为什么我国目前无法制造高端芯片?

知识技巧小驿站


1、高端芯片的制造是一个技术积累的过程,中国本身高科技起步的时间比较晚,所以现在很多高端的芯片还是依赖于进口

2、专利的保护,我们只能使用进口的芯片或是缴纳高额的专利费用

3、技术的积累需要大量的资金投入,在十年甚至更长的时间内无法看见经济效益。如果不是大公司和国家政策的推动很难取得快速的发展

如华为的海思这类的公司在中国毕竟属于少数,但是在中美贸易战争中,一定会有更多的企业在国家的鼓励和扶持下投入高端芯片的研发和制造,突破欧美的技术封锁。


乐安福地


可能很多人不知道,我国的高端芯片制造也曾经和美国差距不远,美国能造的,我们也能造,只是由于历史原因拉大差距,后来加上买买买习惯了,不重视自力更生,又进一步拉大差距,才导致目前无法制造高端芯片的尴尬局面。

可以说,我国在发展集成电路上跌的坑,一再证明了“花钱买不来技术,化缘求不来技术,唯有自力更生才是出路”。

上世纪的五六十年代,在集成电路技术上,我国和世界科技强国美国差距并不大。1949年美国贝尔实验室研制出锗合金晶体管,比中科院应用物理所提前7年;1954年美国研制出硅合金晶体管,比中国早4年;1959年美国发明平面光刻技术,研制成功平面型扩散晶体管,比中科院半导体所提前4年。

也就是说,在新中国建立的百废待兴的五六十年代,美国在集成电路上仅领先中国4到7年,中美差距并不算大。

但从上世纪60年代末开始,中国发生WG,集成电路发展猛地被美国甩开10多年。改革开放之后,国内集成电路产业逐渐从自力更生切换到主要依靠进口,使得差距进一步扩大。

背后的原因很简单,集成电路是“高”产业:高技术(量产制程工艺现在已到7纳米)、高投资(建设一座12英寸晶圆厂投资高达数十亿美元)、高风险(技术落后就容易被市场淘汰,数十亿美元投资打水漂)。

国产集成电路企业的产品由于技术落后,生产规模小,成本比进口高,加上政府扶持力度不足(国外芯片产业的发展无论美国还是韩国,都离不开政府强力扶持),受进口芯片冲击后,企业纷纷倒闭或转手。

三星成为芯片巨头,离不开韩国政府的强力扶持。1994年,韩国颁布《半导体芯片保护法》,确保韩国半导体芯片受到法律保护,随后,持续推出电子产业技术发展战略、新一代半导体基础技术开发事业、半导体设计人才培育事业、系统集成半导体基础技术开发事业等半导体自主开发计划,不断补齐半导体产业发展的短板。

这使国内集成电路产业发展更为艰难。深圳号称“世界之窗”,是改革开放的前沿城市,尽管前后有多家集成电路企业落脚,但因为人才、技术、资金问题,直到2003年都没有建起芯片厂。

我国和美国的技术差距,在超大规模集成电路上,落后美国13年;晶圆尺寸上,4英寸落后13年,8英寸落后11年。

但更大的差距在产量。年产从100万块芯片增长到6亿,美国只用了8年,中国则用了26年,而且这一差距主要出现在1976年之后的20年,那时正是大量进口芯片,国产芯片受到冲击最严重的时候。

国产芯片在产量上的落后,导致在全球的份额微乎其微,在2000年时全球有950条芯片生产线,中国大陆为25条,仅占2.63%,这也是我国每年芯片进口额度超过原油的原因。

从2000年到2018年,我国集成电路产业又有了发展,但在制造技术上(目前最先进的是14nm)仍落后最先进的量产制程工艺(台积电7nm)三代,市场份额虽有所增加,但份量不大。

进步最明显的是晶圆生产,以2016年为例,在6英寸(150mm)及以下尺寸晶圆方面,国内芯片制造商份额为14%,更为高端的8英寸(200mm)和12英寸(300mm),份额分别为6%和2%,填补了国产空白。

总结一下:

