36氪

很多人都是从芯片本身的技术难度来说的。我想从市场的角度谈一谈，为什么中国企业想要制造出芯片，会那么困难。

雷军说过，手机芯片是这个星球上集成度最高的元器件，它需要巨额成本和非常长的研发周期。“芯片行业10亿起步，10年结果。”芯片研制出来，至少要卖几千万件才能收回成本。如果只卖100万件，对不起，每个芯片的平均研发成本要1000多块钱。芯片比市面的手机还贵，这生意就没法做。

芯片研制出来，放到市场上卖，还要面对英特尔、ARM的竞争。这些巨头会不会用价格战把新对手杀死呢？有可能。不过，最主要的竞争手段还是技术。

芯片技术迭代很快，新一代技术就是比旧一代技术强，并且强很多。手机产业竞争那么激烈，他们当然选择最好的芯片。芯片追赶者一个没追上，就会被杀死在半路。几十亿几百亿美元的投资，说没就没。这种风险不是谁都冒得起的。

过去多年，中国企业造不起芯片，除技术原因，主要还是市场原因。在市场中缺乏胜算，企业家就不会研发；长期没有投入，技术落后就更明显。

中国企业不敢冒险的一个原因，只是因为：过去实在太穷了。几十亿元投资，没几家企业能掏出来。把身家性命搭在高风险的事情上，科学家们也许有雄心，股东也不会答应。企业活着比什么都重要，况且市场上又不是没有别的赚钱机会。

芯片一旦做出来，利润非常可观，前景非常诱人。这是一个令人垂涎的蛋糕。中国每年要从海外进口芯片超过2000亿美元，是第一大进口产品。研制出中国人自己的芯片，是很多企业家的愿望。爱国主义的情怀应该是有，但是我想，利润驱使才是最主要的原因吧。

永远要相信，企业家是追求利润的。只要有利润，就会有人尝试。中国企业家不比老外笨，他们不会甘心大把银子白白让给别人赚。中低端的芯片，以前就有中国企业在做，只是太落后了，汤都喝不上，更不要说吃肉。现在华为、小米都在搞研发，希望制造出高端芯片。他们勇于走上征程，一个基本的条件是：有钱了，敢投入，也耗得起。

当今中国在芯片领域落后，主要已经不在钱上，而是研究体制建立，人才培养，技术积累，而这些都需要时间。中国芯片技术的追赶，才刚起步。过去二十多年，中国进口使用外国芯片，这属于市场自发选择，没什么可丢人。没有看似“被动”的贸易，就不会有进步。

菁城子

芯片虽小，却近乎集成了人类所有的科技知识与工艺，不仅仅涉及了物理、数学、化学等基础理论，还有上百年积累的光学、机械、化工的技术与工艺的积累，它绝不是表面上看起来的那么平淡无奇。

1、精密化工: 芯片所涉及的原材料都需要令人恐惧的纯度，动辄8个9(99.999999%)的纯度或以上，而且不仅仅是少数几个材料如此，几乎所有的材料都要类似的纯度，因为芯片内部尺寸如此之小，都是纳米级的，对杂质、缺陷无法容忍。而要得到如此极高纯度的材料，也绝非一句话这么简单，其背后又是一个庞大的产业链以及一大堆顶级设备支撑，才可以得到这类变态级别的材料，否则即便有人白送给你这种顶级材料，但材料是否合格你可能都没能力测试与回答。

2、精密机械与精密光学设备: 集成电路目前已发展到7nm级别，在这个基础上还要保证内部线路的清晰无毛边，那么对机械设备、光学设备的精度以及重复精度、运动控制、整机振动都提出的变态级的要求就可想而知了，而这都是建立在西方上百年的相关技术积淀上的，很难一挥而就的赶上。

3、基础知识: 包含物理、化学、力学理论等等，这个方面是我国还比较强大的，差距不大。

4、

5、成熟IP市场: 西方发展集成电路近半个世纪，按集成电路的设计投产以及投放市场总量来看，其实真正成功的IC只占总投产量的10%，余下超过50%的IC可能都只是处于勉强保本状态，剩下的就是无数失败的IC产品，这个IC市场淘汰过程既成本高昂又时间漫长，根本就没有弯道超车的捷径道路。

