科技男爵

時常聽到有人說：芯片的製造難度不亞於原子核。

很多人覺得太過誇張，但這是很有道理的，這充分說明了芯片的難度有多高。對於現代國家而言，研發原子核其實並不難，只是國際有明文條例禁止而已，而掌握芯片技術的國家屈指可數，主要是美國、韓國、日本、中國等。並且，大部分芯片都被幾大公司控制，如英特爾、AMD、高通、三星等。

手機芯片主要分為研發設計階段和生產製造階段，兩個都很重要。像蘋果、高通、華為屬於芯片研發公司，並沒有獨立的生產部門，而是將設計好的芯片方案交付給臺積電、三星這些代工企業來生產。而英特爾、三星這種公司就屬於既能獨立設計芯片又能製造芯片的企業，相對較少。

大部分光刻機都被西方國家以及日韓買斷，中國公司很難買到，這也是中國芯片製造不發達的原因之一。全世界最頂級的光刻機來自荷蘭，其次是日本。
芯片說白了就是集成電路，屬於半導體行業，在這方面美日韓確實領先中國很多，特別是民用消費級別的芯片，中國一年進口的芯片總額超過了進口石油等大宗商品。芯片技術主要掌握在少數國家手中，研發與製造的難度可想而知。

科技潮評Ace

說簡單點，手機處理器是一個小型化的集成電路，在上邊製作了許多的半導體元件，利用這些半導體元件實現運算處理。

手機處理器為什麼那麼難造？

雖然表面看起來就那麼一點點，但是它集合了人類所有的科技知識，一個小小處理器裡面含有幾百億甚至幾千億個很小的晶體管，還有相當複雜的電路結構。僅僅有錢是造不出來的，技術的積累和產業鏈的形成都是一個長久的過程。

從芯片設計、芯片製造、芯片封裝測試，芯片最主要的就是工藝，工藝中最難的就是製造。設計相對來說比較輕鬆，有部分設計公司還是可以設計出來的, 比如高通、博通。一旦CPU製造工藝的升級，晶圓廠建設的耗資就是幾何倍數上漲，這樣能製造出來的就屈指可數了，世界上掌握了核心機密生產技術只有三星、臺積電。

作為發展中的中國更用說了，這項技術起步太晚了，早已被外國的企業甩開了。加之現在很重視專利技術，很多芯片的技術已經被國外的公司申請了，如果想別人的，就是付出高昂的專利費用，或者避開這項專利去研究新的技術，難度是非常大的。

商業新思維8

SoC是集成處理器（包括CPU、GPU、DSP）、存儲器、基帶、各種接口控制模塊、各種互聯總線在內的完整系統，其典型代表為手機芯片。

蘋果iPhone 11核心處理器採用A13仿生芯片，聲稱CPU/GPU均超過業界旗艦芯片，但仍然外掛英特爾基帶，所以偏遠山區手機信號飽受詬病。

就連高通驍龍直到855系列，上5G網絡也要靠外掛X50基帶，目前只有華為麒麟SOC實現全集成，這得益於7nm工藝，但是5G芯片功耗也不小，解決這些問題有難度。

目前看手機處理器單核性能，蘋果＞高通＞華為＞三星＞聯發科，多核性能麒麟990可與驍龍855一戰，而iOS和安卓不能簡單比較。

其實從小米造澎湃處理器，瑞芯造平板電視芯片來看，根據ARM公版架構造手機處理器不難，難的是集成度、性能、功耗要面面俱到，這沒有幾十年的研發投入，那是痴人說夢。

千里之行始於足下，九層之臺起於累土。手機處理器跟國產計算機CPU一樣道理，只要功夫深鐵杵磨成針，金錢人力物力真正投入研發製造，經過一定時間的沉澱，肯定能走出自己的路。

只不過有些時機是錯過了就不再來，追趕者要付出更多、更艱辛的努力。然而，是跟著別人屁股後面賺快錢，還是紮紮實實練好功力，韜光養晦徐圖自強，我想中國還是選擇後者。

奇客

芯片是“集成電路”的俗稱。集成電路有模擬集成電路和數字集成電路，如果一片集成電路（芯片）中既有模擬電路又有數字電路，則稱其為數模混合集成電路。

CPU是中央處理器，包含運算器和控制器，是數字電路。如果將運算器和控制器集成在一片集成電路上，就稱之為微處理器。目前人們將中央處理器與微處理器已經混為一談了。

因此，CPU是一種數字芯片，只是眾多芯片中的一類。

CPU的製造是一項極為複雜的過程，當今世上只有少數幾家廠商具備研發和生產CPU的能力。CPU的發展史也可以看作是製作工藝的發展史。

CPU（Centralprocessingunit）是現代計算機的核心部件，又稱為“微處理器（Microprocessor）”。對於PC而言，CPU的規格與頻率常常被用來作為衡量一臺電腦性能強弱重要指標。Intelx86架構已經經歷了二十多個年頭，而x86架構的CPU對我們大多數人的工作、生活影響頗為深遠。

