設(shè)計(jì)和工藝都是芯片制造的兩大難點(diǎn)，兩者一定程度上相輔相成，在我看來還是工藝相對更難一些。 美國有大量的芯片設(shè)計(jì)公司，高通，AMD，NVIDIA等等，這些公司都擁有世界一流的芯片設(shè)計(jì)師，AMD曾經(jīng)還有自己的芯片制造工廠，但是迫于巨大的財(cái)務(wù)壓力，把廠子給賣了，就是如今的GF。現(xiàn)在有能力同時(shí)設(shè)計(jì)和制造處理器芯片的大廠也就剩下英特爾和三星了，可見建設(shè)和維持芯片制造廠的難度之大。除去CPU、GPU等復(fù)雜的高端芯片，還有許許多多的各類小芯片在我們周圍的各種電子設(shè)備中，即使是在國內(nèi)，能夠設(shè)計(jì)這類芯片的公司也有很多很多， 但是他們的共同特點(diǎn)就是在芯片設(shè)計(jì)好之后需要交給芯片代工廠制造，然后才能生產(chǎn)出成品芯片投入市場。 全球的芯片代工制造廠就只有臺積電、三星、GF這樣的了了幾家， 因?yàn)榘雽?dǎo)體芯片的生產(chǎn)制造過程極其復(fù)雜，不僅要購買天價(jià)設(shè)備，投入巨大研發(fā)人員，還要未雨綢繆，工藝隨時(shí)更新?lián)Q代（28nm—16nm—10nm—7nm），同時(shí)還少不了豐富的芯片制造經(jīng)驗(yàn)。 臺積電一年為研發(fā)和新建晶圓廠投資就達(dá)數(shù)百億元，還得持續(xù)不斷的投入，真不是一般公司能玩得起的。優(yōu)秀的芯片設(shè)計(jì)可以保證在現(xiàn)有工藝下更好的產(chǎn)品質(zhì)量和良率，但是如果代工廠的工藝本身不過關(guān)，就無法做好這個芯片，投入市場更是無從談起。 臺灣的聯(lián)發(fā)科和眾多 科技 企業(yè)一定程度上也是借助臺積電強(qiáng)大的芯片生產(chǎn)能力崛起的，蘋果IPhone一款手機(jī)同時(shí)使用兩家不同的代工芯片都會引起能耗差距和全球用戶的關(guān)注，可想而知，芯片工藝水平是多么重要。國內(nèi)大陸現(xiàn)在有麒麟、有龍芯，但是至今還沒有芯片制造商，大都是拿到別人那里代工，這里面國內(nèi)有人才和資金的困難，也有歐美國家限制出口高端設(shè)備的因素， 試想你自主研發(fā)的芯片如果找不到代工就只是一張圖紙而已，所以說即使芯片設(shè)計(jì)能力不夠強(qiáng)，保證能用還是沒問題的，但是如果沒有先進(jìn)成熟的制造工藝和工廠，這個芯片就無從談起。 我們往往會有一種錯覺，認(rèn)為芯片制造工藝要比芯片設(shè)計(jì)要難，其實(shí)這是一個常見的誤區(qū)。持有這種觀點(diǎn)的人往往會舉這樣的例子：在芯片設(shè)計(jì)上，華為海思已經(jīng)是世界一流水平，完全不輸給美國、韓國等國家；而在芯片制造上我們還要依賴臺積電代工，中芯國際作為中國大陸最強(qiáng)的芯片制造廠商，目前也才剛剛攻克14nm工藝，離最先進(jìn)的7nm還有不小的差距。這樣的證明有一個邏輯問題：我們在芯片行業(yè)某個領(lǐng)域有優(yōu)勢并不代表就容易，在另一個領(lǐng)域處于劣勢也不代表這件事情本身就更難。同樣用華為海思的例子，麒麟芯片雖然是華為自己研發(fā)的，但是到目前為止它用的還是ARM的公版架構(gòu)，麒麟的GPU也不是自研的，所以不能簡單地下結(jié)論說芯片制造要比芯片設(shè)計(jì)要難。芯片制造確切地說是一個燒錢的生意，像臺積電這樣的大廠每年的投資就要達(dá)到好幾百億。