芯片为什么中国造不出来很多人对这个问题比较感兴趣,下面让我们一起来看为什么我国没有自主研发的芯片国外有哪些国家有自主研发芯片,希望可以帮助到你。
为什么我国没有自主研发的芯片?国外有哪些国家有自主研发芯片?
能制造芯片的国家和地区倒是有十来个,不过能设计制造高端芯片的国家大概只有美国、荷兰、日本。能否独立制造出小于14纳米的刻蚀机,是衡量标志。中国也有,军工航天产业一直就是国产芯片。日本、韩国、英国都有。芯片也不是美国的专利,其他国家只是为了减少研发投入,采取购买的捷径而已。
许多国家都有自己的芯片,只是芯片功能的强弱和芯片产业的完整程度自己自主开发能力的强弱。目前我国的芯片要解决的问题是产业的完整程度、开发能力以及自主知识产权等方面的问题。
光刻是制造和设计的纽带。其中许多工艺都在独立的工厂进行,而使用的设备也需要专门的设备厂制造;使用的材料包括几百种特种气体、液体、靶材,都需要专门的化工工业。另外,集成电路的生产都是在超净间进行的,因此还需要排风和空气净化等系统。
关键在于中国人正是造就既有事实和现状的人当中最厉害的。大家都说造一颗芯片有多难有多难,但最顶级的芯片是由台积电人造出来的,当然是给他人造的,让包括华为在内的国内外公司所拥有的国际领先芯片设计技术变成了高端芯片
中国是当今世界唯一能够制造世界顶级高端芯片的国家,在芯片设计上,华为海思的芯片设计能力世界领先,在芯片制造方面,中国台积电、中芯国际等公司都具有世界最高端芯片的制造能力,尤其是台积电,由于芯片全产业链上所依赖的技术,尤其是顶尖技术,基本上来自于美国,这使得我们尽管拥有世界上最先进的芯片半导体产业链,但仍然会在芯片半导体产业上受制于美国,致使自己国家的公司却因为美国的法令限制而无法为自己国家的企业提供芯片制造代工生产。
为什么我国目前无法制造高端芯片?
随着华为事件的持续发酵,不难发现,芯片技术已经与一个国家的发展是息息相关的,成为了现代社会发展的基础,任何的智能设备都离不开它。
像手机、计算机之类的数字电器,还有一些先进电子系统都会大量使用到芯片。然而对于国内芯片领域的发展,却成为了国人担忧的问题,为什么我国现在制造不出来高端芯片呢?
我国自近代以来,经济一直呈现高速发展的状态,不过顶端科技还是没有达到世界前列的水平,尤其是在电子科技这一方面,芯片就是一个很要命的东西。
中国被美国卡了脖子以华为事件为例,目前华为所拥有的芯片设计能力可以说是全球最为顶尖的,因为能够将5nm芯片投入使用的,除了它就只剩下苹果公司了,华为的麒麟9000芯片在诞生之后,经受住了各种考验,成为了当之无愧的性能之王,也能和苹果的A14芯片相媲美。
但是在美国的相关技术封锁之下,却一下子被打回了原形,因此目前华为面临的芯片难题,同样也是国产芯片的困境。
芯片制造。芯片的制造过程极其复杂,概括的说,芯片制造是由芯片集成电路的设计、制作硅晶圆、对硅晶圆涂光胶、对硅晶圆光刻和蚀刻、对硅晶圆等离子注入以及硅晶圆测试和封装这几个部分组成。
事实上,我们国内已经有机构或企业能够制造芯片,但问题是我们距离真正的高端芯片还有一段距离。
我国高端芯片制造难点主要体现在两个方面。
一方面是芯片设计人才匮乏。芯片制造不同于传统意义上的工业制造,它是一个非常大的范畴,涉及到了很多方方面面的产业,所以对芯片技术人员的理论要求非常高。
不仅需要数学和物理领域,同时也需要大量的化学、材料、机械、电器等方面的高端人才,而我们芯片行业的人才培养还有很长一段路要走。
另一方面是我国没有高端的光刻机。在芯片更新换代的过程中,离不开光刻机,因为间隙的不断缩小,就不得不需要提高光刻机的精度,作为芯片雕刻电路图案的核心设备,光刻规的精度,可以说直接决定了芯片制程的精度。
但从目前的情况上来看,我国在光刻机零件上一直无法实现突破。
光刻机是系统工程。光刻机的工作原理其实有类似于照相机冲洗照片,主要就是用曝光的手段使得一些精细图形印制在硅片上。
别看它原理比较简单,但是一台能够生产高端芯片的光刻机,其本身技术以及所需上零件是相当难以掌握和制造的。
简单来说,光刻机就是一种全球产业链的制造,比如当前的荷兰ASML,它能制造光刻机靠的是全球化的产业链,整台机器10万有余的零配件近9成靠的是全球进口。
