晶片是設計難,還是工藝更難?

妥妥的588598

工藝更難。對於大陸來說,在芯片工藝上的落後,永遠是一種刺痛。


以手機處理器為例,華為的麒麟處理器,尤其是到了麒麟 970 這一代,設計上,已經完全不輸美國高通和韓國三星了。


但是麒麟 970 的生產,沒有任何一家大陸廠商能做。華為雖然能設計,但也生產不了,只能交給臺積電。


為什麼?現在手機處理器上最先進的工藝,是 10 nm 工藝,壟斷在臺積電和三星手上。


而大陸最一的中芯國際,才能做 28nm 的工藝,這是三星五年前淘汰的工藝。


還有電腦處理器,英特爾為什麼排第一?因為它用的是 14nm 工藝,馬上 10nm 工藝也量產了。


而中國電腦處理器,最強的是龍芯處理器,性能遠遠落後於英特爾。為什麼?因為龍芯用的是落後的 28nm 工藝,耗電量高,在同樣的功率下,必然性能遠遠落後。


為什麼大陸還在用落後的 28nm、45nm 工藝呢?


因為加工處理器,需要光刻機,而最先進的光刻機,壟斷在荷蘭 AMSL 公司手上。美國不允許 AMSL 把最先進的光刻機賣給大陸,大陸只能引進中低端的光刻機,最高只能做到 28nm 工藝。


好在大陸現在也認識到問題嚴重,中芯國際加大研發,預計幾年內就能上馬最先進的 7nm 工藝,到時候,就能大大縮短中外的工藝差距。



陸家嘴文青

當地時間4月16日,美國商務部發布出口權拒絕令,禁止美國企業向中興通訊銷售元器件,時間長達七年。在此之前,中國雖然擁有全世界最大的半導體市場,但每年需要進口的芯片價值高達2000億美元,2017年更是達到了2600億美元。在這樣的情況下的禁令雖然給一些企業帶來了不小的衝擊,但從某種意義上也促使了我國儘快進入“芯片自強”的時代。

芯片設計與工藝哪個更難,不如問,芯片設計和芯片工藝哪個更是阻止我們“芯片自強”的攔路虎?

儘管我國之前每年都要進口大量的進口芯片,但這並不代表我國沒有芯片設計的人才。在以前,由於市場上已經有了性能優良的芯片,購買比投入設計更加划算,沒有很多機會給科研工作者去設計芯片再更新迭代,因此我國芯片設計行業不夠活躍,而現在,國家越來越重視“芯片自強”,設計工作者們也有了機會開始大顯身手。事實上,

2015年,我國發射的兩顆北斗導航衛星使用的就是我國自主研發設計的“龍芯”特製芯片。由此可見,芯片設計雖然困難,但我國絕不是沒有相關人才。

但是對於芯片製造所需要的設備,我國卻始終不能從官方途徑大規模引進,只能通過特殊途徑少量購買,即使掌握了核心的技術,沒有硬件設施的支持,也很難成功製造出。

因此,雖然芯片工藝和芯片設計各有各的困難之處,對我國現狀來說,還是芯片工藝更加的困難。


鎂客網

設計和工藝都是芯片製造的兩大難點,兩者一定程度上相輔相成,在我看來還是工藝相對更難一些。

美國有大量的芯片設計公司,高通,AMD,NVIDIA等等,這些公司都擁有世界一流的芯片設計師,AMD曾經還有自己的芯片製造工廠,但是迫於巨大的財務壓力,把廠子給賣了,就是如今的GF。現在有能力同時設計和製造處理器芯片的大廠也就剩下英特爾和三星了,可見建設和維持芯片製造廠的難度之大。


除去CPU、GPU等複雜的高端芯片,還有許許多多的各類小芯片在我們周圍的各種電子設備中,即使是在國內,能夠設計這類芯片的公司也有很多很多,但是他們的共同特點就是在芯片設計好之後需要交給芯片代工廠製造,然後才能生產出成品芯片投入市場。

全球的芯片代工製造廠就只有臺積電、三星、GF這樣的了了幾家,因為半導體芯片的生產製造過程極其複雜,不僅要購買天價設備,投入巨大研發人員,還要未雨綢繆,工藝隨時更新換代(28nm—16nm—10nm—7nm),同時還少不了豐富的芯片製造經驗。臺積電一年為研發和新建晶圓廠投資就達數百億元,還得持續不斷的投入,真不是一般公司能玩得起的。