製造CPU的基本原料

如果問及CPU的原料是什麼，大家都會輕而易舉的給出答案—是硅。這是不假，但硅又來自哪裡呢？其實就是那些最不起眼的沙子。難以想象吧，價格昂貴，結構複雜，功能強大，充滿著神秘感的CPU竟然來自那根本一文不值的沙子。當然這中間必然要經歷一個複雜的製造過程才行。不過不是隨便抓一把沙子就可以做原料的，一定要精挑細選，從中提取出最最純淨的硅原料才行。試想一下，如果用那最最廉價而又儲量充足的原料做成CPU，那麼成品的質量會怎樣，你還能用上像現在這樣高性能的處理器嗎？

英特爾技術人員在半導體生產工廠內使用自動化測量工具，依據嚴格的質量標準對晶圓的製造進度進行監測。

除去硅之外，製造CPU還需要一種重要的材料就是金屬。目前為止，鋁已經成為製作處理器內部配件的主要金屬材料，而銅則逐漸被淘汰，這是有一些原因的，在目前的CPU工作電壓下，鋁的電遷移特性要明顯好於銅。所謂電遷移問題，就是指當大量電子流過一段導體時，導體物質原子受電子撞擊而離開原有位置，留下空位，空位過多則會導致導體連線斷開，而離開原位的原子停留在其它位置，會造成其它地方的短路從而影響芯片的邏輯功能，進而導致芯片無法使用。這就是許多Northwood PenTIum 4換上SNDS（北木暴畢綜合症）的原因，當發燒友們第一次給Northwood PenTIum 4超頻就急於求成，大幅提高芯片電壓時，嚴重的電遷移問題導致了CPU的癱瘓。這就是intel首次嘗試銅互連技術的經歷，它顯然需要一些改進。不過另一方面講，應用銅互連技術可以減小芯片面積，同時由於銅導體的電阻更低，其上電流通過的速度也更快。

除了這兩樣主要的材料之外，在芯片的設計過程中還需要一些種類的化學原料，它們起著不同的作用，這裡不再贅述。

CPU 是怎麼被製造出來的

（ 1 ） 硅提純

生產 CPU 等芯片的材料是半導體，現階段主要的材料是硅 Si ，這是一種非金屬元素，從化學的角度來看，由於它處於元素週期表中金屬元素區與非金屬元素區的交界處，所以具有半導體的性質，適合於製造各種微小的晶體管，是目前最適宜於製造現代大規模集成電路的材料之一。

在硅提純的過程中，原材料硅將被熔化，並放進一個巨大的石英熔爐。這時向熔爐裡放入一顆晶種，以便硅晶體圍著這顆晶種生長，直到形成一個幾近完美的單晶硅。以往的硅錠的直徑大都是 200 毫米，而 CPU 廠商正在增加 300 毫米晶圓的生產。

（ 2 ）切割晶圓

硅錠造出來了，並被整型成一個完美的圓柱體，接下來將被切割成片狀，稱為晶圓。晶圓才被真正用於 CPU 的製造。所謂的“切割晶圓”也就是用機器從單晶硅棒上切割下一片事先確定規格的硅晶片，並將其劃分成多個細小的區域，每個區域都將成為一個 CPU 的內核 （Die） 。一般來說，晶圓切得越薄，相同量的硅材料能夠製造的 CPU 成品就越多。

（ 3 ）影印（ Photolithography ）

在經過熱處理得到的硅氧化物層上面塗敷一種光阻 （Photoresist） 物質，紫外線通過印製著 CPU 複雜電路結構圖樣的模板照射硅基片，被紫外線照射的地方光阻物質溶解。而為了避免讓不需要被曝光的區域也受到光的干擾，必須製作遮罩來遮蔽這些區域。這是個相當複雜的過程，每一個遮罩的複雜程度得用 10GB 數據來描述。

