为什么全世界，只有美国能够生产高精度芯片？

据统计资料显示：全世界芯片领域排名大概是美国，日本，欧洲，韩国，台湾...有些高端芯片只有美国做得好，其他的均达不到要求，国内近20年过度偏向于消费类（例如数码产品）芯片的开发，而其他非消费类的芯片就立足于采购。

目前我国每年进口芯片约1500亿元人民币，进口金额更是早已超过石油进口，可以说，中国芯片严重依赖进口，尤其依赖美国。缺“芯”已经称为中国制造的一块“芯”病。那么问题来了，为什么全世界目前只有美国能够生产高精度芯片呢？

其实制造芯片是巨大的复杂工程，需要创新力极强的学术与人才培养机构+充分自由竞争市场+国家产业扶持协调并进的环境，还要看历史战略机遇，成体系的芯片产业复杂度应该比航空发动机还高一个数量级。就拿韩日搞芯片来说，可以说是拼上了整个国家的三代人的老命，最终还是步入美国后尘。目前欧韩日正在吃老本，吃完老本就安乐死了，而俄罗斯印度则压根一点机会都没有。

美国之所以成功，无非有几下原因：1、教育模式的成功。2、对全世界人才的吸收。3、社会自由度，对知识产权及私有产权的保护。

美国重视学校教育，可以说是美国发展的重要经验。美国大学有世界最好的教授，最先进和最完善的实验研究设备，有最开放，最浓厚，最公平的学术环境，所以，在美国无论是人才培养、科学研究、社会服务，还是文化传承与创新，都依然是公认的世界领先。

由于美国社会自由度，公平竞争的商业环境，对知识产权及私有产权的保护，导致知识分子特别喜欢去那里，不仅仅中国很多高职去了，其他国家也很多人去了。全世界科技移民总人数40%都被吸引到美国。也就是说，全世界最顶级的人才将近一半的都在美国，别的国家根本无法披靡。这是最让我们羡慕嫉妒恨的事情，也最应该使我们反思的事情。

所以，表面上搞高科技芯片是花大钱投资，背后其实是人才的竞争。如果没有好的基础科学积累、创新机制、和自由土壤吸引创造大量人才，中国在很难短时间内，不容易赶上美国的。

芯片是如何制成的，有资料显示：第一要提炼高纯度二氧化硅，做成比纸薄的晶圆，第二要在晶圆上用激光刻出几亿条线路，铺满几亿个二极管三极管，第三把每片晶圆组合链接好密封，指甲盖大小的芯片里大约有5-70亿个二极管！芯片制造需要长时间的积累，又需要大量投资，还不容易出成果，英特尔华人芯片设计第一人江宏说，“芯片设计是一个苦活。”“作为芯片设计的技术人员，需要一种对技术的献身精神，如果只是抱着一种今年设计，明年收获，后年上市的想法，不可能办出成功的国际级的芯片公司。”

而中国社会太浮躁太急功近利，基础创新不足，导致研发驱动力受阻。特别是投机赚快钱引发一些极不合理的现象，如飞速上涨的房价让炒房的人得到巨大财富，而相比之下辛苦干活的人却越来越穷，破坏了中国勤劳致富的传统美德，缺乏沉下心来专注技术研究做好事情的耐性和坚守。

这次中兴被美国政府制裁，很多人都在说咱应该自力更生。自立自强没有错，但是千万不能成为走向保守的理由。甚至用狭隘的民族观对抗世界封闭自己。中国发展唯一的途径就是敞开胸怀，与时俱进、与世界俱进，遵守世界规则。最烦那些嚷嚷着要独立自主搞封闭开发掌握核心技术的傻缺，两弹一星的辉煌也不是封闭得来的，核心技术骨干都是在海外学成的专家，那是民国时期和开放世界接触的成果。

所以，你得搞清楚，是你需要这个开放的世界，而不是开放的世界需要你。开放带来进步，封闭导致落后，这也为世界和我国发展实践所证明。

一颗芯片是怎样造出来的？

芯片，又称IC、微芯片、集成电路等。是指内含集成电路的硅片，体积很小，常常是计算机或其他电子设备的一部分。

而制造芯片的工艺极其复杂，从生产工艺上看，芯片制造过程可以分为三个步骤：一，IC设计（电路与逻辑设计）；二，制造（前道工序）；三，封装与测试环节（后道工序）。

1、IC设计

IC设计，是一个将系统、逻辑与性能的设计要求转化为具体的物理版图的过程，主要包含逻辑设计、电路设计和图形设计等。将最终设计出的电路图制作成光罩，进入下一个制造环节。

这个环节主要是设计人员，通过计算机设计完成。

芯片被不停的放大,里面宛如一座巨大的城市:

