從而解決目前以及今後所遇到的困難。
實際上,中國晶片產業要發展壯大,並最終達到能與國際一流同行競爭的實力,所面臨的困難不是缺少了市場,而是缺少了技術,尤其是對核心技術的積累。
這裡,不妨引用一組資料來作為例證。從2011年到2017年,中國晶片進口總額,基本上呈持續增長的態勢,而中國晶片出口總額相對較穩定。換種說法可以是,全球每年的晶片產能,差不多一半供應給了中國。僅2017年,中國晶片進口總額又進一步上升到了2601億美元,中國晶片出口總額尚不及670億美元。
國晶片產業之困,不在於缺少了足夠大的市場,而在於缺少了技術,特別是對核心技術的積累,加之國家和地方政府都已非常重視在本土發展屬於自己的晶片產業。人人都應該懂的一個大道理,在過去、今天,還有未來,國家與國家之間,企業與企業之間在高科技領域中的競爭,歸根到底還是人才與人才之間的競爭。
晶片我們認準的路,就得多出成果,先佔了市場再說,或儘可能搶佔技術高地,這樣我們才能反敗為勝。現在外企紛紛進入中國市場,要投入還是我們自己立項正式開始研究,這樣我們的路才會走得更穩更長更有立足之地。
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4 # 智趣百科
晶圓
晶片(組)的定義是:將電路製造在半導體晶圓上的積體電路。
首先,科普一個誤區,我們以為的晶片,其實叫晶片組。
如下圖中的麒麟980晶片組,而晶片是開啟980之後,裡面那些密密麻麻的東西:
如果要生產晶片的話,就涉及到了第一個東西:
半導體材料——晶圓晶圓是由高純度矽切片形成的,生產它,需要高純度矽。
中國不缺矽這種材料,生產太陽能電池板的99.9999%高純度矽,全世界上有一半以上是中中國產的,早就成了白菜價。
但生產晶片需要電子級的純度是99.999999999%(別數了,11個9),幾乎全賴進口,直到2018年江蘇的鑫華公司才實現量產,目前年產0.5萬噸,而中國一年進口15萬噸。
題外話:有人會問,鑫華公司為啥不擴大產能呢?
同樣的問題,發生在了呼吸機上。
上個月,生產呼吸機的魚躍醫療表示:“公司訂單飽滿,但受制於核心原材料的制約,實際產能只能達到三分之一水平。”意思就是說,我有工人、有訂單、有生產線,但是我沒有核心原材料,有力使不出。
鑫華公司的問題,是有30%的製造裝置需要進口,大意是:我有訂單、有工人、有材料,但是我沒有那麼多機器擴大產能……
不過整體上來看,電子級高純矽也算是積累了技術,未來產能會慢慢跟上。
得到高純矽之後,需要把它切成片,於是就形成了晶圓。
設計晶片晶片是由用數以億計的器件組成的電路,想想就頭皮發麻,所以晶片設計異常重要,重要到了和材料技術相提並論的地步。
一個路口的紅綠燈設定不合理,就可能導致大片堵車。同樣,電子在晶片上跑來跑去,如果哪個設計不合理,一樣會造成卡頓。
設計的難點除了創新外,更需要大量的實際應用(測試),所以晶片設計不光要燒錢,也需要時間沉澱,屬於“燒錢燒時間”的核心技術,壁壘極高。
當然,研發成功,形成專利後,利潤也極高。
像美國的高通、博通、AMD都是專門做設計的,中國臺灣的還有聯發科,大陸的有華為海思、紫光展銳、紫光國微、士蘭微等。但中國做利潤較高的,高階電腦、手機晶片設計的只有華為海思和紫光展銳,並且才剛剛起步。
美國:大名鼎鼎的高通就不多說了,世界上一半手機裝的是高通晶片;博通是蘋果手機的晶片供應商,手機晶片排第二毫無懸念;AMD和英特爾基本把電腦晶片包場了。美國世界霸主真不是吹的。
臺灣方面:聯發科走的中低端路線,手機晶片的市場份額排第三,很多中國產手機都用,比如小米、OPPO、魅族。
大陸方面:華為海思是最爭氣的,麒麟晶片的市場份額隨著華為手機的增長排進了前五;紫光展銳目前主攻的是5G中低端手機晶片,馬上要在科創板上市了,因為麒麟只對華為銷售,這麼來看,展銳的市場也是挺大的。
製造晶片設計完晶片後,在上面說的晶圓片上塗一層感光材料,然後就要用【光刻機】來製造啦。
具體步驟很複雜,有“清洗烘乾、塗底、旋塗光刻膠、軟烘、對準曝光、後烘、顯影、硬烘、刻蝕“等。
