中國現在的芯片製作離美國日本等國家還有差距嗎?

科技深觀察


有差距而且差距很大,至少落後美國十年。

為什麼造個芯片那麼難?

在中興被制裁前,恐怕不少不太瞭解芯片的人還認為中國的仿造能力這麼強造個芯片應該問題不大,當年那麼艱苦的環境下都搞出了兩彈一星,現在造個小小的芯片還不是分分鐘的事?這麼想就大錯特錯了,中國不是沒能力造芯片,而是很難造出高端的芯片。

曾經在貼吧看到過一個很搞笑的提問:淘寶賣的散片cpu靠譜嗎?會不會是小作坊生產的盜版貨?

小作坊要能造出芯片中科院得請他們去喝茶了。

芯片、操作系統這些高新技術不是有錢就能解決的。因為隨著CPU製造工藝的升級,製造難度提升也越來越大,晶圓廠建設的耗資更是成幾何數往上升。除英特爾能自主設計和生產製造外也就還有三星了,臺積電很強大但主要做代工生產,即便中國有能力設計出來先進工藝的芯片也得找個幫手給製造出來。

還有一點就是架構,中國現在仍然沒有能力研發自己的架構,即使有了自己的架構,能不能讓Windows穩定運行或者開發一個全新的操作系統會成為下一項難關,再往後就是更加艱鉅的構建生態環境了。

美國在這方面起步早投入大,英特爾每年光研發費用就得好幾十億美元,此外尖端設備和人才的引進非常關鍵。

未來會有自己研製的頂級芯片嗎?

肯定會有的!在移動端芯片方面華為做的已經相當出色了,麒麟芯片具備了同另外兩家頂級芯片(高通和蘋果)相抗衡的實力,最新的麒麟990芯片為7nm級別,明年還將朝著5nm的方向發展。

至於PC端,這就需要很長的時間來發展了。目前中國最先進的龍芯的性能只能達到多年前英特爾的水平,想要造出頂級芯片需要國家更多的支持和更多的技術積累、人才儲備。

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2018年的芯片危機以及美國對中興和華為的找茬,我們認識到了芯片的巨大價值,以及我國在芯片製造領域與美國的巨大差距。芯片真的很難製造嗎?這個問題回答起來真的一言難盡,相當之複雜。

芯片製造遠沒有我們想象的那麼簡單,一塊指甲蓋大小的芯片誕生需要經歷幾百道工序才能被生產出來。而這裡的芯片我們通常特指CPU、GPU、SoC這樣超大規模的集成電路。

21世紀是屬於科技的時代,電腦被開發出來70餘年,Intel不過40歲,但其中的更新與迭代之快,遠遠超出了其餘行業發展速度。這些芯片成為現在手機、電腦必不可少的零部件,先不論X86、ARM架構上的優勝劣汰,光是製作上就凝聚著全人類的智慧。

而當今世界上最先進的工藝、生產技術、尖端機械全部都投入到了該製造產業中,因此其半導體制造產業匯聚知識密集型、資本密集型於一身的高端工業。

近年來,國產芯片取得了很大的成績,但中國的芯片還是主要依靠進口,這是一個基本事實。2018年中國集成電路的產品國內自給率僅為12.7%。言歸正傳,為什麼芯片這麼難製造?

一、製造工藝複雜

有說法認為,集成電路是比航天還要高的高科技,計算機裡的中央處理器及手機中的射頻、基帶和通信基站裡的模數轉換器等,都是由多個芯片組合在一起的更大的集成電路。

而集成電路是非常精密的儀器,其單位為納米。一納米為十萬分之一毫米。這就對設計、製造工藝都有非常嚴格、高標準的要求。而一個芯片的製造就需要上千個工藝程序,製造流程的複雜對芯片製造產生了很大的阻攔。

二、製造成本太高

芯片的製造工藝非常複雜。一條生產線大約涉及50多個行業、2000-5000道工序。需要先將“砂子”提純成硅,再切成晶元,然後加工晶元。

晶元加工也包含前後兩道工藝,前道工藝分幾大模塊——光刻、薄膜、刻蝕、清洗、注入;後道工藝主要是封裝——互聯、打線、密封。前後兩道工藝等繁瑣的程序,每一道工序都缺一不可,每一項都非常關鍵。