芯片制造很多時(shí)候是一個贏家通吃的市場，它不僅難在技術(shù)，更多的時(shí)候是對資本的要求。幾個小時(shí)前的消息，芯片制造業(yè)的巨頭格羅方德宣布暫停所有7nm FinFET 技術(shù)的研發(fā)，這意味著未來參與7nm競爭的芯片大廠僅剩英特爾、臺積電和三星三家，中芯國際還處于第二梯隊(duì)。像格羅方德這樣的巨頭并不是技術(shù)實(shí)力不濟(jì)而退出，更多的原因是因?yàn)樵谫Y本上耗不起了。華為當(dāng)初選擇切入芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域是非常明智的選擇，芯片設(shè)計(jì)不僅處于產(chǎn)業(yè)鏈的上游利潤相對較高，并且也不像芯片制造那樣對資本、設(shè)備有特別高的依賴。但這并不代表說芯片設(shè)計(jì)就要比芯片制造（工藝）容易，要知道華為海思能有今天的地位也是奮斗了整整14年的結(jié)果。所以單純地去討論芯片制造工藝和芯片設(shè)計(jì)哪個更難并沒有太大的意義，更重要的是從全局的角度去看行業(yè)中的那些領(lǐng)域可以和別人合作，那些領(lǐng)域必須自己干，避免卡脖子的情況出現(xiàn)。設(shè)計(jì)、工藝都難，而制造芯片的那個設(shè)備制造更難?？傊痪湓挘盒酒a(chǎn)業(yè)代表了當(dāng)今制造業(yè)最高水平，擁有全產(chǎn)業(yè)鏈則傲視群雄獨(dú)霸天下。 真懂行業(yè)術(shù)語的人不多，反正了解制造業(yè)的人都知道，裝備才是代表制造業(yè)水平的標(biāo)志，也就是到一個工廠，看他用的什么設(shè)備，設(shè)備越先進(jìn)，制造水平也就越高。 現(xiàn)在，絕大多數(shù)國家都是卡在制造芯片的設(shè)備上，這設(shè)備制造水平最高就荷蘭。美國為了壟斷，禁止這套設(shè)備隨便賣。全球最大芯片光刻設(shè)備市場供貨商阿斯麥2018年年產(chǎn)24臺，2019年能達(dá)到年產(chǎn)40臺的產(chǎn)能。 但就是這樣單價(jià)超億美元的昂貴設(shè)備，他們卻不賣給全球電子產(chǎn)品市場增長最快的第二大經(jīng)濟(jì)體。 對于普通人來說，光刻機(jī)或許是一個陌生的名詞，但它卻是制造大規(guī)模集成電路的核心裝備，每顆芯片誕生之初，都要經(jīng)過光刻技術(shù)的鍛造。 有個故事，日本一個工程師當(dāng)年為了偷學(xué)德國先進(jìn)的紡織機(jī)械制造技術(shù)，自斷一條腿，在德國廠家旁邊開飯店，通過接觸德國工程師，偷學(xué)了技術(shù)，并加以改進(jìn)，而這個光刻機(jī)可不是一己之力就能偷學(xué)到，光刻機(jī)被業(yè)界譽(yù)為集成電路產(chǎn)業(yè)皇冠上的明珠，研發(fā)的技術(shù)門檻和資金門檻非常高。也正是因此，能生產(chǎn)高端光刻機(jī)的廠商非常少，最先進(jìn)的14nm光刻機(jī)就只剩下ASML，日本佳能和尼康已經(jīng)基本放棄第六代EUV光刻機(jī)的研發(fā)。 那為何禁止隨便賣呢？ 這就不得不說《瓦森納協(xié)定》，又稱瓦森納安排機(jī)制，全稱為《關(guān)于常規(guī)武器和兩用物品及技術(shù)出口控制的瓦森納安排》，目前共有包括美國、日本、英國、俄羅斯等40個成員國。盡管“瓦森納安排”規(guī)定成員國自行決定是否發(fā)放敏感產(chǎn)品和技術(shù)的出口許可證，并在自愿基礎(chǔ)上向“安排”其他成員國通報(bào)有關(guān)信息。