電子元器件最精密的就是芯片。
而國內諸如小米、vivo、OPPO這樣的手機廠商，都是靠其它供應商給他們提供芯片，自己沒有能力研發。
華為則是從10多年前開始，組建了海思團隊來研發芯片，至今還只是做到在低端機上使用。
芯片其實是半導體原件的統稱。
往大了說其實就是集成電路板“本板”。一開始進行電流計算的，是一巨型的計算機。
有人用18000只電子管，6000個開關，7000只電阻，10000只電容，50萬條線組成了一個超級複雜的電路，誕生了人類第一臺計算機。
重達30噸，運算能力5000次/秒，還不及現在手持計算器的十分之一。
說簡單也簡單，說難也難，芯片，就是把這龐然大物，經過70多年的技術演進，越做越小。
承載的板子小了，是因為材料純度極大的提升。
電路上的金屬線小了，是因為用了光刻的技術。
……
芯片，就是這樣簡單純粹，一堆進行0/1計算的電路板，做得越來越小，就是芯片。
唯一衡量芯片好壞的標準也是如此簡單，計算能力。為啥Intel、高通的芯片就那麼好，海思和聯發科的芯片就沒那麼好。
答案很簡單，計算能力沒那麼強。
芯片核心技術到底是個啥
技術研發有三條鐵則：
1、研發就是燒錢燒時間，這是根本；
2、有需求或者認為有需求才會投入研發，這是動機；
3，研發第一步必然是探究已有的同類技術，俗稱山寨。
把技術拆一拆，大概就這麼幾樣東西：設計、材料、生產設備，而設備本身也是設計和材料，所以歸根結底，技術可以籠統地說成材料加設計。
芯片設計是整個行業的最上游。
而芯片設計，即IC設計，作為集成電路產業鏈五大環節中的第一環，毫無疑問也是最重要的一環。如果連芯片的設計都無法完成，那麼後續的其他環節自然也無法順利的開展。
全球市場美國獨大
芯片設計是將系統、邏輯和性能的設想轉化為物理實現的過程，也是整個產業鏈中技術含量和利潤率都相對比較高的環節。
目前市面上的芯片設計公司可以分為兩類，即有自己生產工廠的，和沒有自己生產工廠的。
在傳統的芯片設計環節中，
美國的企業佔據了全球一半以上市場，
中國臺灣的芯片設計可以排在第二，
而中國大陸在經過了數年的集中發展之後，目前可以排在第三。
儘管排在第三，但是也僅佔10%左右的市場，而且主要集中在技術相對比較簡單的細分芯片中，和美國的差距仍然是巨大的。
目前全球前十的IC設計企業中，只有華為海思是中國大陸的企業。
像高通、博通、英偉達和英特爾等企業的核心產品，即電腦、手機的CPU和存儲器等芯片，主要屬於通用芯片分類，而這一類芯片的技術含量最高，也是目前我們國產化最難，進度最慢的細分市場。
國產芯片更多的集中在專用芯片領域，包括了消費電子、人工智能的芯片。
沒錢=沒有入場的資格
中國芯片公司的研發費用實在是太低了，這個行業就是一個資本密集型的行業，研發支出就好比入場券。
從每年研發費用看（預估）：
- 英特爾公司 超過 800億元人民幣，
- 臺積電 超過 140億元人民幣，
- 高通公司 超過320億元人民幣，
- 博通公司 超過190億元人民幣，
- 美光科技 超過124億元人民幣，
- 聯發科 超過100億元人民幣，
- 英偉達公司 超過 90億元人民幣，
國內芯片營業收入最高的10家公司研發費用（預估）：
- 華為海思 研發費用是56億左右。
- 比特大陸 預計全年研發費用是12億 左右。
- 紫光展銳 研發費用是15億左右。
- 中興微電子 研發費用是9億左右。
- 韋爾股份 研發費用8.4億
- 紫光國微 研發費用5.0億
- 匯頂科技 研發費用5.9億
- 士蘭微 研發費用2.7億
