比原子彈更難，晶片的研發到底有多難？

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智慧型手機市場競爭激烈，而智慧型手機的生產也帶動了不少行業的發展和進步，晶片就是其中之一。

晶片，又稱微電路、微晶片、集成電路等等。

具體指的是那些內含集成電路的矽片，體積很小，常常是計算機或其他電子設備的一部分！

我們通常所理解的晶片主要是在電腦，智慧型手機等通信領域使用的CPU。

但其實晶片的應用範圍遠遠不止這些！很多家用電器，智能等領域都有廣泛的應用場景！

因此晶片又被稱之為「工業糧食"，所以晶片無論是對通訊行業，還是工業，還是對我們的生活都是非常重要的。

從最近中興的事件來看的話，中興無疑是被國外企業掐住了命脈。

其實不止是中興，中興事件只是給我們提了個醒。

我國是一個晶片的使用大國，很多領域都有晶片的身影。

在2016一年中，我國晶片進口額高達2271億美元，這是連續4年進口額超過2000億美元。

晶片進口的費用已經連續兩年超過了原油的進口費用，過去十年累計耗資更是高達1.8萬億美元！

相信你已經明白了，我們只是進口大國。

從現在來看，晶片普遍用於眾多熱門高新科技領域，手機、汽車、計算機等等，都會用的上。

但是只能進口人家的，遲早中興的事件還會舊事重演。

問題來了，我國在很多領域都處於世界先進水平，為什麼小小的晶片卻讓我們犯難呢？

晶片，本質上是一種大規模集成電路，要製造他們就不得不提到兩個必不可少的東西，光刻機和蝕刻機。

兩種設備各司其職、不可互相替代，我們正常看到的電路很密集、很複雜。

我們經常報導的14nm、10nm看起來非常輕鬆，但是在幾納米的情況下，是怎麼集成電路的呢？

於是在長期的探索中，科學家就找到了兩種物質：一種我們比較熟悉——金屬，另一種是光刻膠。

簡單說光刻膠是一種膠狀的物質，可以被光侵蝕掉，但是化學物質沒法侵蝕掉它；金屬不會被光侵蝕掉，而化學物質卻可以侵蝕掉它。

所以說製造晶片的基本原理就是利用這兩種物質的性質：在金屬表面覆蓋一層光刻膠，然後用光先把光刻膠侵蝕掉，就好像是拍照片顯影那樣。

被擋住的地方照不到光，就會在光刻膠上留下來一個影子，下一步再用化學物質浸泡。

這樣有光刻膠的那部分金屬就不會被侵蝕、沒有光刻膠的地方會被侵蝕掉——於是金屬表面就形成了我們想要的形狀。

這兩個過程就是所謂的光刻和蝕刻，對應的設備就是光刻機和蝕刻機。

那麼國內現在兩種設備的發展如何？

其實相信有些網友都了解了，光刻的複雜程度要遠遠高於蝕刻，所以光刻機的複雜程度也遠遠高於蝕刻機，所以現在世界上能夠生產高端光刻機的國家沒有幾個。

目前最先進的光刻機製造商是荷蘭的ASML，可以說是目前僅此一家、別無分號（占有80%的市場份額），基本壟斷了這個市場。

一台最先進的光刻機售價一億美元，而且還不接受討價還價，你愛買不買。

而在現在ASML使用的光線已經到了極紫外光（EUV），所以可以光刻7nm以下的大規模集成電路。

而受制於《瓦森納協定》，ASML不可以向中國出售先進光刻機，所以在這方面中國長期處於被封鎖的狀態。

那麼中國自己的光刻機是什麼水平呢？

非常遺憾的是，中國的光刻機水平落後世界很多，目前能夠量產的光刻機只能夠光刻90nm的大規模集成電路。

差距可以說是相當大的，而且短時間無法突破，也許試驗室里有更高製程的光刻機技術，但是在量產、投入生產之前還只是鏡花水月。

相對而言，中國在蝕刻機方面做的相對較好，現在中國最先進的等離子蝕刻機已經製造到了5nm的製程。

並且7nm製程的蝕刻機已經在去年走出試驗室，開始向台積電等廠商供貨，這方面中國已經是世界頂尖水平。

所以到了這裡你也應該明白了，製造晶片光刻機和蝕刻機一個都不能少。

當然了我們只是提到了一小部分，其他還有更多複雜的程序和工藝。

那麼我國處於晶片狀況如何？

可能在很早之前，有些人可能聽說過我國研發的「龍芯一號」，「龍芯二號」中央處理器。

有人可能就會認為我國其實很早就掌握了晶片的獨立自主研發能力！

其實這是不正確的，因為其所用的絕大多數材料仍然來自於國外進口。

比如原材料、外延片、晶圓、封裝測試等等，都沒有實現完全的獨立自主研發！

所以以至於直到現在，還要依靠著大量的技術進口，才能夠維持國內的一些領域！

其實這並不是說我國的科技水平低下，而是晶片的研發難度實在太大了！絲毫不亞於開發原子彈，甚至比這個還要更難。

而且現在是全球合作分工的時代。

晶片的生產要經過非常多的工序流程，生產規模龐大，系統極為複雜，而且所需投入的成本也是極大的！

當今有名的晶片提供商有英特爾，三星，高通等，全球提供商不超過30家，出名的更是不超過10家！

但是他們有些仍然要互相合作，才能完成一個晶片的完整的開發流程。

晶片產業更新換代速度很快，且產業門檻較高，屬於高投入、高研發，但是回報可能較慢。

目前我國在國產晶片還有很長的路要走。

相信我們一定能走出來，我們拭目以待。