芯片生產時,一條生產線大約涉及50多個行業,其中許多工藝都在獨立的工廠進行,而使用的設備也需要專門的設備廠製造;工藝的複雜也註定了製造成本的高昂,而成本讓許多不太龐大的製造工廠望而卻步,不敢去嘗試,這也是芯片製造困難的一個重要原因。

三、芯片研發難度太高

在芯片製造行業,不可否認的事實是大多數科學技術都掌握在美日歐等國家的手中,目前,全球芯片仍主要以美、日、歐企業產品為主,高端市場幾乎被這三大主力地區壟斷。而我國的芯片製造主要還是以“代工”為主。

芯片研發難度非常高,而且無法跨越式發展,這就形成了一步落後步步落後的現狀。只有攻破每個技術難題才有可能做出最新的芯片,這是最難的。

國外先進企業的芯片工藝,都是從60納米、45納米逐步發展到10納米、7納米,如果要求國內企業從28納米,一下子追趕到先進水平是很難的。目前與國外的差距大概有5年的時間。

四、芯片很難盈利

芯片領域除了高通,聯發科,華為,蘋果,三星,本來也有其他的玩家,但是芯片太難盈利了,只有做成細分領域最好的才能發展。而且芯片賣的越多才能攤平成本,否則就會持續虧損,這對於新玩家,是巨大的難度。

正如北京郵電大學教授張平所言,現在很多青年學生更願意“瞄準市場的需求,做一些應用,開發一些短平快的產品,這樣能夠被市場認可,也可融到巨資。而做芯片是要有情懷的,是很艱苦的,需要長期的攻關。現在的學生因為環境所迫,願意去更容易掙到錢的。

五、巨大的研發成本和投入

芯片的設計需要非常高的技術積累。芯片設計的試錯成本和排錯難度大,消耗的時間週期非常長,並非簡單的資金投入就可以完成。試錯週期長,意味著需要邏輯嚴謹細緻的工作態度,排錯難度大證明需要一套科學的實驗方法,這就對國家的技術水平提出了超高的要求。

芯片的投入非常巨大,而且時間非常的長,高通成立幾十年在2017年的研發投入還有近90億美元,也就是600億人民幣,連續投入了幾十年。

芯片領域做的比較好的國產品牌華為,在2017年整體研發成本也是有900億,分到芯片上的投入也是百億水平。

無論是國家支持,還是風投支持,都很難持續的投入巨資來發展。

因此即便是不談芯片設計,光是芯片製造已經讓非常多的企業頭疼了,名副其實的匯聚知識密集型、資本密集型於一身的高端工業。

我們需要打破這種困局,就必須要得到更多的資金支持,培養更多的高精尖的技術人才,去研發芯片。這仍然是一個任重而道遠的問題。


科普書閣


目前我國已有大量公司進行設計芯片,現有設計水平緊追美國。但是在芯片設計領域設計工具方面有所不足,而芯片設計需要一系列的自動化工具,這種工具目前只有美國企業能夠提供。

有人說中國是全球最大的製造國家,各行業的生產精密度都在逐漸強大甚至在全球領先,只有設計能夠領先,製造就簡單了。其實不然,制定生產線,生產計劃,設備調試等等,大概就要兩三年時間。課時芯片製造技術在不斷更新,我們需要不斷的對未來市場做出判斷,所以新建生產線的決策風險在於時間和金錢消耗殆盡後,市場方向發生改變,前期的投入將全部煙消雲霧。

另外芯片製造所花費的材料我們也大量依賴進口。部分材料還需要完全進口。目前中國還有很多技術水平還處於較低的位置,所以這也是和發達國家有比較大差距的原因之一。

當然這些問題的出現也在於我國起步比較晚,同時一些科技公司,注重的方向更多的可能是利潤及實現效率。這方面的現實原因很多企業都大同小異,如:有更省事的辦法就能解決問題,造不如買,買不如租。但是,產品可以買到,核心技術卻拿不到手。

在此,也希望我們中國人自己通過努力奮鬥,認真鑽研不斷推進創新,今早實現技術追趕。雖然發展芯片產業不是一朝一夕的事,但是,我們有堅定的信念和永不放棄的精神,相信總有一天,我們的各項科技都會凌駕於科技高峰。


恆程說知產


目前中國在芯片領域與歐美國家之間的差距依然還是有的,芯片產業這一行的水遠比我們想象的要深,無論是在硬件能力還是軟件能力、抑或是產業生態上都有大量的問題掣肘著我們,需要我們去克服。就拿集成電路製造過程中最核心、最尖端的光刻機來說,國內的水平還有非常大的發展空間,和某些發達國家相比甚至可以說難以望其項背。