但“安排”實(shí)際上完全受美國控制。當(dāng)“瓦森納安排” 某一國家擬向非成員國出口某項(xiàng)高技術(shù)時(shí)，美國甚至直接出面干涉。機(jī)器總是人造的，想造出最好的機(jī)器，僅靠模仿肯定不行。創(chuàng)新的基礎(chǔ)是學(xué)習(xí)，同時(shí)還要有不服輸?shù)膭蓬^，現(xiàn)在是人家不給你學(xué)習(xí)機(jī)會，自己琢磨還得有一個相當(dāng)長的過程，最快也要十年八年。 加油！ 芯片雖小卻有大學(xué)問，我國要是具備自主設(shè)計(jì)和生產(chǎn)高端芯片的能力，就是真正被世界公認(rèn)的制造業(yè)強(qiáng)國了。顯然，我國還有很長的路要走，不可能一蹴而就。這些年來，國內(nèi)很多企業(yè)學(xué)會了投機(jī)取巧，包括中興也一樣，否則不會被人輕易抓住把柄。創(chuàng)新口號喊得響，卻沒有實(shí)質(zhì)的自主創(chuàng)新，企業(yè)發(fā)展是虛胖，追逐利益但武功全廢，沒有真本事。我國一直提倡工匠精神，但沒有營造培養(yǎng)工匠的環(huán)境，整個 社會 浮躁，缺乏專注干成事的氛圍。 工藝更難。對于大陸來說，在芯片工藝上的落后，永遠(yuǎn)是一種刺痛。以手機(jī)處理器為例，華為的麒麟處理器，尤其是到了麒麟 970 這一代，設(shè)計(jì)上，已經(jīng)完全不輸美國高通和韓國三星了。但是麒麟 970 的生產(chǎn)，沒有任何一家大陸廠商能做。華為雖然能設(shè)計(jì)，但也生產(chǎn)不了，只能交給臺積電。為什么？現(xiàn)在手機(jī)處理器上最先進(jìn)的工藝，是 10 nm 工藝，壟斷在臺積電和三星手上。而大陸最一的中芯國際，才能做 28nm 的工藝，這是三星五年前淘汰的工藝。還有電腦處理器，英特爾為什么排第一？因?yàn)樗玫氖?14nm 工藝，馬上 10nm 工藝也量產(chǎn)了。而中國電腦處理器，最強(qiáng)的是龍芯處理器，性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于英特爾。為什么？因?yàn)辇埿居玫氖锹浜蟮?28nm 工藝，耗電量高，在同樣的功率下，必然性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后。為什么大陸還在用落后的 28nm、45nm 工藝呢？因?yàn)榧庸ぬ幚砥?，需要光刻機(jī)，而最先進(jìn)的光刻機(jī)，壟斷在荷蘭 AMSL 公司手上。美國不允許 AMSL 把最先進(jìn)的光刻機(jī)賣給大陸，大陸只能引進(jìn)中低端的光刻機(jī)，最高只能做到 28nm 工藝。好在大陸現(xiàn)在也認(rèn)識到問題嚴(yán)重，中芯國際加大研發(fā)，預(yù)計(jì)幾年內(nèi)就能上馬最先進(jìn)的 7nm 工藝，到時(shí)候，就能大大縮短中外的工藝差距。芯片是一個體系化的，只有全部的產(chǎn)業(yè)鏈都配合好了才能進(jìn)行生產(chǎn)，無論是設(shè)計(jì)、工藝、制造都一樣，但是整體看起來還是工藝更難。特別是從華為的海思芯片的成功來看，工藝太難了。 一、設(shè)計(jì)難，但是也有基礎(chǔ) 芯片設(shè)計(jì)上就是一套解決方案，而美國有大量的芯片設(shè)計(jì)公司，比如高通，AMD，NVIDIA，三星，蘋果等等，這些設(shè)計(jì)公司就具有非常強(qiáng)大的設(shè)計(jì)能力。 