国产芯片的难点在哪里？

张树民众信心，普及科技知识，哺育更多基础研究的科学家，尤其是芯片底层在研的工程技术人员，基础打牢了，才会有芯片质的提升。光刻机去美国化，充分利用现有国际国内资源，做光刻机全方位在研，争取多点开花，期待更趋精密的新的光刻机早日出现。

国产芯片的难点在哪里？

我回答的题目是：

芯片实现真正意义上的国产：

只要抓住发展机会就不难

“国产芯片”，真正意义上的国产，其关键核心技术一定是“百分之百”由国内自主研发出来的，其关键核心部件一定是“百分之百”由国内在国内自主研发出来的关键核心技术支持下生产出来的；如果不是这样的芯片，似应该叫做“国内芯片”。当然了，芯片如果实现了这样的国产，非关键核心的技术和非关键核心的部件实现国产就根本不在话下了，而且，完全有可能主要是由国外给提供的，而不像现在这样是反着来的。

先来捋一捋国产芯片的发展现状。显而易见，国内如今发展国产芯片还艰难着，这是总体现状。具体看，华为的海思半导体本来连5纳米芯片都能设计出来，跟高通、苹果的芯片设计水平等高，但是，华为一被断供芯片代工，海思就连14纳米以下的设计能力也不能实现了，海思难了！这是由于国内外的代工厂都遵守美国禁令，于是，华为没有了自家设计的新的高中低端芯片，只能依靠库存来做高端手机，华为难了！华为又被断供了芯片成品，高中低端的全被断供，华为出售了做中低端手机的荣耀，高端手机还是得依靠库存的芯片成品，华为难上加难了！国内的紫光展锐原本就设计不出高中端的芯片，眼看着华为落难却想帮但帮不上，只能在一个较长时期之后才能帮上，紫光展锐难了！国内的中芯国际由于使用美国技术而失去了华为14纳米大单，10纳米以下先进工艺遭受了重大不利影响，荷兰的ASML至今也没有供给那台7纳米EUV光刻机，其实，即使供应了，梁孟松准备好了的对7、5纳米制程工艺研发也会停顿，遇上了 1 个几乎绕不过去的坎，中芯国际难了！上海微电子看上去似乎不难，其实也难，说不难是因为自家实现了国产、国内配套厂即供应商也实现了国产，何况中芯国际不是难在只差 1 台极紫外光刻机，华为不是仅仅因为国内代工厂只差国产极紫外光刻机，说难是因为创立时间晚、技术积累少，根本上是因为极紫外光刻机这设备太难制造了，必定需要一个较长的过程，自家在发展中间又被国外给断供过，所以90纳米光刻机9年之后才量产，以后还将被长期封锁；长电科技同样似不难但其实难，不难是因为自家封装封测技术为世界先进，难在也没有实现国产化，路还长着；国内芯片材料厂、芯片工艺设备厂，还有芯片架构厂、设计软件厂，等等，也都是似不难其实难，难点不少，排除需要时间。紫光展锐、中芯国际、上海微电子、长电科技等芯片企业各自的难堆在一起，让国内犯难了！包括/远不局限于国内手机企业，加一起，不得不花了世界各国第一多的钱买国外的尤其是美国的高中端及低端芯片，还花了不少国外代工钱特别是购买国外DUV光刻机的钱，明明知道美国及其盟国盟友正在关键核心技术上封锁中国，又正在卡中国芯片企业、与芯片相关企业的脖子。

国产芯片的难点在哪里？仅从上面的列举、举例即可知，多了！难点遍及国内的全产业链、全供应链、全芯片行业，既在于设计，又在于制作工艺，还在于芯片架构、设计软件、设备制造、材料制造，不一而足。过去，除了华为海思所在的芯片设计环节，其它各环节全没有达到高端化，关键是国内芯片产业包括设计环节在内都没有达到真正意义上的国产化，所以，现如今才全都还被封锁着，华为和中芯国际等国内企业才全都被多只手卡着脖子。所谓自主化，就是在国内把内功做足、把本事做强。

