近几年,由于老美的不断打压和制裁,中国的芯片产业发展可以说困难重重,举步维艰。然而勤劳智慧的中国人民不但没有被老美的淫威和霸权所吓倒,反而逆势而上,奋力拼搏,在芯片领域取得了一项又一项可喜的技术突破。

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这不,前段时间,广东利扬公司宣布完成了全球第一颗3nm芯片的测试,这也是全球首家正式宣布完成3nm芯片测试的公司,为中国芯片又夺得了一项世界第一。利扬公司取得的成就确实了不起,就连外媒得知后,也禁不住惊叹道:一切来得太快了!

然而好消息还不止这一个。近日,我国又一家半导体公司概伦电子也正式宣布,其核心关键产品已经突破3nm工艺节点,成功打破了西方的技术壁垒。

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那这家概伦电子具体是做什么的呢?据了解,它成立于2010年,一直专注于 EDA 工具的自主设计和研发。此前,该公司已经实现了先进的7nm和5nm工艺节点的 EDA 工具研发,再加上此次实现3nm工艺节点突破,这意味着该公司已经完全掌握了自主可控的 EDA 核心技术,形成了核心关键工具,即便是在国际市场上也具备一流的竞争力。不得不说,这是我国在芯片领域的又一次巨大突破和进步。

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但是,在这两项3nm的芯片技术实现重大突破之后,一件奇怪的事情却发生了。

什么事情呢?大家都知道,在国内芯片制造领域,龙头企业是中芯国际,光刻机制造领域首屈一指的是上海微电子。那这两家企业目前的技术发展到哪一步了呢?

先说中芯国际,目前中芯国际的芯片制造水平,能够大规模量产的芯片还停留在28nm制程工艺,而14nm芯片也是刚刚实现规模量产。但是,10nm以下的先进芯片,还在研究阶段,具体何时能生产,无从得知。

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再说上海微电子目前成熟量产的光刻机还是90nm的,前段时间交付上海同兴达的也是90nm的封测光刻机。虽然28nm光刻机研发已经接近尾声中,但是可能调试良品率还是比较低,具体何时能最终研制成功还未可知。

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不知道大家发现问题了吗?一边是3nm技术突破,一边是芯片制造和光刻机却还停留在低端阶段,这是怎么回事呢?

其实,原因很简单。因为很多人对芯片这种前沿科技了解太少,虽然我已经多次给大家做了科普,但是仍然有不少人还是搞不清楚。有的人一看到芯片技术突破就开始盲目自嗨,以为我们就要超过美国了;而有的人又恰恰相反,一看到中国芯的突破,就说我们是在散播虚假消息,在意淫。这两种极端的态度都是不可取的,也都说明这些人对我国的芯片产业发展没有一个基础的认知和清晰的了解。

今天,我就再来给大家做一下简单的科普,帮助大家捋清整个芯片产业各个环节之间的逻辑关系。

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一个芯片从无到有再到应用到实际产品中,一共需要经历大致四大环节。

第一个环节是芯片设计。这一阶段我们需要用到芯片设计工具EDA软件,业界都将EDA称为“芯片之母”,足见其重要性。刚才说的概伦电子最新研制成功的3nmEDA软件就是属于芯片设计阶段的。后来,因为美国禁止我国的半导体企业使用EDA,所以我们就不得不研发自己的EDA。尤其是这两年,我国的EDA研发突飞猛进,目前成熟的国产EDA软件也已经有不少,此次3nmEDA软件的研制成功,可以说是目前我国EDA领域的最高水平了!

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第二个环节是芯片制造。这个环节是核心环节。再先进的芯片设计,如果不能顺利制造出来,那也只能是纸上谈兵,躺在实验室里睡大觉,毫无意义可言。

而要制造芯片就必须要有光刻机,中低端芯片使用DUV光刻机即可,高端芯片必须要使用EUV光刻机。而因为老美的禁令,ASML已经不能向我国供应EUV和浸没式DUV光刻机了,所以目前我们手里有的还是早前从ASML和日本尼康、佳能进口的非浸没式DUV光刻机,而这些光刻机只能制造中低端芯片。这也就是为什么中芯国际目前的芯片制造水平还停留在28nm和14nm工艺节点的原因。

可能有人问了,既然买不来光刻机,那就自己造呗。这句话说起来很容易,但是要造光刻机那可不是闹着玩的,光刻机被称为世界上最复杂精密的机器,制造一台光刻机仅精密零件就需要10万个左右,而且大部分零件我们都造不出来,需要依赖进口,所以造光刻机真不是一朝一夕,三年五年的事情,需要从长计议,打造完整的国产产业链才行。

因此,目前我国最先进的国产光刻机,还是上海微电子的90nm光刻机,距离ASML和尼康、佳能的光刻机还相差甚远。

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第三个环节是芯片封测,就是芯片封装和测试。这一环节是我国最引以为傲的,因为我国的芯片封测技术已经达到世界一流水平。目前全球前十大芯片封测企业中,仅中国就占了三家。上面提到的广东利扬完成的3nm芯片测试就属于这一环节。还有,上面提到的上海微电子的90nm光刻机落户同兴达,指的也是封测光刻机。

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最后一个环节是芯片应用。这个环节最简单,就是芯片制造完成,把它应用在实际产品上,比如手机、电脑、家电、汽车、工业机器人等等各种科技产品上,得益于我国这些年的快速发展,所以在芯片应用上我们占有绝对的优势。

通过以上的讲解,相信大家对芯片制造的整个产业链应该已经有一个比较清楚的认识了吧!那这时可能有人说风凉话了,说来说去,3nm芯片技术只是芯片设计和测试,到头来还是造不出来呀!

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这一点,我们必须承认,我们在芯片制造,尤其是高端芯片制造上,还远远落后于三星和台积电等国际芯片巨头。但是,我们看问题不能只看局部,要有全局思维。

实际上,这几年,我们在芯片领域取得的成绩真的比过去几十年都显著,取得的突破比过去几十年都多得多。我国的芯片产业已经呈现出多点开花的局面,不管是在芯片设计,还是芯片制造和芯片封测环节都有多项突破。

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更让人惊喜的是,我国不仅仅是局限于在硅基电子芯片领域不断探索、攻关和突破,而且还在量子和光子芯片的新领域有了突破性的进展,目前已经走在了世界的前列,因为量子和光子芯片不需要使用光刻机,这条新赛道上,老美是卡不住我们脖子的,我们很有可能像新能源汽车一样实现换道超车。

如今,我国本源量子已经建成投产了国内第一条量子芯片生产线,并生产出了与国内最强量子计算机悟空配套的量子芯片“悟空芯”。**还有,我国今年也将建成投产国内首条光子生产线。当然,还有chiplet粒芯技术和芯片堆叠技术等等**,这些好消息让我们对中国芯片的未来发展充满了信心和期待!

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所以,对于我国芯片产业的发展,我们不需要自嗨,更不需要自卑,只需要正确看待即可。只要我们坚持努力不放弃,沉下心来搞研究,摒弃功利思想,戒骄戒躁,相信中国芯的崛起只是时间问题。而且,这一天我们不会等得太久!