荷兰阿斯麦微笑道:中国造不出光刻机

手机和电脑里的芯片竟然是一文不值的沙子做成的 , 那么普通的沙子是如何摇身一变成为cpu的呢?目前中国90%cpu都依赖于进口 , 中国为什么不自主研发cpu?
荷兰阿斯麦微笑道:中国造不出光刻机文章插图
cpu的核心就是晶体管 。 晶体管越多 , 芯片的运算速度就越快 , 性能就越好 , 一款普通的cpu中就包含数十亿个晶体管 , 其中最小的就只有十几纳米大小 , 为了制造出这几十亿的晶体管 , 首先便是对沙子进行提纯 , 以获得单晶硅锭 。
其中 , 为了保证cpu的性能 , 芯片行业规定硅晶体的纯度需要高达99.99999999% , 这就相当于在100亿颗大米中才能有一粒渣子 , 而我们平时一碗饭只有5000粒大米 , 这就相当于200万碗的米饭中不能吃到任何渣子 。
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然后对提纯后的单晶硅锭进行研磨抛光 , 清洗切割成厚度不足一毫米的晶圆 , 通过紫外线照射雕刻出几十亿个晶体管和线路 , 这种雕刻需要用到两种技术:光刻和刻蚀 。 光刻就是将投入生产线的硅圆片上涂抹光刻胶 , 让紫外线透过应有电路系统的掩膜板照射硅晶圆 , 以改变光刻胶的性质 , 刻出电路图 。
刻蚀则是将晶圆放入特制的蚀刻槽中 , 通过药液和超声波振动 , 在晶圆表面开凿出一道道沟壑 , 每一道沟壑宽度控制在五到六纳米 , 大约是头发丝的5000到6000分之一 , 而这个过程重复几十遍 , 再经过一系列复杂的程序才能得到可用的cpu内核 , 其微观结构程度不亚于一座大型城市上的交通、电流、排水网络 。
所以说cpu的制作 , 可以称得上是人类所有智慧的完美结晶 。 在整个制作过程中 , 光刻机是生产芯片最最最核心的部分 , 这台仪器的性能直接决定了晶体管的大小 , 也就直接影响了cpu的性能 , 这世界上能掌握这项技术的公司 , 只有寥寥几家 。
日本、荷兰目前占据90%以上的芯片市场份额 , 而最先进的光刻机 , 只有荷兰制造商阿斯麦一家能做 , 中国则是全面落后 , 早在2015年 , 芯片进口就成为中国消耗外汇储备最大行业 , 2019年就达到了2600亿美元 , 约合18000亿!
但为什么中国不自主研发芯片呢?
其实中国从未放弃对芯片行业的探索 , 华为小米等几家厂商都研发出了自己的手机cpu , 华为的麒麟芯片性能已经距离高通骁龙等高端芯片越来越接近了 , 但这仅仅只是手机芯片 , 手机芯片面积小 , 制造难度 , 复杂程度高 , 还有英国ARM公司的精简架构指令集打包授权 , 这就是在技术的壁垒中 , 设置了一道强买强卖的坎儿 。
这就是典型的技术抢劫!相当于买肉就必须买骨头 , 只买肉或者只买骨头 , 都不卖 。 但是整体难度相比PC端的cpu相差甚远 。 难道在我国就没有自主研发的PC端cpu了吗?其实是有的 , 就是由中国科学院计算所自主研发的龙芯系列 , 但是它主要面向科学计算 , 航空航天等特殊行业 , 因为它的架构和指令集都跟我们最常用的X86是不一样 , 不能和Windows系统 , Mac OS系统兼容 , 所以无法装进你的电脑里使用 , 目前国内无法制造顶级cpu 。
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一方面是起步较晚 , 另一方面就是X86架构的垄断 , 由于知识产权基于X86复杂指令集的合法芯片 , 只有Intel和AMD可以制造 , 而这些厂商深耕多年 , 早已形成了一套覆盖几十亿用户的完整生态 , 其他厂商想要分一杯羹 , 只能从零开始培育软件生态 , 这显然是不太现实的 , 目前中国还没有能力研发自己的架构 , 如我国的龙芯依然是选择了别人的MIPS架构 , 在性能上也远不及进口芯片 , 最新的龙芯cpu效能只能和AMD多年前k10的架构齐平 。 整体性和兼容性也有待商榷 , 关于芯片的研发和制造 , 不光是要打破技术上的壁垒 , 还需要面对政策 , 成本 , 市场 , 用户习惯等诸多问题 。
【荷兰阿斯麦微笑道:中国造不出光刻机】而20年前的2003年 , 一个名叫陈进的伪科学家骗走了我国11个亿的龙芯芯片科研经费 。 之后中国芯片研究一蹶不振 。 但是 , 现在的中国有了中兴 , 华为等一系列顶尖科研公司 。 我们唯一能做的就是相信自己 , 相信中国 。 中国芯片的未来就在你我以及每一个中华儿女手中!