（ 4 ）蝕刻 （Etching）

這是 CPU 生產過程中重要操作，也是 CPU 工業中的重頭技術。蝕刻技術把對光的應用推向了極限。蝕刻使用的是波長很短的紫外光並配合很大的鏡頭。短波長的光將透過這些石英遮罩的孔照在光敏抗蝕膜上，使之曝光。接下來停止光照並移除遮罩，使用特定的化學溶液清洗掉被曝光的光敏抗蝕膜，以及在下面緊貼著抗蝕膜的一層硅。

然後，曝光的硅將被原子轟擊，使得暴露的硅基片局部摻雜，從而改變這些區域的導電狀態，以製造出 N 井或 P 井，結合上面製造的基片， CPU 的門電路就完成了。

（ 5 ）重複、分層

為加工新的一層電路，再次生長硅氧化物，然後沉積一層多晶硅，塗敷光阻物質，重複影印、蝕刻過程，得到含多晶硅和硅氧化物的溝槽結構。重複多遍，形成一個 3D 的結構，這才是最終的 CPU 的核心。每幾層中間都要填上金屬作為導體。 Intel 的 PenTIum 4 處理器有 7 層，而 AMD 的 Athlon 64 則達到了 9 層。層數決定於設計時 CPU 的佈局，以及通過的電流大小。

（ 6 ）封裝

這時的 CPU 是一塊塊晶圓，它還不能直接被用戶使用，必須將它封入一個陶瓷的或塑料的封殼中，這樣它就可以很容易地裝在一塊電路板上了。封裝結構各有不同，但越高級的 CPU 封裝也越複雜，新的封裝往往能帶來芯片電氣性能和穩定性的提升，並能間接地為主頻的提升提供堅實可靠的基礎。

（ 7 ）多次測試

測試是一個 CPU 製造的重要環節，也是一塊 CPU 出廠前必要的考驗。這一步將測試晶圓的電氣性能，以檢查是否出了什麼差錯，以及這些差錯出現在哪個步驟（如果可能的話）。接下來，晶圓上的每個 CPU 核心都將被分開測試。

由於 SRAM （靜態隨機存儲器， CPU 中緩存的基本組成）結構複雜、密度高，所以緩存是 CPU 中容易出問題的部分，對緩存的測試也是 CPU 測試中的重要部分。

每塊 CPU 將被進行完全測試，以檢驗其全部功能。某些 CPU 能夠在較高的頻率下運行，所以被標上了較高的頻率;而有些 CPU 因為種種原因運行頻率較低，所以被標上了較低的頻率。最後，個別 CPU 可能存在某些功能上的缺陷，如果問題出在緩存上，製造商仍然可以屏蔽掉它的部分緩存，這意味著這塊 CPU 依然能夠出售，只是它可能是 Celeron 等低端產品。

當 CPU 被放進包裝盒之前，一般還要進行最後一次測試，以確保之前的工作準確無誤。根據前面確定的最高運行頻率和緩存的不同，它們被放進不同的包裝，銷往世界各地。

珠穆朗瑪de

一、處理器架構

Intel在過去幾年裡默默地燒了70億美元鈔票，表示累了不想說話，並砍掉了凌動處理器產品線。市場反饋冷淡並不意味著X86架構不好，而是用在低功耗設備上表現不盡如人意。再回頭看看國產X86芯片，好吧沒得選了。

無敵是多麼，多麼寂寞。ARM在5月底推出Cortex-A73核心，高通和三星反應冷淡，表示自主架構還能再戰一年。真正的大招其實是Mali-G71圖形核心，生來為應對AR/VR和4K屏幕。真是好傢伙，公版最強的A73和G71我全要了。

考慮到我們是個小奸商，像A73、G71這種大餐不能上太多，而物美價廉的開胃小菜A53倒不妨多來幾盤。什麼，GPU核心數太少？拉緊褲腰帶肚子就不餓了，還有比提升GPU頻率更簡單的方法嗎？省電要從削減硬件配置做起，手動眼斜。

二、調制解調器

方案一：抱緊Intel大腿

相比早前黯然離場的NVIDIA，Intel在移動處理器市場雖然同樣不如意，但瘦死的駱駝比馬大，好歹建立起自己的基帶業務。有消息稱下一代iPhone將可能採用Intel基帶芯片。呵呵，不如和蘋果一起品嚐Intel留下的果實。