說簡單點,就是把“晶片設計師”設計出電路刻在晶圓上,同時在上面形成密密麻麻的小晶片。
然後,晶圓片就變成了這樣:
說到這裡,我特意把【光刻機】加粗標重,是為了告訴大家,這個東西是制約中國晶片工藝最關鍵的地方。
前面說了,晶片設計很難,燒錢燒時間,但是起碼能燒出來,比如我們的華為和紫光就燒出來了。
可是,光刻機這個玩意兒,真的太難了。
光刻機荷蘭阿斯麥公司(ASML),它是全球高階光刻機唯一的霸主,產量還不高,無論是臺積電、三星,還是英特爾,誰先買到ASML最新的EUV(極紫外光源)光刻機,誰就能率先具備7nm工藝。
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5 # 數碼佳客
晶片(又稱微電路、微晶片、積體電路)是指內含積體電路的矽片,體積很小,常常是計算機或其他電子裝置的一部分。它作為智慧電器的核心部件,晶片一直充當著“大腦”的位置。
看似中國出了很多大型高科技企業,如海爾,華為之類的,每年也出口很多的電子產品。但是作為電子控制系統核心的晶片,80%以上都需要進口。
02 晶片設計製造
大多數人只知道手機電腦、各行各業裡面都要用到電子器件,微控制器、數控裝備、汽車都離不開晶片,但是說起晶片的設計製造,卻只有少數人知道。
晶片的技術含量和資金極度密集,生產線動輒數十億上百億美金。此外,人才也是這個行業的稀缺資源。技術又貴又難、人才難以培養,少數幾家大企業壟斷了行業的尖端技術和市場。
晶片的製造過程可概分為晶圓處理工序、晶圓針測工序、構裝工序、測試工序等幾個步驟。其中晶圓處理工序和晶圓針測工序為前段工序,而構裝工序、測試工序為後段工序。
接著,經過離子注入等數百道複雜的工藝,這些複雜的結構便擁有了特定的半導體特性,並能在幾平方釐米的範圍內製造出數億個有特定功能的電晶體。再覆蓋上銅作為導線,就能將數以億計的電晶體連線起來。
切割出合格晶片後報廢的晶圓
一塊晶圓經過數個月的加工,在指甲蓋大小的空間中集成了數公里長的導線和數以億計的電晶體器件,經過測試,品質合格的晶片會被切割下來,剩下的部分會報廢掉。千挑萬選後,一塊真正的晶片就這麼誕生了。
制約積體電路技術發展的有四大要素:功耗、工藝、成本和設計複雜度,其中光刻機就是一個重中之重,核心技術中的核心。
光刻機是晶片製造的核心裝置之一,按照用途可以分為好幾種:有用於生產晶片的光刻機;有用於封裝的光刻機;還有用於LED製造領域的投影光刻機。用於生產晶片的光刻機是中國在半導體裝置製造上最大的短板,國內晶圓廠所需的高階光刻機完全依賴進口。
高階光刻機號稱是世界上最精密的儀器,解析度通常在十幾奈米至幾微米之間,堪稱現代光學工業之花,製造難度極大,全世界只有少數幾家公司能夠製造。國外品牌主要以荷蘭ASML(鏡頭來自德國),日本Nikon(intel曾經購買過Nikon的高階光刻機)和日本Canon三大品牌為主。(ASML高階光刻機領域佔據了全球90%的市場份額)
另一方面,中國積體電路製造工藝落後國際同行兩代,預計於2019年1月,中國可完成14奈米級產品製造,同期國外可完成7奈米級產品製造。
長期代工模式導致設計能力和製造能力失配、核心技術缺失;投資混亂、研發投入和人才不足等問題,導致中國積體電路產業目前總體還處於“核心技術受制於人、產品處於中低端”的狀態,並且在很長的一段時間內無法根本改變。
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6 # 搞機阿宇
中國的晶片產業目前處於一種很尷尬的境地:雖然設計水平達到了Intel中期的水準,但是上游繞不開IP供應商,下游又離不開代工廠。
理論上講,這其實也不能算是是什麼難點,因為晶片行業的特性本來就高度依賴全球化和產業分工,蘋果的晶片用的也是ARM的授權和臺積電的代工,有什麼配件造不出來,委託別家做,是每個晶片產商都會做的事情。
但是中國不能,原因大家都懂得!所以別人不是問題的事,到了我們這裡就變成了障礙!讓我心疼兩秒鐘.....