我国集成电路产业由于历史原因,虽然还无法制造高端芯片,但与国际先进技术的差距,已经从两位数缩小到个位数,只要资金投入足够(现在已上升到国家战略),人才培养到位,市场优势利用得当(我国是全球最大的汽车、家电、智能手机市场),不久的将来应该会赶上国际先进水平。


如果喜欢答案内容,请点赞,谢谢!头条号《魔铁的世界》摆事实、讲道理,不粉不黑,专注有营养接地气的科技、商业故事,喜欢请点击关注。


魔铁的世界


我国虽然经过了几十年快速发展,但是和西方发达国家的差距还是非常明显的,在一些中低端的领域已经追上甚至超过西方发达国家,但是在高端制造特别是一些高精密的领域,差距依然很大,想要赶上还需要国人的不懈努力!相信随着时间的发展,我国一定可以达到国际的先进水平!在芯片制造方面,我国一直落后,有多方面的原因,不仅和发展不足有关,还和欧美发达国家的封锁有关系,特别是美国,阻碍中国的发展,制定了一系列的政策,限制西方向我国出口先进的芯片制造工艺设备,和设计理念!使得我国和外国的差距几乎越来越大,我们国家只能使用发达国家淘汰的制造工艺。在市场上没有竞争能力!

中国是半导体的发明人和制造者,只是受到国际经济环境的干扰,中国放弃了当时的半导体研究,这么一来,美国、日本和欧洲等获得了先机,也同时赢得了市场,趁机研发富有生机与活力的芯片,哪晓得他们在高端芯片的制造方面,已经越发占有优势,中国在这方面仍然落后于欧美日,中国只能是在低端芯片制造上还占有市场份额,但是,我们在高端芯片制造方面,仍然受制于欧美日的限制。半导体材料,半导体制造技术仍然落后他们。前段时间网上吹牛说,我们已经超越了欧美日的芯片制造,这是假的,中国的芯片制造远远达不到欧美日的技术,仍要求助于他们,他们仍把此技术,当成同我国交换某种技术的条件,企图卡我们的某些技术,但是,绝大多数技术都被我们突破了,就是个别技术还暂时没有创新突破,高端芯片也是我们的短板。

像cpu,gpu这种,都是国外的公司多少年的技术积累才应用到现在的程度,想要推出一个自主知识产权的,性能,功耗也比较好的,比较难,还是技术储备的差距,但这种差距在逐步的缩小,就像现在华为的巴龙芯片。

大家不要经常觉得老外的好,要多支持一下国产,他有了资金,才会去搞研发,外国的再好,都没用,那天局势变了外国的导弹打了过来,可能那枚导弹就是你出钱造的,中国的发展也需要国人的支持


环球热点汇


我国虽然经过了几十年快速发展,但是和西方发达国家的差距还是非常明显的,在一些中低端的领域已经追上甚至超过西方发达国家,但是在高端制造特别是一些高精密的领域,差距依然很大,想要赶上还需要国人的不懈努力!相信随着时间的发展,我国一定可以达到国际的先进水平!


在芯片制造方面,我国一直落后,有多方面的原因,不仅和发展不足有关,还和欧美发达国家的封锁有关系,特别是美国,阻碍中国的发展,制定了一系列的政策,限制西方向我国出口先进的芯片制造工艺设备,和设计理念!使得我国和外国的差距几乎越来越大,我们国家只能使用发达国家淘汰的制造工艺。在市场上没有竞争能力!

制造芯片有一个非常重要的设备,光刻机。这是芯片制造的关键设备,一台先进的光刻机价值几亿美元,但是对于我国来说,就算有钱也买不到这种仪器,美国限制对中国出口,所以目前我国无法制造先进的芯片!