但是,芯片產業並不是什麼年輕的產業了,在國外該領域的發展已經很成熟,而我國現在正處於向芯片領域重磅出擊的階段,國家的大力支持,各大企業的緊追猛趕,中國芯片製造與歐美國家的差距必然會越來越小。尤其是最近中美間的貿易摩擦,更加讓我們意識到中國芯的重要性,也更加堅定了我們這芯片這一領域突破的決心。


或許我們可以從以下幾個基礎的方面稍微瞭解一下目前我國芯片相關領域發展狀況。

1、無源器件,也就是電阻、電容、電感器之類電子產品用得比較多的東西,雖然說這方面國內產業線還算齊全,但是在國市場上的影響力還太小,招架不住市場大幅度漲價之類的風波。

2、目前我國關於分立器件、電源管理器件、數字邏輯器件等的生產主要還是集中在中低端型號。

3、諸如可編程邏輯器件這類重要器件,目前全世界基本只用Altera、Xilinx、Lattice這三家美國公司產的。不過好消息是目前國內已經有了安路科技等幾家自主CPLD/FPGA廠商,雖然起步不久,但前景還是光明的。

4、運算放大器、模數轉換器以及大家比較瞭解的內存和閃存等存儲器等高端一點的型號基本被國外的企業壟斷了,但是國內一些企業也在準備投產這些器件。

總的來說,中國在芯片製造上依然任重道遠,但是未來可期。



趙廣亞


2018年的芯片危機以及美國對中興和華為的找茬,我們認識到了芯片的巨大價值,以及我國在芯片製造領域與美國的巨大差距。芯片真的很難製造嗎?這個問題回答起來真的一言難盡,相當之複雜。

芯片製造遠沒有我們想象的那麼簡單,一塊指甲蓋大小的芯片誕生需要經歷幾百道工序才能被生產出來。而這裡的芯片我們通常特指CPU、GPU、SoC這樣超大規模的集成電路。

21世紀是屬於科技的時代,電腦被開發出來70餘年,Intel不過40歲,但其中的更新與迭代之快,遠遠超出了其餘行業發展速度。這些芯片成為現在手機、電腦必不可少的零部件,先不論X86、ARM架構上的優勝劣汰,光是製作上就凝聚著全人類的智慧。

而當今世界上最先進的工藝、生產技術、尖端機械全部都投入到了該製造產業中,因此其半導體制造產業匯聚知識密集型、資本密集型於一身的高端工業。

近年來,國產芯片取得了很大的成績,但中國的芯片還是主要依靠進口,這是一個基本事實。2018年中國集成電路的產品國內自給率僅為12.7%。言歸正傳,為什麼芯片這麼難製造?

一、製造工藝複雜

有說法認為,集成電路是比航天還要高的高科技,計算機裡的中央處理器及手機中的射頻、基帶和通信基站裡的模數轉換器等,都是由多個芯片組合在一起的更大的集成電路。

而集成電路是非常精密的儀器,其單位為納米。一納米為十萬分之一毫米。這就對設計、製造工藝都有非常嚴格、高標準的要求。而一個芯片的製造就需要上千個工藝程序,製造流程的複雜對芯片製造產生了很大的阻攔。

二、製造成本太高

芯片的製造工藝非常複雜。一條生產線大約涉及50多個行業、2000-5000道工序。需要先將“砂子”提純成硅,再切成晶元,然後加工晶元。

晶元加工也包含前後兩道工藝,前道工藝分幾大模塊——光刻、薄膜、刻蝕、清洗、注入;後道工藝主要是封裝——互聯、打線、密封。前後兩道工藝等繁瑣的程序,每一道工序都缺一不可,每一項都非常關鍵。

芯片生產時,一條生產線大約涉及50多個行業,其中許多工藝都在獨立的工廠進行,而使用的設備也需要專門的設備廠製造;工藝的複雜也註定了製造成本的高昂,而成本讓許多不太龐大的製造工廠望而卻步,不敢去嘗試,這也是芯片製造困難的一個重要原因。

三、芯片研發難度太高

在芯片製造行業,不可否認的事實是大多數科學技術都掌握在美日歐等國家的手中,目前,全球芯片仍主要以美、日、歐企業產品為主,高端市場幾乎被這三大主力地區壟斷。而我國的芯片製造主要還是以“代工”為主。

