说到芯片你一定不陌生,手里的手机,家用的电脑都有它的身影,虽然我们不能够直观的触摸到它,但在使用这些电子设备时所带来的幸福感,那就有它的作用。 芯片的诞生无疑加快了现代的建设,让人们的生活的更加“智能化”,这些足以让它成为人类历史上最伟大的发明之一。 而随着集成电路的快速发展,我们手里的数码产品越来越小,性能越来越强,功能也越来越多,让我们的生活有了飞跃般的变化。要是回到十年前,谁会想到在未来一部手机就能解决生活中的所有事,做到万物互联,这都是一颗小小的芯片带来的功劳。 可以说不管什么时候,科技发展到那种地步,芯片都是一切的核心。 说到芯片的发展可能大部人并不了解,只是会发现手里的手机更精致了,性能更强劲了,相对的就是说可以做的事情更多了。从最初的移动通讯工具“大哥大”到现在人手一部的智能机,这其实都是它们内部的芯片在快速发展和升级。 那么芯片是如何升级的呢?其实它有一套自己的定律,那就是摩尔定律。 摩尔定律的意思是在价格不变的情况下,集成电路上可容纳的元器件数目会每隔18-24个月增加一倍,性能也相应的会提升一倍。在简单的来说,就是手机每年都在更新换代、性能也越来越强,然而我们在更换最新设备时所花的钱并没有增加,这就是摩尔定律的现实意义。 随着摩尔定律的发展,同样面积的芯片内部所容纳的晶体管越多,它的性能就越强。而想要在芯片大小不变的情况下增加晶体管数量就需要提升它的制造工艺,从最初的24nm、16nm再到7nm和5nm,芯片性能强大的同时它的制造难度越来越高,不少代工企业面临淘汰,留到最后的就只有台积电和三星这样的老牌代工厂商,大陆的代工企业已经没有了核心竞争力。 芯片的代工到底难在哪? 其实国产芯片代工技术发展缓慢的一大原因是缺少顶级的代工设备。在芯片制造中有两样设备是无法避免的: 1.EUV光刻机,光刻机是芯片制造的核心设备之一,在加工芯片的过程中,需要光刻机将线路图按比例缩小后映射到硅片上,当然越顶级的光刻机的显影效果越好。 2.刻蚀机,“刻蚀”是光刻后,用腐蚀液将变质的那部分光刻胶腐蚀掉(正胶),晶圆表面就显出半导体器件及其连接的图形。然后用另一种腐蚀液对晶圆腐蚀,形成半导体器件及其电路。 而我国代工一直受到遏制的原因就是没有其中的顶级EUV光刻机,一台EUV顶级光刻机需要十万个部件组成,其中的核心部件更是汇集各个的顶尖技术,所以一台顶级的EUV光刻机的制造难度不在原子弹之下,更非一个国家之力能够完成的,因此目前也仅有荷兰阿麦斯一家公司能够完成,再也没有第二个。 目前国内量产的光刻机仅支持90nm,而最先进的麒麟芯片已经是5nm制程,远远不能满足制造需求。有人说既然做不出就买呗,然而却是买不到,因为我国从改革开放至今以来,各个领域迎头直上,美国似乎感觉到了全球霸主地位受到威胁,所以不留余地的打压我国的新兴产业,作为制造芯片必不可少的光刻机自然也在防备之列,所以中芯国际花重金求购的光刻机迟迟无法交付,导致代工技术停滞不前。 不过与光刻机不同的是我们似乎没有因为刻蚀机犯过难,因为我国的刻蚀机已经处在顶尖水平。其实我国的刻蚀机能够领先全球要感谢一个人,那就是中微半导体公司的创始人尹志尧博士。他在国外留学取得物理化学博士学位后,全心投入到芯片的电浆蚀刻技术,通过近十年的努力,在掌握多种核心技术后回国成立了上海中微半导体设备有限公司,并且招纳和培养了无数个半导体人才,为国家的半导体事业做出了巨大的贡献。 更是在不久之前,全球首台5nm刻蚀机就是由我国的中微半导体公司率先研发而出,目前已经和台积电签订了合作协议,将批量性的提供5nm刻蚀机。 这意味着我国在芯片制造上迈出了一大步,有了一定的话语权,但是我们仍然还不能骄傲,因为在光刻机领域上我们还在慢慢摸索。