Intel XMM 7360支持LTE-FDD、LTE TDD、EDGE、DC-HSPA 、TD-SCDMA五種通信模式，以及三載波聚合，4G網絡接入能力為Cat.10。但不支持CDMA網絡是個硬傷，只能做到雙網通，全網通還得再想辦法。

方案二：抱緊高通大腿

如果外掛高通Modem，再繳納一筆不菲的專利費，還不如直接用高通的處理器。就算不依靠高通支持CDMA網絡，下游企業使用時也會觸及相關專利，比如珠海某廠商。三星的做法是國行S7全用驍龍820，看來我司的電信手機也要換裝驍龍芯片，價格嘛略貴一些。

方案三：存錢買買買

高通放學別走，我要買下你——的芯片。等到我司發展壯大的那一天，通過併購企業積累技術就不是什麼難事了。當然這取決於下一筆小橫財的數額，以及能否順利熬過這個冬季。唉，聽起來有點小感傷呢，做個企業家真心不容易。

小結：基帶全部靠買，移動/聯通版外掛Intel基帶，電信版換用驍龍芯片

三、工藝製程 三星計劃引進半導體光刻頂級供應商ASML的NXE3400光刻機，通過極紫光（EUV）微影技術實現7nm製程工藝，時間節點為2017年上半年。考慮到我們是個小奸商，第一批7nm良率和價格恐怕難以消化，螃蟹還是讓別人先吃好了。 據外媒Re/code消息，三星半導體高級主管Kelvin Low表示，將在今年晚些時候投產10nm級別製程工藝，性能表現上有10%的提升。除此之外，三星還計劃優化14nm製程的成本，以吸引更多潛在用戶。比上不足比下有餘，我司可以考慮抄底14nm工藝。 反觀友商紛紛在工藝製程上加緊腳步，聯發科CTO周漁君表示Helio X30將會採用10nm製程，2016年年底發佈，並於2017年量產。而在2017年下半年聯發科會做7nm的實驗，10nm的下一步就是7nm。看來我司今後會有不小壓力。 小結：抄底14nm製程，與蘋果A9同款哦。 四、落地成本 半導體行業分析 據半導體市場調研公司IC Insights的數據，2015年半導體行業研發支出高達564億美元，Top10分別是Intel、高通、三星、博通、臺積電、美光、聯發科、海力士和意法半導體。其中高通、聯發科、臺積電分別作為半導體垂直整合型公司（IDM）、IC設計公司、晶圓代工廠的代表，各自研發支出為121.28億刀、14.60億刀和20.68億刀。 臺積電今年全力衝刺先進的製程，預估研發支出增至22億美元，研發人數擴充至5690人，創下歷史新高。而競爭對手三星計劃引進NXE3400極紫光刻機，單臺設備造價高達9000萬歐元。半導體巨頭真會玩。

詹黑與狗共舞

不是難造，好比別人比你先跑一萬米。然後停下來休息完後。再和你同時跑。你要跑完這一萬米不是特別難。國家有決心現在的芯片都能做出來，問題是等你做完別人又跑完了1萬米。現實不是你只要跑到現在這裡就可以了。現實是你要反超人家你才有活路。聯發科世界第二大手機芯片廠慘不慘！他都比大家領先8000米！

黑暗血緣

為什麼會覺得手機芯片會好製造？如果好造，因特爾高通的生意會沒有人去搶？那些海量的專利是吃乾飯的？繞開那些專利要付出很大的代價以及很好的研發運氣。如果侵犯專利權，那些公司會很樂意發起索賠的。想要趕超，只能不斷地技術積累，當目前的技術過時的時候，在新技術領域分一杯羹。目前技術沒有過時，或者專利沒有過期，放言超越？聽聽就好了。

sonow97

現在南潯的不是軟件，而且基礎的硬件設施，你看華為那麼大一個公司，芯片還是找的臺灣的紫光代加工的，所有，中國做通用芯片和低端芯片沒問題，但是高端芯片是短板，手機處理器集成度又太高

在迷失中尋找自我

現在手機處理器，簡稱cpu，產品目前代表了人類科技的最頂端，製造和加工難度是最大的，因為對工藝的精度要求太高很難很難達到那個要求。

贛北阿鑫

手機處理器目前代表了人類科技的最頂端，製造和加工難度是最大的，因為對工藝的精度要求太高很難很難達到那個要求。

關鍵字: 手機 難度 科技