现在看“国产化”的历史和过程很短该有多好啊！如果一直都没有过“国产化”这个专用词，只是有自主化，就更好了。所谓国产化，是在“国外化”特别是“美国化”之后才有的，先购买、引进再中国化。回头看，其实，国产化的历史和过程真就可以是很短的，肯定几年的功夫就可以终结了，因为国内在20世纪六七十年代虽然一开始是引进、模仿，但追赶的速度很快，当时跟外国包括最厉害的美国差距不大，几年而已，那时还没有ARM、新思科技、高通、台积电、ASML、日月光，问题的关键是，六七十年代之后，国内半导体行业若是接着主要致力于组织有关企业赶紧专注于实现国产化，就会很快实现中国化了，加上在此基础上的自主研发，特别是基础研究，再加上还能够时不时地引进来外国包括美国的技术，另外加上学习到和掌握了外国包括美国技术的人才归国创业、加盟，至少完全能够跟后来的ARM、新思科技、高通、台积电、ASML、日月光等等国外企业同时达到高端水平了，最关键的问题是不仅达到了高端化，而且还实现了自主化，岂止是达到了国产化，这只因为六七十年代我们国内的芯片企业跟这些个国外企业相比不是后来者，恰恰相反，是先发者，中国人、中国企业连后发先至、后发制胜都能做到，何况先发了！那时的国内芯片企业及其行业，本该是现在全球芯片企业和芯片行业的领先者、引领者。实际上，我们的国内曾经有过很多时间发展自己的高端芯片，而且曾经有过高起的发展基点，更重要的是曾经有过把国内芯片业尽快做得强大这个内在的驱动力量，其实，还有过国外包括美国企业供应高端芯片部件这个重要的外在机缘，加一起是多少个良好的机会了？分外难得！分外珍贵！好在，我们国家如今正在更大力度地砸布局、砸政策、砸金钱、砸人才，国内芯片企业在技术上自立自强之心更为坚定了，加上我们国家为世界最大芯片市场这个机缘还在，总而言之是发展机会仍然不少，剩下的问题就是砸时间了，相信主要依靠我们国内研发出来的技术，必定会把国产芯片的难点一一排除掉！

国产芯片的难点在哪里？

文/小伊评科技

对于芯片问题的研究越深刻，你就会发现中国国产芯片的核心问题绝对不是技术那么简单，中国的缺芯问题牵扯面是非常广且深——人才储备，经营环境，技术积淀，商用落地机会，标准的垄断等等都是横在国产芯片技术面前一座座需要去翻越的大山，想要短时间内解决这些问题显然是不现实的。

横在国产芯片头上最严重的问题——产业融合做的太差，以至于在一些关键标准的制定方面始终慢半拍，最终影响了芯片行业的发展。

有些人认为我们国家在芯片行业最难逾越的大山是光刻机等芯片生产设备，这样的言论并没有错，但是大家也要知道，芯片生产确实是我们芯片产业的一大痛点，但是也并非是不可解决的，只要肯砸钱能吃苦，硬件设备这种东西别人能造得出来我们也能造的出来，当年先辈们用算盘，手画的图纸不也一样搞出来两弹一星了么？

所以，硬件只是一个表面的东西，隐藏在深处的实际上是我们国家在产业融合方面做的太差，在某些关键的标准制定方面始终落后半拍，导致我们国家的芯片战略从根上就是先天不足的，人家都已经设定好通用的标准之后，再想翻盘就真的太难了，这样的例子不胜枚举。

举一个最直观的例子，Wintel联盟大家应该都有所耳闻，所谓Wintel联盟就是特指微软和英特尔之间的合作关系，微软所研发的Windows系统和英特尔所主导的基于X86指令集打造的芯片进行了深度的绑定，简单来说就是Windows操作系统只能被运行在采用X86指令集生产的芯片上。这样一种合作模式，奠定了英特尔以及微软在个人电脑领域长达30年的垄断地位，同时也让这两个公司成为了行业的巨无霸。

因为英特尔的X86指令集是不对外授权的（AMD被授权是因为当时英特尔受制于IBM的压力被迫把X86指令集授权给了AMD，因为IBM不想让英特尔一家独大），其他芯片的研发生产公司就算是生产出一枚性能特别优异的芯片，也一样无法被用在Windows平台的。

在这种大环境下，一个芯片设计公司所设计生产的芯片想要获得商用落地的机会是难上加难的。没有落地商用的机会，那么就不可能有盈利，没有盈利又怎么支撑得起芯片研发所需要的费用呢？光靠国家的补贴可能么？

