中国芯片技术落后美国多少年 中国制造芯片与美国的差距

华为因为过于强势的通讯技术 , 被美国在半导体方面进行限制 , 以此来干扰华为的经济 , 拖慢科技研发的速度 。华为的麒麟是由我国海思半导体进行的自主设计 , 可是为什么后来却不能进行新产品的迭代量产?这里面就涉及到了全球产业链的技术问题 。
海思半导体是芯片设计公司余承东在公开场合表示:“华为最可惜的 , 就是海思只是个芯片设计公司 , 没有参与到制程当中 。”
确实 , 对目前华为 , 甚至是其他国产手机品牌来说 , 最大限度就是在芯片设计方面下功夫 。至于芯片制造 , 需要的工艺水平太高 , 而且现在在全球产业链的大局势下 , 想要脱离西方技术 , 搞自研自产 , 几乎不可能 。
哪怕是华为的海思麒麟 , 都是购买的公版arm架构 。在此架构之上 , 进行设计或者魔改 。制造方面交给台积电进行先进制程的代工 , 台积电是美国控股60%的企业 , 可以这么说 , 虽然台积电在中国建厂 , 但是实际控制主权的 , 依然是美国 。
芯片的制造芯片制造一般分为四个步骤:晶元制造、晶元光刻、掺加杂质和封装测试 。
晶元制造:晶元是制造芯片的开始 , 由石英砂提炼而成 。只要是国家在晶元制造方面有重大突破 , 那么我国基本就可以实现自产自用了 。
晶元光刻:有了基础的晶元 , 下一步就是在此基础上进行蚀刻加工 。在这一步上面 , 就用到了光刻机 。目前全球最先进的光刻机就是荷兰ASML公司的产品 , 虽然我国的上海微电子也有光刻机 , 但是从先进制程工艺来说 , 差荷兰太远了 。
掺加杂质:在晶元经过光刻机的蚀刻之后 , 就到了掺加杂质这一步 。集成电路的基础是 PN 结 , 要想形成 PN 结 , 就必须在不同的晶元里掺加不同的杂质 。越是复杂的集成电路体系 , 其架构就越复杂 , 掺杂杂质这一步也就越复杂 。
封装测试:经过以上三部 , 基本已经实现了芯片从图片到实体化的过程 。进行量产之前 , 还需要进行封装测试 。封装测试的主要目的 , 就是检查芯片在加入到移动终端产品之后 , 能不能正常工作 。
在测试过程中 , 会出现一小部分的残次品 。虽然是残次品 , 但仅仅只是在性能方面与完全品有些差别 , 正常使用完全没问题 。
比如说华为的麒麟9000和麒麟9000e , 这两款芯片只是在NPU和GPU有所差别 , 虽然影响性能 , 但是不影响使用 。
以上就是芯片从生产制造 , 到量产商用的大概过程 。
华为的麒麟soc之所以能被美国限制 , 主要就是限制在先进制程工艺上面 。最开始 , 华为被美国在技术上面限制 , 导致5G射频芯片不能生产 , 只能用4G 。
后来 , 美国的制裁进一步加深 , 直接限制了中国大陆境内 , 芯片制造企业的产能 。但凡是有一点美国技术在里面 , 也不能给华为进行soc的代工生产 , 包括生产设备 。
我国不缺芯片设计的企业 , 但是缺芯片制程的工厂 , 尤其是缺去美化的工厂 。虽然在芯片设计领域 , 华为的海思半导体位居前列 , 但是在工艺制程方面 , 受制于人非常严重 。
【中国芯片技术落后美国多少年 中国制造芯片与美国的差距】我国的中芯国际在被美国制裁之前 , 可以发展7nm工艺的半导体制造 。被美国制裁之后 , 中芯国际的制程工艺就只能用28nm了 。
芯片的制程工艺一般分为两种:成熟制程和先进制程 。成熟制程工艺指的是28nm , 以28nm为节点 , 后续的14nm、7nm均属于先进制程工艺 。
不过随着科技的发展 , 现在7nm都已经不算是先进制程了 , 三星和台积电已经主攻到了4nm、3nm的技术节点 , 这里面主要因素就是有西方国家的技术在里面 。
在目前的国际形势下 , 想要靠自家的能力实现半导体产品从无到有 , 纯自研自产 。任何一个厂商都达不到 , 包括三星 。虽然三星在国际供应链方面是霸主 , 但是在技术上面 , 也是融合了许多国家的技术和产品 。
再有一点 , 半导体芯片行业烧钱非常严重 , 这不是一般厂商能承受得起的 。华为搞麒麟芯片的时候 , 是因为有通讯行业的资金进行填补空缺 , 才得以进行后续发展 。而且华为搞的是集成式soc , 这种芯片是集成通讯基带、CPU、GPU、NPU、IPS等多方面模块化的产品 。设计工艺难 , 造价高 , 耗时长 。
在芯片性能与温控的调节上 , 也非常困难 。稍有不慎 , 就会变成类似于骁龙810、骁龙888这种soc一样 。性能强 , 但是温控压不住 , 用户使用体验非常差 。
在CPU和GPU的核心堆叠上面不能太过于激进 , 要平衡性能和温控 , 尽量做到能耗比相对出色一些 , 这样可以极大的平衡手机整体的性能 , 带来更好的使用体验 。
在半导体设计方面 , 我国基本已经赶上了西方国家的脚步 。但是在芯片制程方面 , 我国还差西方国家很长时间 。

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