但是如果有一天中國產晶片技術趕上了國外巨頭的步伐,IP可以用自己的,製造和流片都達到一樣的水準,中國晶片就能揚眉吐氣了嗎?
答案依然否定的。
歸根到底,晶片不僅是硬體,更是整體生態。蘋果電腦、安卓手機除了晶片以外,還有與之配套的作業系統和App。如果軟體硬體生態的不完善,即使晶片造出來了,還是沒有用武之地。
幾十年的發展,消費電子行業早就形成了固定的“圈子”。PC系統一般搭配Intel的晶片架構和Windows作業系統,手機系統無論是蘋果還是安卓用的都是ARM架構的晶片。
龍芯就是一個例子,雖然效能已經完全能夠滿足日常辦公用途,但是缺乏相應的作業系統和應用軟體導致的普及率依然很低,目前只能用在一些專業領域。
中國晶片產業如果想要達到世界頂級,除了晶片本身之外,還需要設計一個和中國晶片配合良好的作業系統。在此之上,APP也需要大量人力和金錢的投入。只有生態完善了,「中國芯」才真正獲得了競爭力。
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7 # 使用者6712667220
我覺得中國產晶片發展最大的難度是生態。你要相容exe檔案。就必須獲得授權。不相容的話,那麼軟體很少。那麼只有很少的人會選擇去嘗試。
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8 # 奶爸超市
在eda
你可以設想下
做工程的人
沒有cad是什麼情況了
找了一張以前的圖
畫施工圖的場景
你感受一下
再設想一下
整合電路里的世界
一點也不比修樓簡單
特別是在對效能要求不斷增加的情況下
其實就7nm,12nm,24nm,
對老百姓來說,都無所謂
真的。。。
咱住不了100層的
住50層用沒問題吧
頂多就蓋多一棟咯
但是到了國家層面就必須要去衡量了
畢竟
這是工業實力的巔峰!
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9 # 多啦科技夢
不是一個點,而且很多點,晶片技術涉及全行業數百家技術公司,全是頂級的那種,其中只是生產是這麼多家,不包含設計
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10 # 盼遊旅行
中國產晶片是設計得出,造不出的窘境。這個最讓我們疼苦,空有好的晶片設計師,沒有好的光刻機或晶片製造機,如果晶片無法奈米化,或微型化,晶片功耗過高,就會就會讓晶片更加容易被弱化。
回覆列表
應邀回答本行業問題。
國內晶片的難點其實是在於前期沒有足夠的市場,也沒有足夠的資金進行研發,現在這種情況有了很大的改觀。
晶片相關的行業,國內發展比較緩慢。晶片的生產,其實和其他的行業也沒有特別大的差異。中國國內發展緩慢的原因,是因為沒有足夠的市場。
因為產業鏈可以全球採購,對於國內的一些企業而言,沒有足夠的市場去獲得收入,也只能在這些低端的領域艱難的發展。
沒有足夠的人才,研發的速度也就會沒有那麼快。
華為被美國限制升級,這是國內晶片相關領域的機遇。現在華為被美國限制採購美國的元配件,以及使用美國的技術,這給了國內的晶片相關領域一個騰飛的機會。華為必須要加大對國內相關產業的扶持力度,而且也讓很多企業看到了產業鏈全球化其實也不過是一個美麗的謊言。
現在有大量的國家資金投入,以及一些社會資金投入到了這個本來不吸引人的領域之中。
一個比較好的訊息,原本中國只能生產90nm的光刻機,但是現在的實驗室研發進度已經開始向11nm突破了,或許在年內就會有中國產的11nm光刻機下線。
這對華為來說將會是一個好訊息,現在華為雖然囤積了部分晶片,也只能滿足1-2年的需要。
總而言之,國內晶片領域原本的問題其實就是沒有市場、沒有投資、沒有人才,現在這種情況得到了完全的轉變,未來中國晶片領域的發展是非常值得期待的。