其中包括了美国的光源,德国的物镜,瑞典的轴承,法国的阀件,日本的光学器材,以及荷兰ASML自己拥有的核心技术,如EUV光刻技术等等。
高端光刻机的制造难度。光刻机作为全球技术含量最高的设备之一,目前真正具备光刻机制造能力的也就那么几个国家,其中真正能够制造出7纳米以上光刻机的,只有荷兰的ASML,它们的单台光刻机的售价已经超过了一亿美元,而且还不是现货。
我国光刻机技术一直处于卡脖子状态无法突破,主要就是因为光刻机最关键的技术实在是太难掌握了,其研发难度堪比原子弹,目前国际上已经有9个国家可以制造原子弹,但是拥有高端光刻机的却只有日本和荷兰两个国家,由此可见其技术难度。
一台高端光刻机得由数万个零部件构成,而且对每一个零部件的要求都非常高,其中制造最难的应该是镜头,它的精度要求是相当高的,因为芯片上的电路图都是印制出来的。
如果没有精度足够高的镜头,那么可能在绘制电路图的时候会出现偏差,导致芯片没有办法使用,比如荷兰EUV光刻机上面所使用的镜头技术要求简直可以用极限来形容,镜头表面必须非常光滑。
结语。就目前的情况来看,我国无法研发出精度较高的镜头。不仅如此,高端光刻机对于其他零件的精度要求也较高。
据一位美国工程师说,为了打造光刻机上的一个零部件,他曾经反反复复打磨了近10年时间,由此也可以看出光刻机的技术难度有多大!
总的来说,我们现在面对着相对比较落后的困境,在芯片制造方面还有一段漫长的路要走,所以我们仍需继续努力,稳健突破追赶。
为什么我国制造不出最顶级的芯片?
因为我国的发展环境、教育环境和国际力量多年的垄断等多方面原因,导致我国制造不出最顶级的芯片。多年来,我国一直依赖进口,无论是航空飞机的发动机,还是个人电脑的中央处理器、手机的中央处理器、内存芯片等。尤其是几乎被美国科技公司垄断的手机和电脑的中央处理器。为什么中国仍然不能生产顶级芯片?这必须从几个方面来解释。
第一,发展环境。在中国,抄袭文化非常严重。十年前,还是盗版光盘和假冒手机的繁荣市场。包括巨头在内的许多互联网公司依赖抄袭,包括腾讯和小米。尽管目前,经过模仿和抄袭,发展速度也令人惊讶。然而,抄袭文化一直笼罩着国内市场。在法律允许的范围内,许多公司在没有利用漏洞和合法经营的情况下进行抄袭和模仿。想象一下哪一个没有抄袭?这也造成了目前国内科技产业的衰落。仅仅依靠抄袭和模仿,很难找到像英特尔、高通和微软这样的顶级企业。因此,美国已经掌握了芯片和操作系统的两个重要闭环。
第二,教育环境。芯片,操作系统,这些高科技技术,不是钱可以解决的。根据市场价值,中国有太多的富裕企业。中国拥有全球十大市场价值中的至少三个。然而,许多高科技人才仍然无法在国内接受系统的培训。许多高科技人才仍然选择出国深造。许多人才在国外流失,国内人才差距明显。像芯片一样,这种一个组件上拥有十亿密度的科技产品,虽然国家一直鼓励和支持,但还没有强有力的产品与美国芯片巨头竞争。然而,值得一提的是,华为作为第一家具备自主研发和生产芯片能力的制造商,已经在手机芯片领域证明了自己,但它只是在自我销售。离出口还有很长的路要走,大规模生产不切实际。毕竟,产量不高。这是中国高技术产业发展不迅速的主要原因之一。
第三,国际垄断力量。众所周知,在通信行业,许多事情需要专利授权。例如,高通在美国,除了出售芯片获利外,大量收入还依赖于专利费、基带费等。因为人们已经定义了移动互联网的标准,国际通信的规则也是由人家制定的,所以国际社会只能遵守既定的规则,没有人能够违反这些规则。因此,高通和英特尔等芯片可以在世界上拥有发言权。
我们能造出“两弹一星”,为什么造不出高端芯片?其实难在这两点
芯片,又叫做集成电路,是指内含集成电路的硅片,体积很小,常常是计算机或其他电子设备的一部分。如果把电子设备比作人的话,芯片的重要性就跟大脑一样。
芯片有很多种,一部智能手机可能就搭载着数十种不同种类的芯片,芯片还分为低端、中端和高端,在中低端芯片产业方面,我国有了一定的基础,已经可以适应工业的发展,但是高端芯片一直是一个痛点,不但没有丝毫竞争优势,还经常因此受人钳制。
为什么我们能造出飞入太空的神舟飞船,造出深入海底的蛟龙号,却造不出一块指甲盖大小的芯片呢?