我国目前最先进的芯片工艺是22nm,而国际上先进的工艺是7nm,差距了整整几代!所以我国需要在光刻机上投入大量资金研发!努力去减小差距。


知识技巧小驿站


真得好好回答一下这个问题,对这个问题感触颇深。

芯片种类很多,我今天单说FPGA芯片。因为我从事的工作跟FPGA有关,太深知国产FPGA的艰难。提到FPGA,在中兴事件之前,可能大家并不知道什么是

FPGA(现场可编程门阵列)。现在了解的人也不是很多,只知道中国在这方面还很弱,基本靠进口美国Xilinx和Altera公司的芯片,最近一段时间美国又瞄准了5G巨头华为。那么为什么中国造不出?在这里我不想列举太多的技术指标,我只想说一下从事FPGA研发的这几年的感受。我认为可以分为以下几点:

芯片设计人才匮乏

FPGA从软件到硬件涉及技术主要为:FPGA芯片、EDA软件工具、IP库等,这些缺一不可。

FPGA芯片研发:由于中国起步较晚,Xilinx和Altera两家公司已经针对FPGA涉及到的技术都申请了专利,中国需要突破技术壁垒,国内缺乏FPGA芯片架构设计人才,没有丰富的经验,一般设计出的芯片都有不同的缺陷。

EDA软件工具:FPGA是现场可编程门阵列,说的直白一点,就是可以使用EDA软件根据自己的需求用硬件描述语言编写逻辑代码,下载到芯片上,在芯片上运行。EDA工具主要设计:综合,布局布线,码流生成。Xilinx的EDA工具是上千人,经过了十几年的沉淀才达到现在的水平。现在国内FPGA公司大部分购买综合有

Synopsis的使用权,像Xilinx和Altera自然不会开放给中国使用。国内公司要想自己开发,相关人才缺乏。

IP库:现在好的IP库很难设计,需要投入巨大人力财力,购买昂贵,一般的IP购买要几百万,上千万的也有。

芯片投入大,见效周期长

一个芯片从涉及到量产一般都得一年之后,而且即使量产了,到真正市场认可国产FPGA,愿意弃用Xilinx和Altera成熟的芯片,这个周期也得两三年。一款FPGA的研发成本,封装生产成本都是几千万起步,对于一般的公司,很难维持。

市场不给试错的机会

现在国内的FPGA应用厂商,都喜欢用成熟的芯片,比如Xilinx和Altera,他们不希望自己的产品中使用的FPGA有缺陷,影响他们产品的稳定,这样就导致国内FPGA没有客户群,不能在现实应用中发现问题,解决问题。EDA软件工具也不能得到市场反馈来提升用户体验,就导致了:客户不愿用,FPGA设计公司自身没有造血功能,公司难以长久运营。

从中兴事件之后,国内高科技公司都意识到国产的重要性,现在国内做的比较好的FPGA公司仅有五六家,他们现在已经有芯片在国内市场,也在逐步被认可,希望能早点制造出高端芯片,希望他们能为国产FPGA的未来撑起一片天。

回答完毕,希望中国FPGA公司早点生产出可以替代Xilinx和Altera的芯片,打破美国的封锁!


AI科技猿


“芯片”可以称之为现代电子信息产业皇冠上的明珠。它的设计原理相当复杂并且对生产工艺要求也极度苛刻,这是一个高投入、高研发、高门槛的行业。

比如华为最新的麒麟970芯片采用的是台积电10nm先进制造工艺,它能在一平方厘米内集成了55亿个晶体管,这个纳米技术没有几十所的累积是做不出来的。而目前能真正掌握这些核心技术的全球也只有ARM、台积电、英特尔、等几个半导体企业。

这些年来我国经济连续多年高速发展,很多行业已取得了长足的进步,但在高端芯片制造技术这方面切一直追不上国际芯片商的先进水平,而造成这个问题也有着多方面原因的使然。

1:首先是我国在芯片产业生产研制方面起步较晚,造成芯片技术与国际先进水平脱节甚至隔代。2:加上欧美等发达国家的技术封锁,比如限制了芯片制造设备高端光刻机的出口,它无形之间也拖慢了我国高端芯片生产研制的进度。3:芯片产业在更新换代上的速度也极快,而这个速度主要是建立在企业资金上的高投入,以及自身长期技术累积的基础上。这也极大的限制了国内企业进入高端芯片行业的门槛。

以上几点就是造成目前我国未能生产高端芯片的基本原因。而我们做为全球芯片最大进口国,如果芯片命脉未能由自己撑控,在国际上不但会受制于人而且对整个经济发展也会构成威胁。