我國的華為海思麒麟芯片也一樣，依靠強(qiáng)大的設(shè)計(jì)能力，麒麟芯片自己成為了國產(chǎn)芯片的重要的標(biāo)桿企業(yè)，也是少數(shù)具備自主研發(fā)設(shè)計(jì)能力的企業(yè)。 現(xiàn)在海思麒麟芯片已經(jīng)和高通芯片在爭奪全球芯片第二的席位，僅次于蘋果的A系列芯片，這不得不說是巨大的成功。 二、工藝難，所以我國芯片遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后 在芯片的工藝上，我國是遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后的，比如我國現(xiàn)在還在做28nm的芯片，但是現(xiàn)在高通已經(jīng)做了7nm芯片，中間至少差了3代，現(xiàn)在我國28nm的中芯國際的工藝是三星五年前的工藝，由此可見差距有多大。在電腦芯片也是一樣，Intel馬上就要做10nm級別的芯片了，我們還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后。 而且芯片是沒辦法跨代發(fā)展的，你只有現(xiàn)生產(chǎn)了45nm的芯片才能生產(chǎn)28nm的芯片，而不是直接生產(chǎn)14nm的芯片，因?yàn)榧夹g(shù)難題根本沒辦法跨代解決，只能一個個攻克。 現(xiàn)在有華為的海思麒麟芯片，還有寒武紀(jì)的AI芯片，我國芯片發(fā)展在加速了。而小米的芯片還是相當(dāng)?shù)投撕吐浜蟮摹? 你認(rèn)為華為芯片能超過蘋果A系列芯片嗎? 當(dāng)?shù)貢r(shí)間4月16日，美國商務(wù)部發(fā)布出口權(quán)拒絕令，禁止美國企業(yè)向中興通訊銷售元器件，時(shí)間長達(dá)七年。在此之前，中國雖然擁有全世界最大的半導(dǎo)體市場，但每年需要進(jìn)口的芯片價(jià)值高達(dá)2000億美元，2017年更是達(dá)到了2600億美元。 在這樣的情況下的禁令雖然給一些企業(yè)帶來了不小的沖擊，但從某種意義上也促使了我國盡快進(jìn)入“芯片自強(qiáng)”的時(shí)代。 芯片設(shè)計(jì)與工藝哪個更難，不如問，芯片設(shè)計(jì)和芯片工藝哪個更是阻止我們“芯片自強(qiáng)”的攔路虎？ 盡管我國之前每年都要進(jìn)口大量的進(jìn)口芯片，但這并不代表我國沒有芯片設(shè)計(jì)的人才。在以前，由于市場上已經(jīng)有了性能優(yōu)良的芯片，購買比投入設(shè)計(jì)更加劃算，沒有很多機(jī)會給科研工作者去設(shè)計(jì)芯片再更新迭代，因此我國芯片設(shè)計(jì)行業(yè)不夠活躍，而現(xiàn)在，國家越來越重視“芯片自強(qiáng)”，設(shè)計(jì)工作者們也有了機(jī)會開始大顯身手。事實(shí)上， 2015年，我國發(fā)射的兩顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星使用的就是我國自主研發(fā)設(shè)計(jì)的“龍芯”特制芯片。 由此可見，芯片設(shè)計(jì)雖然困難，但我國絕不是沒有相關(guān)人才。 但是對于芯片制造所需要的設(shè)備，我國卻始終不能從官方途徑大規(guī)模引進(jìn)，只能通過特殊途徑少量購買，即使掌握了核心的技術(shù)，沒有硬件設(shè)施的支持，也很難成功制造出。 