我们从设计和制造这两个主要方面来分析。
1.设计难度大,没有足够的资金、技术和人才
设计一块芯片需要大量高新技术的支撑,一块高端芯片相当于凝聚了全人类的智慧,要经历成百上千道工序才能生产出来,而其中每一道工序,就需要一种理论做基础、需要一系列尖端机械去操作。
设计芯片需要投入大量资金,虽然现在大企业都不缺钱,但是后期的试错成本大,就像一个无底洞,需要消耗更多的资金去实验,而且国内相关人才匮乏,等到投入大量人力物力后真正摸索出一点技术的时候,企业也被拖垮了。
2.制造难度大,还有发达国家的技术封锁
不说最难的设计,就从基础的制造来说,对我们也是挑战。制造成为难题主要是由于一些发达国家尤其是美国,在一些高精密制造领域实行技术封锁,限制向我国出口最先进的制造工艺和设计理念,我们能买到的,都是一些已经被淘汰了的技术。所以我们的中低端芯片产业还能有自己发展的机会。
制造工艺我们是没法自己研发的,因为我们都设计不出来芯片,我们拿什么作为理论基础去研发制作工艺,所以我们才在制造方面也受制于人。制造芯片需要光刻机、掩膜板、成膜机器等最重要的设备,每一种设备都是价值不菲,不是我们没钱买,是我们买不来。就拿华为自主设计的麒麟芯片来说,只有设计工艺,没有制造技术,也只能找台积电代生产。
虽然我国高端芯片与世界一流芯片还存在很大的差距,但是差距一直在缩小,而且有国家扶持。要知道在上个世纪五六十年代,美国在集成电路上也只领先我国4-7年,后面受到一些不可抗力影响才拉开差距。相信在我国投入大量资金、培养更多人才之后,我国高端芯片技术一定能达到世界一流水平。
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我国为何造不出高端芯片?
中国的半导体产业从改革开放以来没有得到重视,以前都是以基建和房地产投资为主的经济模式,直到近十年才逐步对芯片制造业提上战略高度,芯片制造本来就是一个大投资,长周期技术积累与创新的过程。虽然现在国家加大力度投入,但是收效甚微,最主要还是制造环节上久攻不下。
现在中国第一领军是紫光国芯,现在紫光的技术还只停留在28纳米制程上,并且不良率过高,良率只达到40%。现在高通,台积电都已经向10纳米,7纳米进军了,可想而知差距非常大。堵在中国芯片制造业前面最大的拦路虎不是材料,也不是技术,而是光刻机成套设备,而世界上只有日本的索尼,佳能,荷兰能掌握高端光刻机制造,而最好的是荷兰的,曾经1亿美元一台。
据国内光刻机制造企业华微电子公司员工介绍,就华微的光刻机最好只能做到90纳米制程,而日本的可以做到28纳米以下,荷兰的精度最高可以做14纳米以下制程。那你也许会问中国为什么不向他们购买,问题来了,因为芯片高端制造牢牢掌握在美日,欧,几个国家手里,对中国进行技术和设备的封锁。导致中国至今芯片产业迟尽得不到突破。
华微人员介绍,光刻机最主要部件透境的研磨技术的不同,也会产生相差10倍的效果,荷兰的企业研磨技术工人祖孙三代人做同一个工位!你就不难理解光刻机技术的要求有多高,而这些技术没有50到100年的积累,短时间很难做到精度要求的!所以说中国的芯片要想追赶高通任重而道远,最主要是需要政府长久耐心的投入和支持!
据说美国芯片工程师特别多,而中国却寥寥无几,这就需要中国的教育部门、能培养出芯片设计工程师。这更是一个漫长的过程了!以上就是大至中国芯片制造业现状,要追赶和超越美日韩芯片制造水平,中国需要的时间会是非常漫长的!