关于芯片大大的坏消息？原作者正本清源 | 袁岚峰

导言：

最近，很多自媒体在转一个视频，标题叫《关于芯片大大的坏消息！》。这些人未经允许私自搬运我的演讲《中国芯片的正道何在？》，而且乱改标题，实在很不像话。我需要正本清源，提醒大家，我讲的是关于芯片的一些基础知识、一些基础的理解框架。

最近，很多自媒体在转一个视频，标题叫《关于芯片大大的坏消息！》。几天之内，我已经看到至少三个了，而且传播量都不低。然而实际上，这是我2020年11月29日在观视频年终秀上的演讲，标题是《中国芯片的正道何在？》。这些人未经允许私自搬运我的视频，故意不显示背景和我的名字，而且乱改标题，实在很不像话。

 中国芯片的正道何在？

所以首先，我需要正本清源告诉大家这个演讲的出处见上，同时告诉大家这个视频的正规链接是https://www.ixigua.com/6917167952609575431，有700多万的播放。

视频链接：

西瓜视频：

https://www.ixigua.com/6917167952609575431

本视频发布于2021年1月13日，播放量已达735.1万

然后，我需要提醒大家，我这个演讲并不是专门讲坏消息，实际上我是讲关于芯片的一些基础知识、一些基础的理解框架。如果你连这些都不知道，你对芯片的理解就连门都没入。

下面，我再来简单地介绍一下这个演讲的主要内容。人人都知道，我国被卡脖子最严重的领域是芯片。然而，非常多的人低估了这个挑战的难度，经常可以见到许多错误理解。

近年来，经常有人放“沸腾”的消息，引得外行一阵欢呼，甚至还有假借专家名义放沸腾消息的。然而每一次都遭到了辟谣，专家会告诉大家是媒体歪曲了他们的话。还经常有人给我转类似这样的消息“中国突破芯片技术，不再需要光刻机”，我每次都告诉他们，一看标题就是胡扯。就用常识想一下，华为的芯片问题解决了没有？有没有人能突破美国的封锁，正大光明地为华为生产芯片？目前显然都没有。这个明明白白摆在那儿，胡说八道骗流量有意思吗？

如果真的想了解芯片，就应该从基础知识开始学起。芯片的力量来自哪里？来自半导体。因为半导体可以在导电和不导电之间转换，用导电和不导电表示0和1，就可以计算，可以存储，产生无穷的变化。

半导体是怎样在导电与不导电之间转换的？基本元件是三极管，更专业的名称是场效应管。对此最形象的描述来自一本书《图解芯片技术》，作者是清华大学材料学院田民波教授。三极管好比一个带水闸的水路。左边有个水源，右边有个水泵在抽水。但中间有个水闸，在水闸关闭时，是没有水流的。然后我们逐渐把水闸升起。一开始，水闸的底部仍然在水槽里，所以还是没有水流。当水闸底部升到水槽之上，就开始有水流了。水闸升得越高，水流就变得越大。把水流换成电流，就是对三极管的描述。左边的水源、右边的水泵和中间的水闸，就对应三极管的三个极，源极、漏极和栅极。水闸的高度，就对应栅极上的电压。

芯片的28纳米、14纳米、7纳米等等是什么意思？其实就是栅极的厚度，专业的名称叫“栅长”。如果你能记住这些多少纳米是栅长，你的知识水平就超过了99.9%的人。

纳米成为常用单位，这是非常神奇的一件事。一纳米是10的-9次方米，大约只有10个原子的长度。现在一粒芝麻的面积上能排列上亿个三极管，这是多么惊人的奇迹！

由此就引出了芯片的一个特征：它是目前人类精密制造的最高水平。这就是为什么我们不能制定一个太乐观的时间表，因为精密制造正是中国跟世界先进水平相差最远的方向。

芯片制造难在哪里呢？其实每一步都很难，没有容易的。芯片制造分为五个步骤。

第一，把沙子，也就是二氧化硅，转化成多晶硅。

第二，把多晶硅提炼成单晶硅，再把单晶硅切成一个个圆盘，也就是晶圆。

第三，在晶圆上制造各种器件。

第四，把芯片封装起来。

第五，做最后的测试。

前两步都很难，第三步又是难中之难。光刻就是其中的核心技术。光刻其实就好比传统的胶片照相技术，包括曝光、显影、定影等等。具体的操作是这样的。

首先，在晶圆表面涂一层光刻胶。

然后，在晶圆上面放一层掩膜，要刻的图案就画在掩膜上。

然后，用光通过掩膜去照射下面的晶圆。这里的关键在于，光刻胶遇到光会发生化学反应。这样，图案就转移到了光刻胶上。

然后，把光刻胶去掉。但发生过化学反应的地方，就留下了。

最后，对没有光刻胶的地方进行刻蚀。这样，图案终于转移到了晶圆上。

近年来，每当报道一个中国在芯片方面的技术进展，立刻就有很多人欢呼可以取代光刻了，可以摆脱卡脖子了。其实这完全是误解。光刻真正的厉害之处，在于它保持这么高精度的同时，还能有很高的生产效率。

现在制造一个芯片，需要经过300至500道工序，涉及精密机床、精密化工、精密光学等几乎所有领域的尖端技术。如果说芯片是现代工业技术的皇冠，那么它就是在其他好几顶皇冠的基础上累加起来的，是皇冠上的皇冠。

中国芯片业的落后，看似是一个点，其实反映的是一大片。所以唯一的正道，就是把所有这些门类的基础都补上，都达到世界顶端。

如果不走正道，只知道自吹自擂、自欺欺人，那么永远都不会成功。只有付出艰苦的努力，做出巨大的改革，才能成功，才能奔向星辰大海。结合最近关于大基金腐败案和美国芯片法案的新闻（《内忧外患紧逼，中国芯片的前途何在？| 袁岚峰》），这些道理更应该传播给大家。

■ 扩展阅读：

■ 作者简介：本文作者袁岚峰，中国科学技术大学化学博士，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心副研究员，中国科学技术大学科技传播系副主任，中国科学院科学传播研究中心副主任，科技与战略风云学会会长，“科技袁人”节目主讲人，安徽省科学技术协会常务委员，中国青少年新媒体协会常务理事，中国科普作家协会理事，入选“典赞·2018科普中国”十大科学传播人物，微博@中科大胡不归，知乎@袁岚峰（https://www.zhihu.com/people/yuan-lan-feng-8）。

■ 责任编辑：陈昕悦

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