設(shè)計和工藝都是芯片制造的兩大難點，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)計師，AMD曾經(jīng)還有自己的芯片制造工廠，但是迫于巨大的財務(wù)壓力，把廠子給賣了，就是如今的GF?，F(xiàn)在有能力同時設(shè)計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)計這類芯片的公司也有很多很多， 但是他們的共同特點就是在芯片設(shè)計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， 因為半導(dǎo)體芯片的生產(chǎn)制造過程極其復(fù)雜，不僅要購買天價設(shè)備，投入巨大研發(fā)人員，還要未雨綢繆，工藝隨時更新?lián)Q代（28nm—16nm—10nm—7nm），同時還少不了豐富的芯片制造經(jīng)驗。 臺積電一年為研發(fā)和新建晶圓廠投資就達數(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大的芯片生產(chǎn)能力崛起的，蘋果IPhone一款手機同時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)計能力不夠強，保證能用還是沒問題的，但是如果沒有先進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，認為芯片制造工藝要比芯片設(shè)計要難，其實這是一個常見的誤區(qū)。持有這種觀點的人往往會舉這樣的例子：在芯片設(shè)計上，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的芯片制造廠商，目前也才剛剛攻克14nm工藝，離最先進的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到好幾百億。芯片制造很多時候是一個贏家通吃的市場，它不僅難在技術(shù)，更多的時候是對資本的要求。幾個小時前的消息，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。像格羅方德這樣的巨頭并不是技術(shù)實力不濟而退出，更多的原因是因為在資本上耗不起了。華為當(dāng)初選擇切入芯片設(shè)計領(lǐng)域是非常明智的選擇，芯片設(shè)計不僅處于產(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、工藝都難，而制造芯片的那個設(shè)備制造更難。總之一句話：芯片產(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)水平的標志，也就是到一個工廠，看他用的什么設(shè)備，設(shè)備越先進，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年能達到年產(chǎn)40臺的產(chǎn)能。 但就是這樣單價超億美元的昂貴設(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)濟體。 對于普通人來說，光刻機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)德國先進的紡織機械制造技術(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，而這個光刻機可不是一己之力就能偷學(xué)到，光刻機被業(yè)界譽為集成電路產(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)高端光刻機的廠商非常少，最先進的14nm光刻機就只剩下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”其他成員國通報有關(guān)信息。但“安排”實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高技術(shù)時，美國甚至直接出面干涉。機器總是人造的，想造出最好的機器，僅靠模仿肯定不行。創(chuàng)新的基礎(chǔ)是學(xué)習(xí)，同時還要有不服輸?shù)膭蓬^，現(xiàn)在是人家不給你學(xué)習(xí)機會，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)計和生產(chǎn)高端芯片的能力，就是真正被世界公認的制造業(yè)強國了。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，永遠是一種刺痛。以手機處理器為例，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，但也生產(chǎn)不了，只能交給臺積電。為什么？現(xiàn)在手機處理器上最先進的工藝，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？因為它用的是 14nm 工藝，馬上 10nm 工藝也量產(chǎn)了。而中國電腦處理器，最強的是龍芯處理器，性能遠遠落后于英特爾。為什么？因為龍芯用的是落后的 28nm 工藝，耗電量高，在同樣的功率下，必然性能遠遠落后。為什么大陸還在用落后的 28nm、45nm 工藝呢？因為加工處理器，需要光刻機，而最先進的光刻機，壟斷在荷蘭 AMSL 公司手上。美國不允許 AMSL 把最先進的光刻機賣給大陸，大陸只能引進中低端的光刻機，最高只能做到 28nm 工藝。好在大陸現(xiàn)在也認識到問題嚴重，中芯國際加大研發(fā)，預(yù)計幾年內(nèi)就能上馬最先進的 7nm 工藝，到時候，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行生產(chǎn)，無論是設(shè)計、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)計難，但是也有基礎(chǔ) 芯片設(shè)計上就是一套解決方案，而美國有大量的芯片設(shè)計公司，比如高通，AMD，NVIDIA，三星，蘋果等等，這些設(shè)計公司就具有非常強大的設(shè)計能力。 我國的華為海思麒麟芯片也一樣，依靠強大的設(shè)計能力，麒麟芯片自己成為了國產(chǎn)芯片的重要的標桿企業(yè)，也是少數(shù)具備自主研發(fā)設(shè)計能力的企業(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，所以我國芯片遠遠落后 在芯片的工藝上，我國是遠遠落后的，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，我們還是遠遠落后。 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，因為技術(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? 你認為華為芯片能超過蘋果A系列芯片嗎? 當(dāng)?shù)貢r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，時間長達七年。在此之前，中國雖然擁有全世界最大的半導(dǎo)體市場，但每年需要進口的芯片價值高達2000億美元，2017年更是達到了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入“芯片自強”的時代。 芯片設(shè)計與工藝哪個更難，不如問，芯片設(shè)計和芯片工藝哪個更是阻止我們“芯片自強”的攔路虎？ 盡管我國之前每年都要進口大量的進口芯片，但這并不代表我國沒有芯片設(shè)計的人才。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)計更加劃算，沒有很多機會給科研工作者去設(shè)計芯片再更新迭代，因此我國芯片設(shè)計行業(yè)不夠活躍，而現(xiàn)在，國家越來越重視“芯片自強”，設(shè)計工作者們也有了機會開始大顯身手。事實上， 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)計的“龍芯”特制芯片。 由此可見，芯片設(shè)計雖然困難，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，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、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)計和工藝都很復(fù)雜，但是相比較而言，制造工藝更難??！我有幸在一家業(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，對于每個車間來說都要做可行性認證、改換模，上下流程車間的對接。 2，技術(shù)要求高 我們當(dāng)時給華為海思和展訊代工過，技術(shù)要求非常高，有時候整個車間試做一個月，有時候僅僅其中設(shè)備的ESD不過關(guān)，就要重新改進工藝。 3，產(chǎn)品良率要求高 芯片價格不便宜，我們模壓車間每天要過量上百萬顆芯片，良率低于％，就要停機溯源。重大不良率，主管領(lǐng)導(dǎo)要降級。 4，設(shè)備價格高 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.芯片制造.封裝測試.材料供應(yīng).制芯設(shè)備。我們目前最大難點就是光刻機技術(shù)，據(jù)我所知現(xiàn)在只有荷蘭這個國家可生產(chǎn)光刻機，光刻機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)想近段時間很多人都揮手要做芯片，特別還有一些知名企業(yè)家準備斥巨資投入"芯片運動"，這不是貽笑大方嗎？連美國 科技 這么強大的國家也要荷蘭提供幫助，美國英特爾.MAD.英偉達等公司都是荷蘭(ASML)最大的客戶，并且ASML光刻機是荷蘭獨有并壟斷的，全世界都要向它納米進貢。我國有些企業(yè)曾經(jīng)多次想購買ASML光刻機，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，認識目標，找出短板的原因，而不能一味躁動，心血來潮。只有認清形勢，找對目標，那總有一天憑著中華兒女的智慧可以解決"芯片"問題。看將來必是中國人的世界！ 只能說都不容易，不管是設(shè)計還是工藝，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 行者團隊成員——李祥敬