转。每天学点半导体，看来最难的还是光刻机国

转。每天学点半导体，看来最难的还是光刻机

国产芯片最大的技术难点是什么

宇凡微电子百家号创作者

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只说数码科技

除了光刻机，中国芯还有很多难题，需要一一解决

只说数码科技

2023-03-15 10:28湖南活力创作者

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众所周知，近日ASML更新了出口说明，表示荷兰政府对DUV光刻机的出口也进行了限制，ASML理解为TWINSCAN NXT2000i及之后的浸没式光刻机，已经不能出口到中国了。

这意味着，ASML目前在售的三款浸润式光刻机中，只有TWINSCAN NXT1980i一款能够卖到中国来。

这则消息一出来，很多网友表示，国产光刻机必须加油了，如果后续禁令再收紧，连这一台浸润式光刻机都不能出口的话，问题就大了，中国芯就真的麻烦了。

事实上，芯片产业太庞大了，产业链非常复杂，各种设备、技术、材料又非常多，除了光刻机，中国芯还有很多难题，这些难题一直卡着我们的脖子，要想真正打造全国产供应链，还要达到先进水平，这些难题必须一一解决才行。

首先是被誉为“芯片之母”的EDA领域，国产方面仍然受制于人。

近日概伦电子表示已经实现了对7/5/3nm工艺的支持，而之前华大九天也表示支持3nm了，这让网友们兴奋不已。但其实EDA的流程太多了，已经是集芯片设计、综合验证、物理设计、仿真、测试等等环节于一体了。

目前不管是华大九天，还是概伦只在部分环节或流程中实现了3nm，甚至很多流程，国内就没有相关的EDA产品，必须依赖国外。

从2021年的数据来看，三大EDA公司新思科技（Synopsys）、楷登电子（Cadence）、和西门子EDA，垄断了国内90%左右的市场。

目前芯片太复杂了，离不开EDA，所以EDA其实是卡脖子的技术之一，我们必须要突破，否则不排除后续针对EDA的禁令也会加码和扩大。

其次是半导体设备这一块，不只是光刻机，还有众多的设备，也是国内的短板。

半导体设备大致可以分为11大类，50多种机型，其核心有光刻机、刻蚀机、薄膜沉积机、离子注入机、CMP设备、清洗机、前道检测设备和氧化退火设备八大类。

目前在光刻机、自动测试设备、刻蚀机、离子注入机等核心设备上，我们的工艺相对落后，光刻机90nm，其它产品有些在65nm、有些在40nm……

这些核心设备长期由海外龙头垄断，国内的份额大多低于5%，并且这5%，基本上是非常低档的产品，无法对国外先进设备进行替代，这也是后续需要攻克的难题。

最后说说半导体材料这一块，芯片制造需要各种各样的材料，涉及到几十种。

其中比较关键的，大家都熟悉的有光刻胶、抛光液、靶材、特种气体等，在后端封装阶段需要各种基板、中介层、引线框架、粘接材料等。

光刻胶大家都清楚，国内还处于65nm的水平，很多的靶材、特种气体，其实国内就没有，要从国外进口，从2021年的数据来看，国内半导体材料国产化率仅约10%左右。

而日本垄断了全球近70%的半导体材料，而日本也是听美国的，这个风险大家都懂的。

可见，中国芯要崛起，差的不只是光刻机，大家也不必只盯着光刻机，要补的课实在太多了，而这些课后背，其实是基础不扎实，比如物理学、化学、材料学、力学、数学等等。

好在目前众多的企业，已经深刻的认识到这一点，比如任正非就表示造芯片不能只砸钱，要砸物理学家，数字学，化学家等。

当然，最后值得说一说的是，尽管中国芯目前面临众多的困难，但从EDA到设备到材料的国产化比例也一直在提升，前进的脚步一直不停。

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数码密探

2021-05-19 22:00优质科技领域创作者

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受复杂多变的国际形势影响，海思麒麟芯片无法量产，华为正在经历一场前所未有的“缺芯荒”，多项业务发展遇阻。

