關於「芯」的那些事

今年4月初，美國商務部對中興通信的一紙禁售令幾乎置中興於死地，9月19號，美國宣佈將對中國出口至美國的2000億產品，增長10%的關稅，美方同時威脅，若中方對農產品等行業報復，美國將當即實施力度更大的關稅徵收措施，對額外的2670億美金的進口商品徵收關稅。在中美貿易情況不佳的大背景下，國內科技公司在美國市場的每個動做都如履薄冰，美國已經拿中興、華爲等高新技術企業開刀，這讓咱們逐漸意識到，在中國不少關鍵部件和核心技術節點仍是受制於人，首當其衝的就是芯片行業，從今天開始我會分幾個章節，跟你們聊一聊關於芯的那些事兒。

 

 

首先芯片行業分爲幾類，準確的說應該是半導體行業，分別是IP供應商、IC設計商（Fabless）、晶圓製造商（Foundry）和封測廠商，還有一種是以Intel爲表明的IDM企業，IDM模式即包攬IC設計、IC製造、封裝測試等各個環節（IC：集成電路），除了Intel外三星、東芝等也屬於IDM企業。

 

 

處於行業最上游的IP供應商身份最爲神祕，他們的商業模式也很是成功，業界最大的IP供應商就是ARM，ARM幾乎壟斷了整個移動設備的CPU，也就是所謂的ARM架構，近兩年其Mali GPU方案也穩步提高，IP供應商是以軟核、硬核等形式爲Fabless公司和Foundry公司提供設計服務，而且從他們手中收取受權和版權費，因此說IP供應商自己不生產產品，通常來講這類公司的公司體量不大，可是對技術的要求很是高。

 

 

Fabless和Foundry也是你們很熟悉也是曝光率很是高的，例如 蘋果、高通、聯發科、華爲海思、珠海全志、瑞芯微等芯片商就是Fabless，這些企業只負責IC設計，芯片設計好後就交給Foundry代工，最具表明性純代工廠就是臺積電、聯電和GlobalFoundry。

 

  下面就詳細的介紹一下芯片的製做過程：

第一：原材料-硅

 

首先把硅石氯化而後再蒸餾，能夠獲得很高程度的硅，切片後就是硅片，硅的評判標準就是純度，太陽能級高純硅要求99.9999%，國內生產了超過全球一半的產量，芯片級別的要求99.99999999999%，幾乎所有依賴進口，高純硅的霸主主要是德國的Wacker和美國Hemlock。

 

 

第二：晶圓

硅提純時須要旋轉，因此切片後的硅是圓的，所以就叫「晶圓」。

 

 

 

切好以後，就須要把晶圓上的成千上萬的電路裝起來，這就是晶圓廠的主要工做，那怎樣才能完成這樣的操做呢？

首先在晶圓上塗上一層感光材料，而後經過光刻機用很是精準的光線，在感光材料上刻出圖案，讓底下的晶圓裸露出來，而後，用等離子體這類東西衝刷，裸露的晶圓就會被刻出不少溝槽，這套設備叫刻蝕機，在溝槽里加入磷元素，就獲得了一堆N型半導體，完成以後，清洗乾淨，再從新塗上光感材料，用光刻機刻圖，在刻蝕機刻溝槽，在撒上硼，就是P型半導體。這塊晶圓上的小方塊就是芯片，芯片放大就是成堆的電路。

 

 

芯片的良品率取決於晶圓廠的總體水平，可是加工精密度徹底取決於核心設備，就是上面說到的「光刻機」，荷蘭阿斯麥公司（ASML）一家獨大，雖然日本尼康和佳能也作，可是技術已經被阿斯麥遠遠的甩到身後，主要精力只能放在低端市場，

 

 

不管是臺積電、三星、因特爾誰先買道阿斯麥的刻錄機就是誰先具有了7nm工藝，哈哈哈，追不上我吧，就是這麼強大，阿斯麥是惟一高端光刻機生產廠商，每臺售價至少1億美金，且年產量不超過20臺，這些已經被臺積電和因特爾搶完了，爲何咱們不能買呢，這個主要是由於因特爾、三星、臺積電都佔有阿斯麥的股份，且美帝國主義的一些協議要求重要技術不能輸出到咱們國家。

那問題來了，芯片越大能夠安裝的電路越高，爲何芯片不是越大越好，而是越小越好呢？

答案很簡單：錢

一塊300nm直徑的晶圓，16nm工藝能夠作100片芯片，10nm工藝能夠作210片芯片，因而成本便宜了一半，並且越大的芯片遇到雜質的機率越大，良率愈來愈低，這也是成本，並且大芯片功耗高，佔用的空間大，小芯片功耗低，可讓設備更加小巧。

第三：封測

Fundry生產出晶圓，芯片須要從晶圓上一個一個切下來，接上導線，裝上外殼，順便還要測試通路，這個環節叫封測，封測廠排名第一是臺灣的日月光，後面還有夕品、力成、京元電子，國內的有長電科技、華天科技、通富微電等，畢竟只是行業末端，技術含量不高。

昨天，阿里在「雲棲大會」正式宣佈本身要作芯片了，起名「平頭哥」，阿里達摩院和中天微整合的新公司---平頭哥半導體有限公司，恭喜馬雲爸爸，但願平頭哥能夠像它的名字同樣，生死看淡不服就幹，也但願咱們國產芯能夠作大作強。

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