在此漫长过程中，西方IC行业自然在堆积如山的IC产品“尸体”总结出大量的成功经验，也就是业界所谓的成熟集成电路掩模设计(IP)，这是个技术含量极高的活，是无数金钱与时间积累出来的成果，目前国际上的集成电路设计都是是以购买成熟IP为主，对于复杂的IC设计极少有人另起高楼全部自己干，利用购买IP交易来完成，既可以大幅度缩短设计时间，同时也极大的提高IC的可靠性，我们不可能在与世界IP主流市场相对隔离的前提下，完成自己的高端高复杂度IC的设计，基本上不可能。

6、市场与资本因素：西方的集成电路之所以发达，不仅仅是深厚的基础技术积累使然，而且在市场化方面，西方也极为成熟，既有强大的风险创业基金的扶持，又有残酷的市场竞争与淘汰，而不是简单的国家政策的扶持与保护，使得西方的电子工业的竞争既严酷又富有风险意识，结合得很好。而我国则经常处于要么行业大力扶持，但为了保护巨额投资又实施垄断经济，导致缺少竞争而变成温室里的花朵，要么小企业自生自灭，无法迈出第一步，换言之没有成熟的资本以及市场的帮助，集成电路产业是无法实现可持续发展的。

因此有人提出以举国之力来完成IC产业链布局，这当然对IC产业有帮助，但需要注意的是IC行业与两弹一星有所不同，IC是与成本密切相关，与市场需求密切相关且更新换代极快，而两弹一星基本上只与材料与技术相关，但与成本以及市场需求无关，所以两弹一星模式不完全适用于IC以及软件行业，当然举国之力去布局IC行业还是有极大帮助的，当初韩国就是这么干的。

7、软件因素：集成电路行业不是一个孤立的行业，也包括与之配套的软件行业，而软件远非是简单的代码编写那么简单，软件最大的难点就是对控制目标、使用人群以及所涉及的任何行业本身的业务了解，也就是俗话说的软件建模难度，而建模都是基于对行业的深度了解以及对行业现有格局进行电子化的改造这些难题破解的结果，相反编程本身只占软件行业的很小一部分，

8、总而言之：集成电路是人类全部知识与智慧的结晶，它本身就远不是一个孤立的产品，而是整个社会各类技术发展的一个最后成果，没有这些发达的相关工业、没有上百年的技术与工艺积累、没有成熟的市场竞争体系与风险资金体系，你是根本做不出有竞争力的集成电路的。

9、世界IC行业现状:

第一集团: 核心设计技术、成熟电路的掩模设计IP以及EDA工具: 美国，欧洲全部掌握，特别是美国，其实美国的顶级加工能力还高于德国日本，所以哈勃、韦伯望远镜这类人类顶尖光/机/电产品都是美国生产的，日本德国尚不具备这个能力。

第二集团: 日本，大部分IC的关键上游材料与技术全部掌握，离开日本欧美都很难覆盖IC上游的基础材料。日本弱在缺少EDA工具开发能力以及高端设计能力稍弱，制约日本IC能力的不是技术而是亚洲文化。

第三集团:韩国与我国台湾，韩国的IC原创设计能力稍高于台湾，特别是韩国的内存与flash具备世界领先的原始设计能力，但在IC加工行业台湾稍稍领先韩国。

我国台湾地区的IC行业处于全球领先的加工状态，但关键设备都是进口购买，台湾自己无法生产高端IC装备，台湾强在已形成完整的产业链以及具备强大的IC加工人才梯队。

所以中国如果要真正解决IC问题，恐怕是个超级庞大的系统工程，而且绝对不可能关起国门来实现真正意义上的独立自主，这绝非笔者泼凉水，以美国强大的硬/软实力，美国依旧无法真正独立完成IC的全产业链操作，美国依旧需要国际合作。