援引龙芯总裁胡伟武在计算机体系结构一书中的一段话——“根据过去的经验，在计算机产业中研发投入比例过高的企业都倒闭了，一些技术非常优秀的公司，如DEC，他们的研发投入占比为15%-20%之间，但是最终还是倒闭了，能够活下来的公司的研发投入一般在4%-12%左右“

再譬如ARM指令集架构现在也已经和安卓系统，IOS系统做了深度的融合绑定，国内想要跳过ARM指令集打造移动操作芯片现实么？根本不现实，只能老老实实地买ARM的指令集架构，ARM一停供立马就歇菜。而且这样的"卡脖子"问题还不光出现在这些方面，在芯片的生产设计环节同样如此。

大家应该都有所耳闻，全球芯片设计领域常见的芯片设计EDA工具全部都来自于美国公司，别看这只是一个设计工具，实际上他们也已经形成了一种标准垄断，因为芯片设计公司和芯片代工公司所使用的EDA工具必须一致才能够进行芯片的流片测试等操作，如果芯片设计公司换了EDA设计软件，而芯片代工公司没有换，那么根本就无法进行对接，这实际上也是一种标准的垄断。

所以，中国芯片产业想要发展，绝对不只是造出光刻机就行了，而且整个产业要齐头并进的发展，芯片发展的同时，配套的工具，顶层应用的研发也同样非常重要，只有达到了一种良好的动态平衡才能够真正的实现全产业链的升级，单打独斗是不行的。

另外，国内的企业还有一个最大的问题就是总想吃现成饭，拿来主义盛行。

任何一个标准的制定都不是一蹴而就的，他需要一个公司长时间的积累和优化，而任何一个标准的成功其实都伴随着激烈的搏杀，并且充满了不确定性。

譬如咱们大家都熟知的5G标准的争夺上，华为的Polar Code（极化码）方案，成功战胜高通主导的LDPC成为5G控制信道eMBB场景编码方案，在这背后是华为数十年的研发投入，如下图所示，这是Polar Code短码方案的专利占比情况，华为是毫无疑问的No1，在这么多核心专利的背后，华为所要付出的研发成本可想而知。

但是，标准的争夺往往都遵循赢者通吃的游戏规则，一旦一个公司所主导的标准成为世界都认同的标准，那么他就可以躺着挣钱，譬如高通，2G的CDMA标准的红利一直吃到现在都吃不完。而反过来来说，一个公司所主导的标准一旦落选，那么也就意味着它辛辛苦苦为之付出的努力和投入全部白费，损失巨大。

但是，大家回过头来想一想，如果一个国家所有的企业都因为害怕遭受损失而不选择做标准的争夺，结果是什么样？结果就是处处受制于人。

就这一点上来说，不得不佩服华为的坚持。华为在十年前开始研发自己的芯片，当时圈内人大多都不看好，各种嘲讽，谩骂满天乱飞，如下图所示这是小米前创始人之一黎万强在五年前发表的对麒麟芯片的评价——“就那个麒麟芯片你就别期望太多了”

而且当时的麒麟芯片的表现也确实一言难尽，甚至都成华为手机的短板了，但是，就是在这种极端不利的情况下华为坚持下来了，这样才有了之后麒麟980，麒麟990，麒麟9000时代的辉煌。

而反观国内的一些手机企业，哪怕他很有钱，但是他宁愿去拿着钱赶风口去造车，去挣更多的钱，也不愿意增加对于技术研究的投入，在这种情况下你能指望他打破技术垄断么？别扯了，但是这就是现状。

所以总之啊，国产芯片的发展是一个设计多个方面的庞大话题，一两句话根本就说不清楚，不过好在我们国家从上到下都已经注意到了芯片的重要性，所以未来能不能迎头赶上也尤未可知，总之加油吧。

End 希望可以帮到你

国产芯片的难点在哪里？

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我认为国产芯片目前的难点在于制作工艺上。为什么这么说呢？我们从华为事件中来分析一下。