芯片研發難度非常高,而且無法跨越式發展,這就形成了一步落後步步落後的現狀。只有攻破每個技術難題才有可能做出最新的芯片,這是最難的。

國外先進企業的芯片工藝,都是從60納米、45納米逐步發展到10納米、7納米,如果要求國內企業從28納米,一下子追趕到先進水平是很難的。目前與國外的差距大概有5年的時間。

四、芯片很難盈利

芯片領域除了高通,聯發科,華為,蘋果,三星,本來也有其他的玩家,但是芯片太難盈利了,只有做成細分領域最好的才能發展。而且芯片賣的越多才能攤平成本,否則就會持續虧損,這對於新玩家,是巨大的難度。

正如北京郵電大學教授張平所言,現在很多青年學生更願意“瞄準市場的需求,做一些應用,開發一些短平快的產品,這樣能夠被市場認可,也可融到巨資。而做芯片是要有情懷的,是很艱苦的,需要長期的攻關。現在的學生因為環境所迫,願意去更容易掙到錢的。

五、巨大的研發成本和投入

芯片的設計需要非常高的技術積累。芯片設計的試錯成本和排錯難度大,消耗的時間週期非常長,並非簡單的資金投入就可以完成。試錯週期長,意味著需要邏輯嚴謹細緻的工作態度,排錯難度大證明需要一套科學的實驗方法,這就對國家的技術水平提出了超高的要求。

芯片的投入非常巨大,而且時間非常的長,高通成立幾十年在2017年的研發投入還有近90億美元,也就是600億人民幣,連續投入了幾十年。

芯片領域做的比較好的國產品牌華為,在2017年整體研發成本也是有900億,分到芯片上的投入也是百億水平。

無論是國家支持,還是風投支持,都很難持續的投入巨資來發展。

因此即便是不談芯片設計,光是芯片製造已經讓非常多的企業頭疼了,名副其實的匯聚知識密集型、資本密集型於一身的高端工業。

我們需要打破這種困局,就必須要得到更多的資金支持,培養更多的高精尖的技術人才,去研發芯片。這仍然是一個任重而道遠的問題。



遊戲人超超


芯片製造確太複雜了,尤其是量產。芯片技術和美、日⋯的差距在量產方面。聽明白嗎?就是說,芯片的精度、工藝都可以,與美、日⋯不分上下,就是自動化大量生產所需數量有相當差距。因為芯片需求量實在太大,又是高科技產品附加值大,市場競爭是不可或缺的產品⋯用於軍事的軍品,中俄都不比美、日⋯差。他們要卡我們勃子是根本不存在的!現在人都在追求速度、功能多,所以產品翻新必快:否則會油擠出巿場,情況就是這樣子⋯。


得亮1


其實數字電路和大規模集成電路大家的功底差別不大,但我們的產業鏈不全啊,從設計研發,到測試,製造,封裝。我們的鏈條是有短板的,關鍵的儀器設備受管制不賣給你你也發展不起來啊,另外製造環節光端機也不行。哪怕我們不顧成本製造出來,良品率差別太大,又貴別人也不敢用。電子行業是贏者通吃,沒給後來者留活路,全世界自己分工好了,你做光源,我做伺服電機,他開發工具軟件,我公關液介,中國人根本只能幹著別人不玩的東西。說到落後,模擬電路組建才真的落後,這個世界並不是光需要數學電路,但我們這塊這十幾年年輕人根本不去研究了,比如晶閘管,比如功放,濾波,因為沒吸引力只有軍工在研究了。其實我們要想明白,不要啥都想第一,一是不可能,二是沒必要,如果我們軍工和宇航能滿足就可以了,慢慢研究不民用化,日子還是能過的對不。


李旭峰同學


比美國差十萬八千里,日本?日本有芯片製造業麼?東芝賣了閃存還有啥?


汽車品牌123


主要是芯片製造機,光刻機幾乎是荷蘭壟斷,而荷蘭受美國等發達國家制約,不賣我們,光靠自己研發,最少還差二十年,畢竟人家的技術基礎底蘊在哪裡!


隨心行者Lian


差距說大不大,說小不小,主要是芯片生態鏈的差距太大了,電腦普及了十幾年了,一時半會是追不上去的


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