因此， 雖然芯片工藝和芯片設(shè)計(jì)各有各的困難之處，對我國現(xiàn)狀來說，還是芯片工藝更加的困難。 芯片制作完整過程包括：芯片設(shè)計(jì)、晶片制作、封裝制作、測試等幾個主要環(huán)節(jié)，其中每個環(huán)節(jié)都是技術(shù)和 科技 的體現(xiàn)。對于芯片來說設(shè)計(jì)和工藝都很復(fù)雜，但是相比較而言，制造工藝更難?。∥矣行以谝患覙I(yè)界較大的封裝測試代工企業(yè)從事過設(shè)備工程師2年，大概說一下其中的體會。 (封裝只是整個芯片制作過程中的一小部分) 1，流程較多 整個工廠主要分為切片、焊線、模壓、印字、電鍍/植球、測試等，每一次工藝或者制程更新和改進(jìn)，對于每個車間來說都要做可行性認(rèn)證、改換模，上下流程車間的對接。 2，技術(shù)要求高 我們當(dāng)時(shí)給華為海思和展訊代工過，技術(shù)要求非常高，有時(shí)候整個車間試做一個月，有時(shí)候僅僅其中設(shè)備的ESD不過關(guān)，就要重新改進(jìn)工藝。 3，產(chǎn)品良率要求高 芯片價(jià)格不便宜，我們模壓車間每天要過量上百萬顆芯片，良率低于％，就要停機(jī)溯源。重大不良率，主管領(lǐng)導(dǎo)要降級。 4，設(shè)備價(jià)格高 工廠所有的設(shè)備都是日本品牌，我們車間的設(shè)備總價(jià)值過5億人民幣。 5，工程師培訓(xùn)周期長 工藝工程師平均培訓(xùn)周期要3年以上。 國產(chǎn)芯片真正想在設(shè)計(jì)和制作工藝上趕超日美，還需更大的努力，政策的扶持，資本的推崇！！ 工藝更難。芯片產(chǎn)業(yè)共有六個環(huán)節(jié):軟件(EDA)工具.芯片設(shè)計(jì).芯片制造.封裝測試.材料供應(yīng).制芯設(shè)備。我們目前最大難點(diǎn)就是光刻機(jī)技術(shù)，據(jù)我所知現(xiàn)在只有荷蘭這個國家可生產(chǎn)光刻機(jī)，光刻機(jī)是制造芯片最核心設(shè)備，制造芯片如沒有它那就是"癡人說夢"，聯(lián)想近段時(shí)間很多人都揮手要做芯片，特別還有一些知名企業(yè)家準(zhǔn)備斥巨資投入"芯片運(yùn)動"，這不是貽笑大方嗎？連美國 科技 這么強(qiáng)大的國家也要荷蘭提供幫助，美國英特爾.MAD.英偉達(dá)等公司都是荷蘭(ASML)最大的客戶，并且ASML光刻機(jī)是荷蘭獨(dú)有并壟斷的，全世界都要向它納米進(jìn)貢。我國有些企業(yè)曾經(jīng)多次想購買ASML光刻機(jī)，最后都以失敗告終。究其原因兩個:一.不敢得罪最大的客戶美國公司，二.不想失去這么好賺錢的買賣。所以我們現(xiàn)在需要靜下心來，認(rèn)識目標(biāo)，找出短板的原因，而不能一味躁動，心血來潮。只有認(rèn)清形勢，找對目標(biāo)，那總有一天憑著中華兒女的智慧可以解決"芯片"問題?？磳肀厥侵袊说氖澜?！ 只能說都不容易，不管是設(shè)計(jì)還是工藝，對于半導(dǎo)體行業(yè)而言都是壁壘所在。 這也是中國芯片一直攻克不了的問題，這需要整個產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同，包括人才、產(chǎn)業(yè)等，這點(diǎn)需要一個長期的過程才能形成，這也是硅谷不可替代的所在。 回答來自 科技 行者團(tuán)隊(duì)成員——李祥敬