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中國(guó)芯片技術(shù)現(xiàn)狀以及展望

首先，中國(guó)技術(shù)到底現(xiàn)在在世界上是什么情況呢？例如高鐵巨型裝備設(shè)備，10萬(wàn)噸的鍛壓機(jī)，造橋速度，基建狂魔。其實(shí)例如基建，裝備，高鐵這些基本上可以歸為應(yīng)用技術(shù)，可以和歐美平起平坐了。應(yīng)用技術(shù)就是我們?cè)跉W美基礎(chǔ)科學(xué)原創(chuàng)科學(xué)的基礎(chǔ)上搭建的。比如高鐵，我們能組裝造出來(lái)，但是發(fā)動(dòng)機(jī)呢？輪子我們能*自己造出來(lái)嗎？答案是否定的。

因?yàn)橹圃旄哞F發(fā)動(dòng)機(jī)，zui核心的東西不是發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造，而是發(fā)動(dòng)機(jī)的材料，怎么樣才能長(zhǎng)時(shí)間耐高溫，穩(wěn)定，高功率不會(huì)爆炸出事故。

除了生物醫(yī)學(xué)之外，核心技術(shù)說(shuō)到底就是材料技術(shù)。看一串例子：發(fā)動(dòng)機(jī)，工業(yè)*冠上的明珠，是我們zui遭人詬病的短板。其核心技術(shù)說(shuō)白了就是渦輪葉片不夠結(jié)實(shí)，油門(mén)踩狠了就得散架，無(wú)論是航天發(fā)動(dòng)機(jī)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)，只要帶個(gè)“機(jī)”字，我們腰桿都有點(diǎn)軟。材料技術(shù)除了燒錢(qián)、燒時(shí)間，有時(shí)還要點(diǎn)運(yùn)氣。還是以發(fā)動(dòng)機(jī)為例：金屬錸，和鎳混一混，做出的渦輪葉片zui優(yōu)，錸的探明儲(chǔ)量大約2500噸，主要分布在歐美，70%用來(lái)做發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片，這種戰(zhàn)略物資，妥妥被美國(guó)禁運(yùn)。前幾年在陜西發(fā)現(xiàn)一個(gè)儲(chǔ)量176噸的錸礦，這幾年艱苦生活才有了起色。

芯片也是如此，我們研發(fā)的時(shí)間太短，各方面都是基礎(chǔ)部分差的太遠(yuǎn)。

那么我們從造芯片的幾個(gè)部分開(kāi)始一一說(shuō)起：

一、硅

將其氯化了再蒸餾，可以得到純度很高的硅，切成片就是硅片。硅的評(píng)判指標(biāo)就是純度，如果硅里有一堆雜質(zhì)，那電子就別想在滿(mǎn)軌道和空軌道之間跑順暢。

太陽(yáng)能級(jí)高純硅要求99.9999%，*超過(guò)一半是中國(guó)產(chǎn)的，早被玩成了白菜價(jià)。芯片用的電子級(jí)高純硅要求99.999999999%(別數(shù)了，11個(gè)9)，幾乎全賴(lài)進(jìn)口，直到2018年江蘇的鑫華公司才實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，目前年產(chǎn)0.5萬(wàn)噸，而中國(guó)一年進(jìn)口15萬(wàn)噸。

難得的是，鑫華的高純硅出口到了半導(dǎo)體強(qiáng)國(guó)韓國(guó)，品質(zhì)應(yīng)該還不錯(cuò)。不過(guò)，30%的制造設(shè)備還得進(jìn)口。

高純硅的傳統(tǒng)霸主依然是德國(guó)Wacker和美國(guó)Hemlock(美日合資)，中國(guó)任重而道遠(yuǎn)。

二、晶圓

把純的單晶硅切好之后就變成晶圓，在晶圓上把成千上萬(wàn)的電路裝起來(lái)的，就叫“晶圓廠”。晶圓加工的過(guò)程有點(diǎn)繁瑣。

首先在晶圓上涂一層感光材料，這材料見(jiàn)光就融化，那光從哪里來(lái)？光刻機(jī)，可以用非常精準(zhǔn)的光線，在感光材料上刻出圖案，讓底下的晶圓裸露出來(lái)。然后，用等離子體這類(lèi)東西沖刷，裸露的晶圓就會(huì)被刻出很多溝槽，這套設(shè)備就叫刻蝕機(jī)。在溝槽里摻入磷元素，就得到了一堆N型半導(dǎo)體。