優秀的芯片設計可以保證在現有工藝下更好的產品質量和良率,但是如果代工廠的工藝本身不過關,就無法做好這個芯片,投入市場更是無從談起。臺灣的聯發科和眾多科技企業一定程度上也是藉助臺積電強大的芯片生產能力崛起的,蘋果IPhone一款手機同時使用兩家不同的代工芯片都會引起能耗差距和全球用戶的關注,可想而知,芯片工藝水平是多麼重要。

國內大陸現在有麒麟、有龍芯,但是至今還沒有芯片製造商,大都是拿到別人那裡代工,這裡面國內有人才和資金的困難,也有歐美國家限制出口高端設備的因素,

試想你自主研發的芯片如果找不到代工就只是一張圖紙而已,所以說即使芯片設計能力不夠強,保證能用還是沒問題的,但是如果沒有先進成熟的製造工藝和工廠,這個芯片就無從談起。


嘟嘟聊數碼

設計、工藝都難,而製造芯片的那個設備製造更難。總之一句話:芯片產業代表了當今製造業最高水平,擁有全產業鏈則傲視群雄獨霸天下。

真懂行業術語的人不多,反正瞭解製造業的人都知道,裝備才是代表製造業水平的標誌,也就是到一個工廠,看他用的什麼設備,設備越先進,製造水平也就越高。


現在,絕大多數國家都是卡在製造芯片的設備上,這設備製造水平最高就荷蘭。美國為了壟斷,禁止這套設備隨便賣。全球最大芯片光刻設備市場供貨商阿斯麥2018年年產24臺,2019年能達到年產40臺的產能。 但就是這樣單價超億美元的昂貴設備,他們卻不賣給全球電子產品市場增長最快的第二大經濟體。

對於普通人來說,光刻機或許是一個陌生的名詞,但它卻是製造大規模集成電路的核心裝備,每顆芯片誕生之初,都要經過光刻技術的鍛造。

有個故事,日本一個工程師當年為了偷學德國先進的紡織機械製造技術,自斷一條腿,在德國廠家旁邊開飯店,通過接觸德國工程師,偷學了技術,並加以改進,而這個光刻機可不是一己之力就能偷學到,光刻機被業界譽為集成電路產業皇冠上的明珠,研發的技術門檻和資金門檻非常高。也正是因此,能生產高端光刻機的廠商非常少,最先進的14nm光刻機就只剩下ASML,日本佳能和尼康已經基本放棄第六代EUV光刻機的研發。

那為何禁止隨便賣呢?

這就不得不說《瓦森納協定》,又稱瓦森納安排機制,全稱為《關於常規武器和兩用物品及技術出口控制的瓦森納安排》,目前共有包括美國、日本、英國、俄羅斯等40個成員國。儘管“瓦森納安排”規定成員國自行決定是否發放敏感產品和技術的出口許可證,並在自願基礎上向“安排”其他成員國通報有關信息。但“安排”實際上完全受美國控制。當“瓦森納安排” 某一國家擬向非成員國出口某項高技術時,美國甚至直接出面干涉。


機器總是人造的,想造出最好的機器,僅靠模仿肯定不行。創新的基礎是學習,同時還要有不服輸的勁頭,現在是人家不給你學習機會,自己琢磨還得有一個相當長的過程,最快也要十年八年。

加油!


布衣吳新建

都很難,但現對而言,個人認為設計更難,舉個例子,intel和臺積電,誰的技術含量高誰的工藝高一目瞭然,intel憑藉略低級的工藝照樣可以稱霸芯片業和自己先進的設計能力是分不開的,intel沒有提升自己的工藝是因為沒有必要,intel現有工藝完全可以做出最頂級的芯片,而臺積電憑最先進的工藝卻沒能做出自己的CPU也說明自己的設計能力不足。再比如蘋果手機是蘋果的知識產權加富士康的代工,那是設計蘋果手機難還是組裝手機難呢?而且對於中國這樣的國家現狀而言,工藝可以用金錢堆積出來,而設計卻會隨時間迭代而逐漸淘汰,可以說芯片設計不難,但最新最好最頂級的設計就很難了。設計過時淘汰的芯片不難,設計引領時代的芯片就太難了。當然要想炒出好菜必須有好廚具,好材料,好配方,好手藝全都兼備才可以,好設計加好工藝才有好芯片,即使intel用最差的工藝也做不出好芯片。


scwsw

芯片製作完整過程包括:芯片設計、晶片製作、封裝製作、測試等幾個主要環節,其中每個環節都是技術和科技的體現。對於芯片來說設計和工藝都很複雜,但是相比較而言,製造工藝更難!!

