高端芯片制造有多难华为拥有自主国产芯片,

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年5月,华为开始面临着失去高端芯片的供应,全球最大的芯片代工厂台积电也因为软件和硬件都有老美技术的支持,所以也在此禁止范围内。

有的网友就问,华为有自主研发的芯片,为什么还要依赖别人呢?芯片的技术有那么难吗?

华为有自主研发的芯片是没错,但是却无法自主生产。芯片的生产加工是拥有高度技术的密集型产业,在短时间内我们要想打造完整的芯片产业链真不是一件容易的事儿。

这样小小的芯片很难吗?哪些是老美用的用软件设备呢?我们来看看芯片的制造工艺,比如苹果A8手机芯片采用了20纳米的工艺,在指甲大小的空间内包含20亿个晶体管结构,拥有超级城市般的内部结构,电路复杂,动力强劲。

这些巧妙的设计是如何产生的?制作芯片最基本的材料是沙子,主要的成分是二氧化硅,通过高温下的还原反应,从氧化物中提取高纯度硅晶体,并将其切割成薄而脆的圆盘,也就是芯片的胚胎。

下一步就是光刻,在晶圆上重新涂上特殊的光刻胶,再将包含数十亿个电路元件的芯片蓝图制作成眼膜。眼膜可以理解为特殊投影膜。制成眼膜以后,就要将芯片设计的蓝图转移到晶圆上。

芯片越强大,晶片越小,电子元件越多,也因此对投影分辨率的需求更大。这就相当于要绘制更精细的图画,需要更精细的笔尖。投影光源的波长越短,可以投影的画面精度越高,因此刻机的光源波长不断地追求更短、更精密,从紫外到深紫外的,再到极紫外线。

目前为止,只有最先进的光刻机才能完成顶级的七纳米、五纳米芯片的制造,其中台积电就是佼佼者。通常一个晶圆上可以打印数百个晶圆,整个投影过程类似于中学时学过的凸透镜成像原理,通过极紫外光将芯片的蓝图投影到晶圆的光刻胶膜上,胶膜经过光化学反应曝光后溶于水,先用清洗后留下光刻的芯片电路,用特殊的化学溶液进行时刻,得到各种交错复杂的电路槽。

然后在升高的温度下注入扩散杂质颗粒,直到满足设计要求的导电性能,然后重复上述步骤20到50次,以创建具有更复杂的结构,最后再通过金属镀膜技术将每一层的键连接起来,最后送到晶圆测试部门测试晶圆的制造工艺和预期性能,不符合使用条件的将作为电子垃圾处理。

从中我们也不难看出芯片制造的复杂性,芯片的制造过程中任何一个阶段出现错误就无法完成,芯片的制造过程中还要大量的精密光学技术、材料技术和加工技术等等,而更精密的光刻机是整个半导体行业的命门。

目前世界上最先进的光刻机是荷兰公司艾斯麦尔生产的,这家公司的iv级紫外光刻机更胜一筹,能产生超短波长紫外光,使用超强激光发射激光脉冲,当激光脉冲击中微米级液态金属锡业的时,瞬间转化为高温等离子体垫江,同时激发出非常短的紫外线,通过一系列反射镜面发送到光刻机的投影透镜,以对晶片进行光刻。

这样的光刻机重吨,被誉为现代工业皇冠上的明珠。他们制造的机器是地球上最精密的工具之一,一台设备的售价高达1.5亿美元,还不是有钱就能买得到的。

早些时候,中芯国际从荷兰公司订购了光刻机,但因种种阻力没有交付。芯片制造行业是一个高度技术密集和资本密集的行业,不仅如此,研发的周期还很长。

芯片的制造不是一朝一夕就能完成的,想要快速追赶上西方的技术,就要止步不前才可以。



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