所以,我们必须不计成本加大对芯片研制的投入,争取在芯片制造领域中弯道超车,早日赶上国际水平,为我们的整个社会发展体系提供安全保障


兔八哥BugsBunny


芯片事件过去不到一年,在这一年时间里,整个半导体行业义愤填膺,干劲十足。芯片,光刻机,刻蚀机都不断取得可喜成绩,尤其是刻蚀机达到了世界顶尖水平。但是,即使可以说是大幅度突破,但是距离达到制造高端芯片的能力,还存在巨大鸿沟,中国芯还有很长的路要走。

也是在去年,中国花费大代价从荷兰获得光刻机后,如今ASML已经态度反转,近日,ASML首席执行官彼得·维尼克表示,中国光刻机需求强劲,继续看好对华出口。而ASML这样的态度转变,除了修复因遭受火灾带来的伤口以外,还主要因为,中国的光刻机技术的快速突破,技术的封锁禁令已经快要不攻自破。

那么至此,制造光刻机所需的工具已经得到,但是,拥有好刀不代表能切好菜,最重要的还是厨师的工艺,工具的存在是必要条件,但是想要制造高端芯片,还需要不断研发,积累技术。

也曾回答过相关的问题,中国制造高端芯片面临的主要问题,是以下方面。

起步晚,走得慢

就以韩国而言,韩国在上世纪80年代,就开始全面发展半导体产业,90年代时,还颁布了《半导体芯片保护法》,政策和资金投入上的全面推动,使得韩国半导体产业飞速发展,而此时中国的半导体产业还在摸索阶段,且得不到任何外界支持,因此不仅起步晚,还走得慢,走得异常艰难。用了许多时间摸索,却没有积累够经验,还发生过几次半导体行业中的恶性事件,造成了严重的阻碍。

技术不足,人才缺口

由上述原因,造成技术储备严重不足,而没有核心技术,就无从下手,一切也都无从谈起。而在这样的形势下,还存在国内顶尖专家被国外挖走的情况,同时在半导体行业,据统计存在40万的人才缺口,人才稀缺和技术不足,不加以调控,还可能形成恶性循环。

市场环境

造成可能形成上述恶性讯循环的,是市场环境,国内形势。顶尖科学家被挖走是很明显能够看出问题的,而行业的不景气,也没法吸引人才投入,因此,急需调控,加大研发投入,科研人员的待遇保障,教育的培养投入,而如今,也正在做着相应的努力,千人计划的展开吸引人才,大企业的研发投入不断增加,可以说,虽然目前不能制造尖端芯片,但是制造尖端芯片的这一天,正在加速到来!


科技焦距


计算机爱好者对于intel和微软是非常熟悉的,在手机行业高通和安卓也是耳熟能详,而这四家高科技公司全部是美国人所创立的,由于起步比较早,他们在电脑和手机行业的合作造成了头部通吃的局面,结合成了wintel和quadroid联盟,垄断了cpu市场和操作系统。


中国cpu奋起直追,确立了中国芯工程,诞生了很多国产的处理器,比较有代表的是龙芯处理器以及华为麒麟系列处理器等,还有其它在此就不一一详诉了。

一款能达到主流性能性价比又高的处理器是后来者常常采用的追赶路径,性价比是需要达到一定的产量才能用边际效应提高利润,促进良性循环,而要达到大量生产就要大量的进行商用,并且还需要软件系统的支持,兼容性获得最佳的优化,不断获得反馈并改善性能,而建立这样一个生态系统需要联合的各方力量是巨大的,在已经成熟的市场要想追赶头部是一件难度极大的事儿。


投入研发资金~研发设计结构~指令集支持~制造芯片的辅助设备(尤其是晶盘的光刻机)同步发展~设备到位开始制造~出样品~反复验证老化实验~小批量投入市场~系统软件兼容性支持(这个比较难,量小相关企业不愿参与)~大批量投入市场获得利润回报,继续投入良性循环。