换言之，迄今为止，世界上尚无一个国家可以实现真正独立自主的、且又具备高水准的IC产业链的，那怕只是中等水准，都无此先例。

努力吧，我的国！

楚楚夫

小小芯片，集成了一国科研实力，其实是综合国力的集中展现。我国芯片行业还停留在投资驱动型的低级阶段，离技术密集型阶段相差较远！如果没有足够的技术积累，仅仅有钱也是造不出来的。

昨天在微头条贴了张芯片制造流程图，引起大家围观。半导体芯片，到底是怎么弄出来的，一图看懂！

几位专业网友分析到位。网友”芒果旅行者”认为，这个图只是大概，还有电路蚀刻，封装，渡膜，很多工艺的步骤所需设备很难买到，关键是电路设计，真的很难。

网友“金毛巡回小猎犬”说，实际中比这工序要多的多，扩散分为磷扩和硼扩，光刻又有p＋光刻，n＋光刻等等，不同硅片有不同穿插组合方法。

网友“新手644”认为，这个只是制造过程，还有设计过程没讲。那个更是一个庞大的工程。

网友“自媒体助手”说，简单说下机械制造行业，国内像样得加工中心都没几个，想要精度高的必须进口国外机器，刀头基本全进口，国内的刀头我师傅被称为假刀头？！

除了难以制造外，制造过程中，制造设备，制造材料也受制于人。这就是芯片现状！

芯片，技不如人，人才是关键！下图为我国芯片人才的真实写照！

出师未捷身先死！中兴事件把芯片业底布揭开。

中国芯，加油吧！

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史晨昱

这个问题很好，首先，芯片行业是高度技术密集型、资本密集型行业，如果没有足够的技术积累，仅仅有钱也是造不出来的，因为一个小小芯片里面包含的是几十亿、几百亿甚至几千亿个很小的晶体管，并且还有相当复杂的电路结构；投资“一条”芯片生产线需要的资金高达170亿美金或以上，产线建成时间多达2年或以上！

其次，芯片制造属于制造行业，需要大量的实践、反复的积累，才能做到良率高，质量好！就像苹果手机，交给富士康而不是交给一般的工厂，因为富士康标准的流水线、积累的丰富制造技术，富士康可能做到良率100台99台甚至100台都是ok的，而其他工厂可能100台只有70台甚至更少是ok的，这中间会浪费很多人力、物力成本，台积电做芯片也是这个道理，连三星都达不到台积电的水平

最后，经济学理论“规模经济”，大工厂大规模生产可以交给成本，降低售价，提高竞争力，打败竞争对手，芯片也是一样，比如台积电可以利用一块8英寸晶圆生产出1kPCS 手机CPU，良率又高，每天全部生产线开动，可以生产出客户要求的大量芯片，成本会降低很多，对于客户来说，肯定优先全部交给台积电生产，慢慢的市场竞争就成为了这个行业的垄断着或者说寡头。

以上纯属个人知识积累后的看法和理解，仅供参考，欢迎讨论，谢谢！

Rambo304

首先是中国制作芯片起步晚，国内的芯片行业制发展相比国外还是落后了许多年，就与台湾相比也差不多落后了20年。

这个行业先都会解决很多问题，也会在这些问题上申请很多专利，后来研发的要么你要付专利费，要么就开发新的办法。这两种办法前者成本高，后者技术高，对后来者都增加了不少难度。

目前来说，通用型芯片的专利都在外国手中，X86作为通用处理架构，大多数系统和程序都是基于x86开发的。造成了我国虽有龙芯，但龙芯也上不了Win系统。你要么就花钱买授权，要么就自己从头开始研发。关键是一些新的东西你花钱人家都会授权的，但给的都是一些过时的东西。几乎可以说是没什么捷径。

补充一下：“龙芯2号”虽然在自主知识创新和性能上有了较大突破，但不可回避的是，其性能仍只相当于英特尔“奔4”的水平。

现在龙芯二最需要的是政策的支持，不仅仅是资金，更多的是政府的釆购支持。目前龙芯二已用于税控机，机顶盒等十几种解决方案。中国信息产业最大的软肋在于信息技术转化为具体的应用方面。因此，政府应大力支持国产信息产业，并加大扶持企业自主知识产权政策力度。

视觉长镜头

芯片业难，主要是难在成本控制上。

摩尔定理相信你听说过，这定理说明了芯片业的发展规律。每18个月性能提升一倍，成本下降一半。

这样的进步速度，成为了后来者难以跨越的门槛。

因为后进者在性能、成本全面落后的情况下，别提追赶先行者，连生存都很成问题。

但中国现在已经有机会在这个行业追赶先行者美国，因为芯片正在进入性能过剩时代，中国只须要生产够用的产品，就能追上美国的步伐。

风飘飘4783832

我们都知道，小到手机，大到航天飞机，现在生活中方方面面的电子设备都需要一种叫做芯片（chip）的小玩意。芯片到底是什么呢？为什么这么难做？

芯片是什么

简单来说，芯片是一个小型化的集成电路，在很小的体积上制作了许多的半导体元件，并且利用这些半导体元件实现一定的功能。比如，电脑中的CPU就是芯片，可以进行运算处理。

电脑中的闪存FLASH也是芯片，可以实现信息的快速存储。

虽然芯片的作用巨大，但是研发芯片需要许多高级人才长时间、大投入，在之前由于我国还属于发展中国家，芯片产业并没有进行大量的投入，造成现在我国芯片国有化率特别低。2018年4月16日，美国政府宣布对中国某企业实行禁售，一下子卡住了我们的脖子。

汉芯一号

中国并没没有过大力发展芯片的时候。二十年前，中国就提出要大力发展芯片产业。在这个大环境下，2003年，上海交大软件与微电子学院院长陈进制作了一款芯片：汉芯一号，经过测试达到了世界一流水平，陈进也因此获得了无数荣誉。

2006年，陈进的一位研究生在清华大学水木BBS爆料：所谓的“汉芯一号”其实是陈进在美国购买摩托罗拉飞思卡尔56800的芯片后，雇佣民工将表面的字样用砂纸磨掉，再找浦东的一家公司打上“汉芯一号”字样，并加上Logo，以此骗取政府一亿一千万元人民币的科研经费。

经过调查属实，陈进被取消了一切荣誉，开除出上海交大。但是这件事却成为了中国芯片产业的分水岭，从那之后芯片项目的审查非常严格，十几年里中国的芯片产业并没有获得预期的进步。

PN结

为了带大家了解芯片的基本原理，我们先从一个比较简单的半导体元件：二极管说起。

二极管是一种基本的半导体元件，它的基本结构是ＰＮ结。　

我们知道，硅是一种半导体材料。它的外围有四个电子。正常情况下，硅是不带电的。但是如果某一个电子飞出的原子的束缚成为自由电子，原来电子的位置就形成了一个“空穴”，空穴是带正电的。

与硅不同的是，硼元素周围有三个电子，相比于硅少一个电子。如果把硼元素掺杂到硅元素中，硅与硼之间就会形成一个电子空位，相当于一个正电荷。这种半导体就称为空穴导电型半导体，或称P型半导体。相反，磷这种元素，最外层有5个电子，如果把磷掺杂到硅中，那么磷与硅之间就会多出一个电子，这种半导体就称为电子导电型半导体，或称N型半导体。

那么，假如我们在一块半导体硅上一半掺入三价的硼，一半掺入五价的磷，这样就形成了一种基本的结构：PN结。

PN结中央会出现相互渗透的耗尽层，由于一些物理机制，造成PN结只允许电流从P端向N端流动，却不允许N端电流向P端移动。这就是二极管的单向导电机理。

逻辑运算

有了二极管，我们就可以实现一定的逻辑运算。基本的逻辑运有“与”“或”“非”三种。为了理解这三种关系，我们用一个简单电路做个比方。

比如：两个开关与灯泡串联，只有两个灯泡都闭合时，灯泡才会发光，这就是“与”逻辑。如果两个开关并联，再与灯泡串联，只需要闭合一个开关，灯泡就会亮，这种关系就是逻辑或。如果开关与灯泡并联，开关闭合时灯泡被短路，灯泡不发光，反而是开关断开时电流会流过灯泡，灯泡发光，就称为逻辑非。

在逻辑电路中，用高电压和低电压分别表示两种不同的状态，与二进制中中1和0对应。这样一来，逻辑与的关系就是：如果A和B两个输入端都是高电平，则输出Y是高电平；只要有一个输入端是低电平，输出就是低电平。它的真值表和符号如下：

我们把能够实现这种逻辑关系的电路称为“与门”，符号如下。

同样，我们还有或门和非门，符号如下：

同样的，逻辑或和逻辑非也有类似的关系。

那么，与门如何进行物理实现呢？这就要用到二极管了。我们用接近5V的电压表示1，用接近0V的电压表示0。通过两个二极管按照下面的方法进行连接。

我们会发现：如果A和B都输入5V（高电平），那么整个电路各部分电压都是5V，于是Y端也是5V（高电平）。但是如果A输入0V（低电平），这样二极管A就会导通，由于二极管正向导通电压很小，这样Y就接近0V（低电平）。同样，B端输入0V时，Y端也输出低电平。这样就实现了逻辑与运算。或门和非门也有类似的结构。

利用“与门”“或门”和“非门”，人们就可以实现各种各样的计算需要。比如，我们可以利用它们实现一位数的加法，它的门电路逻辑图如下：

计算机需要实现的功能比一位数加法要复杂的多，所以需要的门电路也复杂的多。第一代计算机使用更为原始的电子管组成，世界上第一台通用计算机“ENIAC”于1946年在美国宾夕法尼亚大学诞生，它是一个庞然大物，用了18000个电子管，占地170平方米，重达30吨，耗电功率约150千瓦，每秒钟可进行5000次运算。而且每几分钟都有电子管损坏需要更换，编程也非常复杂。

而现代的CPU把几十亿个晶体管放在一个指甲大小的晶片上，每秒可以实现几十亿次运算。显然，每一个晶体管都非常的小。这么小的结构是如何制作的呢？

芯片制作

芯片的制作可以分为四个阶段：

第一个阶段是设计，就是研究为了实现某些功能，芯片中的各种半导体元件应该如何进行排布和组合。这个阶段是最难的，因为设计芯片虽然本质上是个搭积木的游戏，但是需要在很小的空间里搭上亿个半导体元件mos管，每个管子的尺寸达到了纳米量级，这难度就相当大了。顶级芯片厂商英特尔在美国的研发部门有上万人，其中有八千多个博士，可见研发难度之大。目前，我们中国的芯片产业研发还集中在中低端领域，高端芯片研发基本为零。

第二个阶段是制作，制作需要使用“光刻”的方法。因为尺寸太小，使用普通机械方法无法加工，必须使用紫外线照射方法进行加工，就称为光刻。目前世界上只有少数几个厂商能够制作光刻机，价格非常昂贵，一台光刻机就要数亿美元，而且，由于货源稀少，就是这个价格依然供不应求。制作阶段有中国企业参与，例如台湾的“联发科”“台积电”。

具体来说，首先要将沙子融化还原。沙子就是二氧化硅，我们从中提取出单质硅，并且切成硅片。

然后在硅片上涂上一层光刻胶。

下一步就是利用设计好的模板，使用紫外线照射涂有光刻胶的硅片。相当于把电路图画在硅片上。

照射好之后再用化学溶液清洗。由于光刻胶的性质，被光照的部分和没有被光照射的部分其一会被洗掉。

之后，将杂质在硅片表面进行沉积。有一部分没有光刻胶覆盖的部分就有了杂质，而被光刻胶保护的部分就没有掺杂。随后洗去光刻胶，就形成了我们需要的一部分结构。

由于现代的芯片结构非常复杂，所以需要多次进行涂胶沉积操作，这样才能形成多层结构。

第三个阶段是封装与测试。芯片制作好了之后，需要切割、连接外部电路，同时对芯片的能力进行测试。这是芯片制作的收尾阶段，中国企业在这方面参与较多。

虽说芯片的原理大家都清楚，但是无论是设计还是制作，都需要巨额的资金、人才和时间的投入。因为芯片实在太小了，空气中有些灰尘，工厂中有些振动，都会造成芯片无法使用。有人问，为什么我们能搞出原子弹、氢弹，能把太空飞船送上天，却造不出小小的芯片呢？实际上，芯片的确是人类智慧最顶尖的成果，难度就是比航天飞机还要大。

罗马不是一天建成的，英特尔等芯片厂商的技术优势也不是一天积累的。在芯片产业上，中国还有很长的路要走。

李永乐老师

芯片为什么难造？是缺钱还是缺技术？我想大概有以下几个方面：

1、首先，芯片不像是军火武器，研发成功能爆炸就可以了。一款成熟的芯片还要考虑功耗、发热以及量产等方面的问题，再加上长久的用户实际体验改进，等到真正成为一款成熟的芯片真是难上加难，正所谓芯片行业是个“

2、芯片研发之后，要放到市场上售卖，这其中还要面对各大芯片企业的竞争，英特尔、ARM等等，这些巨头不仅可以通过技术手段杀死对手，还可以用价格战将竞争对手的产品打压下去。

3、芯片技术的更迭速度是非常快的，所以在芯片行业追赶他人是非常难的。

4、中国如今的市场上，各种各样的赚钱机会比比皆是，就算科学家们有雄心，企业的股东也不会愿意把钱投在芯片这个领域。

镁客网

对于这个问题，每日经济新闻编辑郭鑫认为：

这两天中兴通讯遭美国禁运的事件闹得沸沸扬扬，刷爆了整个科技圈，一下子让普通民众也认识到了国产芯片生产的不足。在中美贸易摩擦这个敏感的档口，美国对中兴通讯动手，其用意再明显不过了。

从目前中国核心集成电路国产芯片占有率状况来看，我们能够实现国产替代的芯片，大部分集中在电源、逻辑、存储、MCU、半导体分立器件等中低端产品。

不仅包括生产芯片的关键器件，诸如高速光通信接口、大规模FPGA、高速高精度ADC等，而且从生产芯片所用的设备来看，包括高端光刻机等也都被国外发达国家所把持。我国的芯片制造业之所以如此艰难，有诸多因素造成：

（1）先天不足，起步晚。这其实也是我国许多产业的痛点，国内芯片产业起步晚，导致技术的劣势比较明显，生产的芯片在品质和性能上难以保证。芯片生产涉及晶体管、电阻、电容、二极管等多个精密器件的生产、制造和组装。虽然我们是制造大国，但并非制造强国，大量高技术要求的精密元器件少有公司可以完成，而且制造芯片的设备也需进口。

投资周期长，试错成本高。芯片产业属于资本密集型，从研发到标准化生产，少则三五年，而且标准化以后到推广又需要时间。这期间的研发费用巨大，试错成本高，国外高端的芯片制造商每年的研发费用都过百亿美元，加之芯片更新换代较快，直接抬升了风投资金投资风险。

（2）人力资源不足。芯片产业起步晚，相关的高精尖人才与美国存在很大差距。根据由学术分析系统 AMiner发布的“2017年全球AI学者权威排行榜”，在七大类总计700人次榜单中，美国学者总计370人次排行第一，而中国学者（含港澳台地区）仅有25人次。

（3）目前国内的芯片产业仍处于成长期，而产业链的整体发展水平和垂直整合直接影响国内芯片产业发展和效率的提升。由于国内许多芯片企业处于产业链中下游，自身议价能力弱，盈利不足，又进一步弱化了企业的研发投入，造成了芯片企业的发展缓慢。

（4）脱离市场，盲目追逐风口。很多国内芯片企业早期得到政府支持，一定程度上脱离市场规律，存在投机取巧心理，过度依赖政府扶持，导致核心能力不强，难以正真走向市场。而随着AI芯片概念的兴起，不少芯片制造商又盲目押注AI芯片，在本身芯片制造能力不足的情况下，这样跳跃式的发展可能会带来更多的问题。

制裁再次显示了芯片国产替代的重要性。随着国家加大投入与政策扶植，国产芯片机遇凸显，踏实研发的公司有望在风口中成长为巨人。

關鍵字: 科技 芯片 非常