就目前的情况而言，解禁遥遥无期，华为形势只会愈来愈严重。但即便如此，华为也从未放弃自研芯片。

就在4月，网络上传来一则消息，称华为最新5G芯片已经开始流片。

而在5月11日，企查查APP显示，华为申请注册“麒麟处理器”相关商标。由此可见，在芯片研发的道路上，华为从未停止脚步。

鉴于麒麟芯片顶着“自研”头衔问世，不少人认为，华为麒麟芯片想要东山再起，欠缺的只剩光刻机。

光刻机不是唯一

光刻机在芯片生产制造过程中的重要性，想必已经无需笔者多言，倘若将半导体芯片产业比作皇冠，那么光刻机堪称皇冠上的明珠。

目前，用于制造高端芯片的EUV光刻机，只有荷兰ASML一家可量产，但ASML背后最大的股东却是美国企业。

因此，在复杂的国际形势下，中国企业想要拿到ASML的EUV光刻机并不容易，中芯国际就是最好的例子，中芯国际2018年在ASML购买的EUV光刻机，至今没有到货。

而中国最强的光刻机生产厂商——上海微电子，虽然已经攻破28nm光刻机，但与ASML却有着不小的差距，更是难以满足华为的需求。

不过，光刻机的缺失虽然是华为麒麟芯片东山再起路上的“拦路虎”，但却不是唯一因素。

除了光刻机，华为麒麟芯片想要重回巅峰，还需解决三大难题。

第一硅的提纯

众所周知，制造芯片的材料是硅，而硅是地壳内第二丰富的元素，脱氧后的沙子中最多包含25%的硅元素。

从这一方面来看，沙子也可以被视作芯片制造的原材料。而中国地域辽阔，沙子更是十分丰富，为何还被称为一大难题呢？

这主要是因为芯片使用的硅锭纯度要求非常高，而我国缺少的正是从沙子中提取高纯度硅的技术。据悉，从沙子中提纯出的硅，纯度需要达到99.99999%。

第二硅片产能

不仅是硅的纯度要求非常高，事实上从硅锭切成硅晶圆片，再送到芯片代工厂加工，每一个环节的要求都非常高。

另外，中国大陆虽然也有公司在做硅材料的研发生产，但放眼全球，这一领域大部分的份额还是被日本越化学和SUMCO，韩国LG化学等企业占据。

因此，芯片制造生产中硅片的产能问题，也是阻碍华为麒麟芯片崛起的因素之一。

第三EDA软件

除了硅的提纯、产能外，EDA软件也是一大难题。而所谓EDA，其实至一种计算及辅助设计软件，能够辅助进行第三方设计工作，例如IC设计、电子电路设计等。

EDA工具能够极大地提升电路设计的效率和可操作性，毫不客气地说，没有EDA软件设计，就没有办法实现高端芯片的设计。

而且，随着电路集成度越来越高，如今芯片更是达到纳米级别，EDA技术也变得愈发重要，因此，EDA技术逐渐有了“芯片设计之母”之称。

目前，Synopsys、Cadence 和西门子旗下的 Mentor Graphics是全球最大的EDA软件公司，几乎垄断了全球90%以上的EDA市场。最重要的是，这三大EDA巨头均属于美国企业。

中国企业中最具实力的EDA软件公司当属华大九天，但与上述美企仍有一定差距。因此，华为麒麟芯片想要完全实现自主化，EDA软件也是一个绕不开的难题。

其实，在笔者看来，这不仅是华为麒麟所面临的难题，整个国产芯片产业都面临上述难题。

由此可见，中国芯片产业想要崛起，仍然任重道远。

文/有鱼 审核/子扬 校正/知秋

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评论列表（32条）

号度有度

比亚迪董事长王传福说过，芯片是人做的，不是神做的，相在我国科技人员的努力下，一定会突破难关，占领科技之巅，取得胜利。

2021-05-21

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27

phqhm

华为加油，全国人民期待你、看好你、盼着你

2021-05-20

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7

gung21158

感谢霉龟的制裁，中国对后2个问题已经初步跟上来了，第一个目前有些困难，但好在中国现在已经能够无障碍生产28、14nm芯片，国防和一般无特殊轻小要求的民用都是自有技术和资源。至于7nm芯片以下目前抗干扰性不佳，不可能军用，所以我们等的起。按现在国家对芯片产业的支持力度，和中国人固有的超过西方人的智商水平，和吃苦耐劳的民族本性，一定会在不太久的时间里，就像在航天、军工、超算 等长期被封锁的领域一样，把芯片做成白菜价，到时候再来看霉龟们抵制中国的大笑话

2021-05-20

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6

享受当下ZmJJv

这是你说的，不是我说的，我只说了不要盲目乐观

2021-05-20

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南唐小生

你干脆说中国人不要乐观

2021-05-20

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2

全部3条回复

chshpin

华为根本就不会设计芯片好不好，麒麟处理器是购买ARM提供的V8架构，所有的设计都是ARM提供技术服务。

2021-05-20

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4

屋里小白度

年轻人还是太年轻，你就不想想那为何霉国，就偏偏对中国的“没有芯片设计能力”的华为下手？某米等等为何没有受到这么狠毒制裁？因为他们在给霉国挣钱百利而无害，而华为作为一个中国企业挣了他家的钱，抢了他家的生意。它肯定不愿意。

2021-07-20

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度小炫

2021-05-28

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2

全部13条回复

捷白枫Je

你写这些东西，问题依你的知识，你对芯片技术流程认知度到底够不够，不然，滥于充数就没意思了。

2021-05-22

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3

莫德尔OMWM

团结起来 抗击美国

GIF

2021-05-21

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3

puhonghualove

用于制造10nm以下制程芯片的硅纯度需要达到11个9，而不是7个9的纯度！

2021-05-20

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3

苏谈谈3S

天天发这个那个，能不能消息证实再发出来

2021-05-21

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2

说两句2012ue

一句话，就是除了设计之外的其他所有环节

2021-05-20

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2

可爱小姐姐HQ

那我们发明一种可以代替芯片的东西不会好了

2021-05-20

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2

开心就好febb2

在研制中

2021-05-20

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皮诺曹AK

确实不是天 但是没有光刻机 麒麟芯片只能存在于PPT

2021-05-20

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2

ygy_wqs

海思首款基于RISC-V架构、支持鸿蒙系统的IOT芯片出来了！

2021-05-28

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度小炫

// 华为根本就不会设计芯片好不好，麒麟处理器是购买ARM提供的V8架构，所有的设计都是ARM提供技术服务。

2021-05-28

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hjw4263金牛

还有，光刻机的耗材，架构授权

2021-05-20

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章子亿

转发了

2021-05-20