2020年5月15日，美国商务部制定了新的规定，凡是使用美国技术的半导体公司，向华为提供芯片供应，都必须拿到美国商务部的许可。

美国特朗普政府开始全面封锁华为芯片。

众所周知，华为海思早在十几年前就开始自研芯片，但是华为海思只是设计芯片，并没有制作芯片的能力，芯片代工都交由台积电、中芯国际等半导体代工厂生产。

从这一点，我们就可以看出芯片设计我们可以做到国产化，而高端芯片的生产，比如7nm一下，目前国产芯片还做不到。

中芯国际此前推进了N+1工艺制程，预计在今年第三季度量产，但是这个N+1制程也只能与台积电的第一代7nm工艺制程相提并论。要知道现在台积电已经可以量产5nm芯片了，3nm工艺预计明年将会试产。

纯国产芯，未来一定是靠中芯国际，但现在中芯国际由于买不到荷兰AMSL的EUV光刻机，所以也能到7nm就是极限了。

综上所述，国产芯片的难点在于制作工艺和高端设备上。我们只有先在光刻机上“破冰”，才能推动芯片的发展。

而国产光刻机目前只能用于90nm的芯片量产，与荷兰AMSL公司的EUV光刻机至少差距20年。

这才是国产芯片真正的难点。

国产芯片的难点在哪里？

最难的还是制造工艺。芯片的设计不难，华为的麒麟芯片就是买了arm的架构自己设计的。设计的时候5nm，7nm制程的都可以设计，但是实际量产的时候要生产出5nm和7nm制程的芯片就很难了。芯片的基底叫圆晶，在圆晶上才能加工制造各种电路元件，做成芯片。但是这个圆晶的生产要做到5nm和7nm的精度目前就只有荷兰的ASML公司生产的极紫外光光刻机可以实现。而目前ASML的光刻机国内一台都没有。国内最先进的圆晶代工厂中芯国际只能生产14nm的。没有最基础的芯片原材料圆晶，任何设计都是空谈。

国产芯片的难点在哪里？

对于国产芯片的生产来说，并没有太大的难度，重点在光刻机的制造方面，如果没有光刻机的辅助，最好的芯片设计灵感与图纸，都是白搭。

我国电子工业起步并不算太晚。早在1956年，我国便提出了“向科学进军”的口号，并把电子工业的发展列为重点目标。

到了1958年北京和上海先后开始发展电子工业，并在全国部分地区成立了半导体研究所。到了1968年开始组建国营电子厂，主要生产集成电路。

最初我国电子产业的确发展的不错，当然这有一部分得益于归国华侨的功劳。而后来发生了一些事，电子产业的发展也就陷入了僵持状态，到了1977年，几乎全面落后于日本。

而在这期间，世界半导体正突飞猛进的发展着，电子科技巨头英特尔、高通等企业开始迅速崛起。

说了这么多，还没进入今天的主题。

我们所知的芯片最关键的一环，当属光刻机。其次才是设计软件与灵感。三者互为一体，缺一不可。

而目前世界上最先进的光刻机，当属荷兰的阿斯麦尔。它是由美国、德国、荷兰、日本、瑞典等国家共同研发，其一台售价超过1亿美元。尽管如此，在市面上依然供不应求。目前占了全世界光刻机份额的80%左右，还几乎囊括了整个高端芯片领域。

从这几个国家共同研发光刻机这点来我们可以发现一个问题，那便是交朋友的重要性。交对了朋友才能实现合作共赢。如果悄悄撤掉其中任何一环，阿斯麦尔都很难有今天的成就。

当然光刻机的制造还有一个难点，那便是对仪器的精密度要求度非常高，如果缺乏这些，就算把整个设计图纸都提供给你，你也未必能够制造出来。

接下来再来谈谈芯片的设计软件。

我们通常所使用的芯片设计软件为EDA，我们所熟知的华为麒麟芯片、中芯国际所设计的芯片，都是用的它。很多人甚至将EDA称之为芯片之母。如果没有他，所有的设计图纸全部通过手来画，而且极易出现误差。

这时候就有人表示不服了，不就是一个设计软件，至于吗？随便写几行代码不就得了，非得依赖于他？那真不好意思，目前市面上的确没有一款可以替代它的设计软件，就像我们搞工程必须依赖CAD一样。这也是为何中芯国际要受制于人的一个重要原因。

第三，也是来自于技术，或者称之为设计灵感，这一点我们倒不缺。芯片犹如一件艺术品，需要细细打磨、雕刻，而这一切的源头则是源自于设计灵感。就如同我们的创作一样。

看完这些，我想大家应该能够明白国产芯片最大的难点在哪里了吧！