(封裝只是整個芯片製作過程中的一小部分)

1,流程較多

整個工廠主要分為切片、焊線、模壓、印字、電鍍/植球、測試等,每一次工藝或者製程更新和改進,對於每個車間來說都要做可行性認證、改換模,上下流程車間的對接。

2,技術要求高

我們當時給華為海思和展訊代工過,技術要求非常高,有時候整個車間試做一個月,有時候僅僅其中設備的ESD不過關,就要重新改進工藝。

3,產品良率要求高

芯片價格不便宜,我們模壓車間每天要過量上百萬顆芯片,良率低於99.98%,就要停機溯源。重大不良率,主管領導要降級。

4,設備價格高

工廠所有的設備都是日本品牌,我們車間的設備總價值過5億人民幣。

5,工程師培訓週期長

工藝工程師平均培訓週期要3年以上。

國產芯片真正想在設計和製作工藝上趕超日美,還需更大的努力,政策的扶持,資本的推崇!!


技術工程師engineer

我不模稜兩可,我認為工藝更難,就是說,製造出芯片更難!

記得多少年前,在大學課堂上,老師就說到了芯片安全問題。

他說,我國進口的芯片用到軍品或重大工程時,都要進行電路顯微分析、指令集測試。這樣做的目的,一是為了排除可能暗藏的木馬,二是為了山寨。

他還是,我們進口的芯片,大部分都能山寨。但是,山寨品的成品率太低,大約5%都不到,這就意味著價格是進口貨的20倍以上,完全沒有大規模自行生產的可能。因此,這些山寨品就只能作為儲備,一旦斷供,就不論貴賤,至少有可以替代的產品。

其實中國很多高科技產品都是如此,起初是設計困難,但最終制約發展的是製造能力。

就像這次美國針對中興的禁售,如果我們能夠完全山寨美國的芯片,老美就不敢肆意妄為。

如果真跟老美撕破臉,那就少扯神馬知識產權的淡,就來個照搬照抄也未嘗不可。但是,如果製造不出來,那一切都是白扯。

所以,發展國產芯片產業,相關的製造能力一定要跟上。如果自行研製有困難,那就不妨多種渠道想想辦法。


阿道夫二世

芯片雖小卻有大學問,我國要是具備自主設計和生產高端芯片的能力,就是真正被世界公認的製造業強國了。顯然,我國還有很長的路要走,不可能一蹴而就。這些年來,國內很多企業學會了投機取巧,包括中興也一樣,否則不會被人輕易抓住把柄。創新口號喊得響,卻沒有實質的自主創新,企業發展是虛胖,追逐利益但武功全廢,沒有真本事。我國一直提倡工匠精神,但沒有營造培養工匠的環境,整個社會浮躁,缺乏專注幹成事的氛圍。


寶馬94315397

芯片本質上是設計問題,就是集成電路,首先是設計出具備複雜功能的集成電路。設計出來了,就是生產。生產對於商用是決定性的,因為商用講究體積小能耗低功能強。對於軍用,生產不是決定性的,體積大個十倍也就那麼大,耗能多個十倍也就那樣,中樞控制系統做的大一點唄,不行旁邊再放個散熱器,一個軍用手機做的大哥大板磚那樣還能當武器擋流彈。中國龍芯是生產工藝跟不上商用需求,中芯國際是隻能滿足中低端商業需求。


天南地北東北人個別的公司合格後溫哥華

可現在萬里長征第一步的通用架構專利許可沒有咋辦,有了專利能設計出比高通,蘋果,英特爾那個水平的芯片麼?最後的製造水平怎麼突破設備購入的封鎖。

太難了。不是兩彈一星和核潛艇的問題。那是軍工裝備,有了就可以。在慢慢演進進步。芯片造出來不如外國水平,市場階段誰來買。沒有市場的芯片淘汰更快。沒有市場的支持,連軟件都沒人給做。這些都是難上加難。

再多說一句,這次美帝在芯片上小試牛刀而已。計算機行業最重要的是軟件。我們在這方面還是落後的。


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