2、制造

当设计好光罩后，我们就进入到了IC的制造环节。

这个环节的难度，对比最初设计和最后的封装，都要高很多，并且对于制造设备的稳定性和精度要求极高，部分设备投资体量巨大，占到总体设备投资的70%以上。

而在制造的过程中，最核心的工艺包括：晶圆制造、光刻、刻蚀、离子注入、成膜，五大环节。

最先制造的，就是芯片最基本的原料，硅晶圆片。它的制造过程可以归纳为三个步骤：硅提炼提纯、单晶硅生长、晶圆成型。

首先是硅提纯，这个步骤需要将原料放入熔炉进行化学反应，得到冶金级硅。然后通过蒸馏和化学还原工艺，得到了高纯度的多晶硅，其纯度高达99.9999999%（7个9以上），成为电子级硅。

然后在单晶炉中使用提拉法得到单晶硅。即先将多晶硅熔化，然后将籽晶浸入其中，并由拉制棒带着籽晶作反方向旋转，同时缓慢地、垂直地由硅熔化物中向上拉出。熔化的多晶硅会按籽晶晶格排列的方向不断地生长上去，形成单晶硅棒。硅晶棒再经过切段、滚磨、切片、倒角、抛光、激光刻后，成为芯片的基本原料——硅晶圆片。

值得注意的是，目前，以晶盛机电为代表的国内厂商，其设备技术水平已经接近甚至赶超了国外厂商水平，并且拥有明显的成本优势。这说明，在制造硅晶圆片方面我们处于领先地位。

随后，需要对生产出的硅晶圆片进行光刻。

光刻主要步骤是先在硅片上涂上一层耐腐蚀的光刻胶，让强光通过一块刻有电路图案的镂空掩模板照射在硅片上，使被照射到部分的光刻胶发生变质，然后用腐蚀性液体清洗硅片，除去变质的光刻胶；而被光刻胶覆盖住的部分则不会被刻蚀液影响。由于晶圆表面上的电路设计图案直接由光刻技术决定，因此光刻也是IC制造最核心的环节。

报告中提到，即使是微米级的光刻工艺，也需要重复循环5次以上，而目前的28nm工艺则需要20道以上的光刻步骤，这无疑反映出光刻技术多么的复杂可困难。

目前，全球半导体设备龙头ASML在光刻机领域优势巨大，公司的市场份额超过60%。而中国，虽然研究出了光刻机，但与国外品牌的差距十分巨大。

接下来，进行的是刻蚀工艺。

刻蚀工艺，是按照掩模图形对半导体衬底表面或表面覆盖薄膜进行选择性腐蚀或剥离的技术工艺，是与光刻相联系的图形化处理的主要工艺，通常分为干法刻蚀和湿法刻蚀。

值得骄傲的是，在刻蚀工艺方面，我国企业已经有足够的竞争力与国外厂家匹敌。根据2015年美国商业部工业安全局特别发布的公告称，承认中国已经拥有制造具备国际竞争力的刻蚀机能力。

在对硅片的刻蚀结束后，我们将对其注入离子。

离子注入工艺，是人为地将所需杂质，以一定方式掺入硅片表面的薄层中，并使其达到规定的数量，和符合要求的分布形式，主要包括高温扩散法和离子注入法两种。

但目前，在离子注入机，主要依靠的是美国的应用材料，中国在这方面并没有什么竞争力。

将硅片注入离子后，最终我们迎来了成膜工艺。

成膜工艺，是运动CVD技术，把含有构成薄膜元素的反应剂蒸气引入反应室，在衬底表面发生化学反应生成薄膜的过程。

在CVD设备领域，中国与世界先进水平差距较大。美国在CVD及PVD设备领域位居全球市占率第一。但目前，中国企业也实现了一些技术突破，其中北方华创的CVD设备已经进入中芯国际28nm生产线，14nm设备正处于验证阶段。

经过重重复杂的五个环节，一颗芯片就算是制造出来了，但它还需要进行测试和封装。

3、IC测封

封装是芯片过程中的最后一个环节，主要包含减薄/切割、贴装/互联、封装、测试等过程。它的主要功效，是将半导体材料模块集中于一个保护壳内，防止物理损坏或化学腐蚀，最后通过测试的产品将作为最终成品投入到下游的应用中去。

据媒体报道，IC测封的龙头企业主要集中在日本，如大福株式会社、村田机械等，中国的IC测封企业主要是国外企业的代工厂。

如此看来，在芯片的制造和测封，中国都没有很大的优势，无论是设计材料还是制造机械，大部分都需要国外设备进行提供。而如今，若是美国对中兴的“禁芯”扩大到其他手机企业，那无疑对中国的手机行业将会是灭顶之灾。

来源：整理自 黑白先生（ID:heibaixiansheng333）、易简财经(ID：ejfinance）、及网络，转自岭南会

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