中国处理器不单单是硬件技术积累的问题,还有一个各家系统不统一,各自为战的弊端。

龙芯选择的是MIPS指令体系,这也是完全可以自己把控指令集,安全性高,不会受制于人,生态建设比较麻烦。


申威芯片选择的Alpha指令体系,无需授权即可修改,同样需要自主研发。

国防科大和华为选择的是arm体系来开发,虽然比较成熟但是受制于人,每几年就要购买授权。

兆芯和中科曙光采用的是X86体系,优点是兼容性好,缺点同样是受制于人。

总结:接近20年的中国芯发展,就性能来说相比发展了40多年的美国芯,我们在处理器本身的已经越来越接近了,甚至某些处理器也有了超越的迹象,但最重要的是无人使用的问题以及生态链的整合。

这个十字路口摆在那,怎么走国家一定会稳稳当当的设计规划,相信不远的将来,一定会越来越多的在it产品上看到:


处理器上写着大大字体的“中国制造”。


七色慧


个人感觉这个问题有点太绝对,目前我们国家也能制造出高端芯片。首屈一指的就是华为,虽然可能有很多人会说技术有些是来自美国。但是近期发生的一系列事件,华为已经可以脱离美国研发芯片,而且在全球范围内的定位也属于高端系列。

之所以题主会有这样的疑问,可能是由于我们芯片行业一直处于落后的身份产生的。其实早在五六十年代,我们的技术和美国相差不远。当时我们的技术已经可以生产出全球芯片所需要的晶体管与光刻技术。

但是技术想要发展,仅仅靠自身是做不到的,尤其是芯片行业,不仅对技术有要求,对经济的投入也是一个考验。不过,可能是时运不济,当时的我们恰逢时局动乱,很难将优势维持下去。

就这样,没有政府的支持,没有经济做支撑。芯片行业又怎么能快速发展呢?反观美国,当时对这些领域是大力扶持,无论是经济还是政策都有所帮助。差距就是这样一点一点的被拉开。而且在科技领域,一步落后步步落后。现在也是如此。

因此,很多人都感觉我们国家的技术造不出高端芯片,这要是放在前两年一点都不错。但是现在华为突飞猛进的发展已经改变了这个现状,我们现在也有能力研发出高端芯片,而且还有国家政策的支持。对于芯片行业的发展来讲,我只能说现在是最好的时候。


环球科技视界


我国未能生产高端芯片的基本原因是什么?芯片是我国科技行业的痛,每年进口芯片花费大量的金钱,特别高端芯片。为什么就不能制造呢,个人认为主要有:


1、投入大,见效慢。

设计生产芯片投入是非常巨大的,动辄几十亿甚至几百亿。芯片设计人才、制造人才都不是短期内能够解决,再加上早期本身半导体行业发展的人才储备也不足以满足芯片设计。并且改革开放早期大部分企业的实力都不强,很少企业有能力投资到芯片中来。虽然国家也有过支持,但毕竟人才、资源规模、资金规模等都不足,导致发展缓慢。并且芯片从设计到产出,周期比较长,很多企业也很难承受这样的周期。


2、国外技术封锁。

虽然开放以来,大部分的电子元器件都能够采购得到,但是国外特别是欧美日等对于技术、专利、高科技产品等还是对我国实施封锁的政策。很难从外部得到需要的芯片技术,还有顶尖的高科技制造设备也被禁止销往中国,得到的设备要么是二手,要么是落后几代的设备。


3、部分拿来主义思想。

作为世界工厂生产大国,很多企业也有一种拿来主义思想,反正全球化基本拿钱都买得到,于是拿钱买来芯片组装成品就可以。而对于零部件以及核心技术,反而就没有重视,或者即使有意识到也因为各种各样原因给耽误了。


4、国产芯片产业链的未形成

国产自产芯片毕竟起步晚,技术相对落后,而要在市场上竞争就要有先进的零部件及技术,国内这方面比较吃亏。于是产品竞争力大了,但内部核心产品却是购买自国外。即使芯片造出来了也大部分是应用到专有领域,或中低端产品上。造成上下游的产业链没有形成良性。

虽然目前高端芯片还有很多不足,但目前至少形成了要设计研究制造国产高端芯片的意识,有实力的企业也正在通过不同的形式进入。时间虽长但也值得期待,拥有高端芯片也不是梦。


分享到:


相關文章: