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為什麼我國目前無法制造高端芯片?

科技數碼 星球上的科學

隨著華為事件的持續發酵,不難發現,芯片技術已經與一個國家的發展是息息相關的,成為了現代社會發展的基礎,任何的智能設備都離不開它。

像手機、計算機之類的數字電器,還有一些先進電子系統都會大量使用到芯片。然而對於國內芯片領域的發展,卻成為了國人擔憂的問題,為什麼我國現在製造不出來高端芯片呢?

為什麼我國目前無法制造高端芯片?

我國自近代以來,經濟一直呈現高速發展的狀態,不過頂端科技還是沒有達到世界前列的水平,尤其是在電子科技這一方面,芯片就是一個很要命的東西。

中國被美國卡了脖子

以華為事件為例,目前華為所擁有的芯片設計能力可以說是全球最為頂尖的,因為能夠將5nm芯片投入使用的,除了它就只剩下蘋果公司了,華為的麒麟9000芯片在誕生之後,經受住了各種考驗,成為了當之無愧的性能之王,也能和蘋果的A14芯片相媲美。

為什麼我國目前無法制造高端芯片?

但是在美國的相關技術封鎖之下,卻一下子被打回了原形,因此目前華為面臨的芯片難題,同樣也是國產芯片的困境。

芯片製造。

芯片的製造過程極其複雜,概括的說,芯片製造是由芯片集成電路的設計、製作硅晶圓、對硅晶圓塗光膠、對硅晶圓光刻和蝕刻、對硅晶圓等離子注入以及硅晶圓測試和封裝這幾個部分組成。

事實上,我們國內已經有機構或企業能夠製造芯片,但問題是我們距離真正的高端芯片還有一段距離。

為什麼我國目前無法制造高端芯片?

我國高端芯片製造難點主要體現在兩個方面。

一方面是芯片設計人才匱乏。芯片製造不同於傳統意義上的工業製造,它是一個非常大的範疇,涉及到了很多方方面面的產業,所以對芯片技術人員的理論要求非常高。

不僅需要數學和物理領域,同時也需要大量的化學、材料、機械、電器等方面的高端人才,而我們芯片行業的人才培養還有很長一段路要走。

為什麼我國目前無法制造高端芯片?

另一方面是我國沒有高端的光刻機。在芯片更新換代的過程中,離不開光刻機,因為間隙的不斷縮小,就不得不需要提高光刻機的精度,作為芯片雕刻電路圖案的核心設備,光刻規的精度,可以說直接決定了芯片製程的精度。

為什麼我國目前無法制造高端芯片?

但從目前的情況上來看,我國在光刻機零件上一直無法實現突破。

光刻機是系統工程。

光刻機的工作原理其實有類似於照相機沖洗照片,主要就是用曝光的手段使得一些精細圖形印製在硅片上。

別看它原理比較簡單,但是一臺能夠生產高端芯片的光刻機,其本身技術以及所需上零件是相當難以掌握和製造的。

為什麼我國目前無法制造高端芯片?

簡單來說,光刻機就是一種全球產業鏈的製造,比如當前的荷蘭ASML,它能製造光刻機靠的是全球化的產業鏈,整臺機器10萬有餘的零配件近9成靠的是全球進口。

其中包括了美國的光源,德國的物鏡,瑞典的軸承,法國的閥件,日本的光學器材,以及荷蘭ASML自己擁有的核心技術,如EUV光刻技術等等。

為什麼我國目前無法制造高端芯片?

高端光刻機的製造難度。

光刻機作為全球技術含量最高的設備之一,目前真正具備光刻機制造能力的也就那麼幾個國家,其中真正能夠製造出7納米以上光刻機的,只有荷蘭的ASML,它們的單臺光刻機的售價已經超過了一億美元,而且還不是現貨。

我國光刻機技術一直處於卡脖子狀態無法突破,主要就是因為光刻機最關鍵的技術實在是太難掌握了,其研發難度堪比原子彈,目前國際上已經有9個國家可以製造原子彈,但是擁有高端光刻機的卻只有日本和荷蘭兩個國家,由此可見其技術難度。

為什麼我國目前無法制造高端芯片?

一臺高端光刻機得由數萬個零部件構成,而且對每一個零部件的要求都非常高,其中製造最難的應該是鏡頭,它的精度要求是相當高的,因為芯片上的電路圖都是印製出來的。

如果沒有精度足夠高的鏡頭,那麼可能在繪製電路圖的時候會出現偏差,導致芯片沒有辦法使用,比如荷蘭EUV光刻機上面所使用的鏡頭技術要求簡直可以用極限來形容,鏡頭表面必須非常光滑。

為什麼我國目前無法制造高端芯片?

結語。

就目前的情況來看,我國無法研發出精度較高的鏡頭。不僅如此,高端光刻機對於其他零件的精度要求也較高。

據一位美國工程師說,為了打造光刻機上的一個零部件,他曾經反反覆覆打磨了近10年時間,由此也可以看出光刻機的技術難度有多大!

總的來說,我們現在面對著相對比較落後的困境,在芯片製造方面還有一段漫長的路要走,所以我們仍需繼續努力,穩健突破追趕。

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