发展芯片产业 , 核心技术是什么?
中国要崛起 , 成为世界老大 , “芯片”是一个绕不开关键领域 , 因为要摆脱低端制造实现工业互联网 , 必须有“中国芯”这样强健的心脏 , 结合到近期华为海思和中芯国际等热点消息 , 下面我们来谈谈发展芯片产业的核心技术 。先打个比喻 , 要成就一代宗师 , 首先你得有一副骨骼奇异的体质 , 其次还要得到一本传世武林秘籍 , 然后通过十年的闭门修炼 , 最后华山论剑一战成名 , 以上是武林宗师的成才途径;同样 , 要发展芯片产业也需要几大关键技术领域突破 , 主要包括硅原料、芯片设计、晶圆加工、封测四大环节 , 下面我们来具体说说每个环节的技术以及相关主流厂家:首先硅原料 , 为了满足半导体材料的需求 , 必须要高纯度硅原料 , 99.9999% , 纯度够高的吧 , 这是太阳能硅片的纯度要求 , 已经被中国玩成了白菜价 , 但用于芯片差远了 , 芯片要求99.999999999%(别数了 , 11个9) 。
为了达到这个纯度 , 一般通过氯化了再蒸馏技术 , 目前国际上高纯度硅的霸主是德国Wacker和美国Hemlock(美日合资) , 中国鑫华公司2018年才实现量产0.5万吨 , 而中国每年的需求量是15万吨 。其次芯片设计 , 一块芯片只有一个指甲盖那么大 , 但如果我们把它放大 , 它就像是一张城市交通地图 , 其中的每一个“与或门”就像城市交通图里的红绿灯 , 芯片设计就是如何通过红绿灯的设计让城市交通更加顺畅 , 在高峰时段少堵车 。
目前国际上顶尖的手机芯片设计厂家主要有美国的高通和博通(苹果芯片供应商)、大陆的华为海思和台湾的联发科 , 电脑芯片设计厂家主要有美国的英特尔和AMD , 最近在手机芯片这个领域华为海思的发展特别迅猛 , 尤其是在5G手机芯片领域 , 已经全面超越高通 。接下来是晶圆加工 , 要将一张城市交通图塞进一个指甲片大小的硅片(实际上复杂程度远远大于一张城市地图) , 用刀来刻是不可能的 , 只有激光才能达到纳米级别的精度 , 所以这里主要用到光刻机(另外还有刻蚀机、离子注入机和涂胶显影机等 , 这里就不细说了) 。
所以先来说说光刻机厂家 , 目前高端光刻机厂家仅有荷兰阿斯麦公司(ASML) , 唯一能做到7nm工艺的厂家 , 大陆上海微电子研发的光刻机目前仅能到28nm工艺 。再来说说芯片代工厂家 , 这个领域几乎是台湾人的天下 , 台积电包揽了全球50%以上的高端芯片的加工 , 另外二三名也是台湾的联华电子、力晶半导体 , 最近比较火的内地芯片厂家中芯国际 , 原先也是台湾人创办 , 现由大陆注资控股 。
目前台积电已实现7nm量产 , 并已攻克5nm和2nm技术 , 中芯国际目前才刚刚实现14nm量产 , 所以说大陆在这个领域任重道远啊 。最后是封测 , 芯片做好后 , 得从晶圆上切下来 , 接上导线 , 装上外壳 , 顺便还得做个测试 , 这技术叫封测 。该领域在芯片产业中算是最末端的 , 但也是台湾人的天下啊 , 目前排名世界第一的日月光 , 后面还跟着一堆实力不俗的小弟:矽品、南茂、力成、欣邦、京元电子 。
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