- 兆易創新 研發費用1.6億
集成電路大基金
大基金累計已投出1188億元，二期“保底1500億元”。
這裡先講一下集成電路大基金投資的方式：大基金主要是通過參股、定增的方式撒錢的，大基金給上市公司投一筆錢，佔有一定比例股權，然後企業拿著這筆錢開展新業務和新的研發項目。
大基金主要投了中芯國際、三安光電、匯頂科技、兆易創新、長電科技、北斗星通、北方華創股份、長川科技、國科微電子、通富微電等企業。
芯片製造與中國技術
為了把30噸的運算電路縮小，工程師們把能扔東西全扔了，直接在硅片上製作PN結和電路。下面從硅片出發，說說芯片的逆襲之路。
第一：硅
硅的主要評判指標是純度，你想想，如果硅原子之間有一堆雜質，那電子就別想在滿軌道和空軌道之間跑順暢。
無論啥東西，純度越高製造難度越大。
用於太陽能發電的高純硅要求99.9999%，這玩意兒全世界超過一半是中國產的，早被玩成了白菜價。芯片用的電子級高純硅要求99.999999999%(別數了，11個9)，幾乎全賴進口。
直到2018年江蘇的鑫華公司才實現量產，只是目前產量少的可憐，還不及進口的一個零頭。
難得的是，鑫華的高純硅出口到了半導體強國韓國，品質應該不錯。
不過，30%的製造設備還得進口……
電子級高純硅的傳統霸主依然是德國Wacker和美國Hemlock(美日合資)，中國任重而道遠。
第二：晶圓
把這圓柱切片後得到的硅片也是圓的，因此就叫“晶圓”。
切好之後，就要在晶圓上把成千上萬的電路裝起來的，幹這活的就叫“晶圓廠”。
晶圓加工的過程相當繁瑣；
首先在晶圓上塗一層感光材料，這材料見光就融化，那光從哪裡來？
光刻機，可以用非常精細的光線，在感光材料上刻出圖案，讓底下的晶圓裸露出來。
然後，用等離子體這類東西衝刷，裸露的晶圓就會被刻出很多溝槽，這套設備就叫刻蝕機。
再用離子注入機在溝槽裡摻入磷元素，加熱退火處理，就得到了一堆N型半導體。
完成之後，清洗乾淨，重新塗上感光材料，用光刻機刻圖，用刻蝕機刻溝槽，用離子注入機撒上硼，就有了P型半導體。
整個過程有點像3D打印，把器件一點點一層層裝進去。
一塊晶圓可以做多個芯片。
芯片放大了看就是成堆成堆的電路。
提個問題：為啥不把芯片做的更大一點呢？這樣不就可以安裝更多電路了嗎？性能不就趕上外國了嘛？
這個問題很有意思，答案出奇簡單：錢！
一塊300mm直徑的晶圓，16nm工藝可以做出100塊芯片，10nm工藝可以做出210塊芯片，於是價格就便宜了一半，在市場上就能死死摁住競爭對手，賺了錢又可以做更多研發，差距就這麼拉開了。
中國軍用芯片基本實現了自給自足，因為軍用不計較錢嘛！可以把芯片做的大大的。另外，越大的硅片遇到雜質的概率越大，所以芯片越大良品率越低。總的來說，大芯片的成本遠遠高於小芯片，不過對軍方來說，這都不叫事兒。
第三：架構
用70億個晶體管在指甲蓋大小的地方組成電路，想想就頭皮發麻！一個路口紅綠燈設置不合理，就可能導致大片堵車。
所以芯片的設計異常重要，重要到了和材料技術相提並論的地步。
七十年代，英特爾率先想出了一個好辦法：X86架構。
隨後英國ARM公司提出了2個輪子的汽車方案：ARM架構。
進入21世紀，智能手機橫空出世，芯片的能耗和體積一下成了關注點，於是ARM架構一飛中天，幾乎壟斷了手機芯片。
最近有新聞說，中國和ARM要成立中方控股的合資公司，ARM欲藉此重回芯片製造商的角色，中方當然走的還是市場換技術的路子。
有了基本架構，後面的設計依然是漫漫長征路，所以還得要有好工具，簡稱EDA軟件。
Synopsys，Cadence，Mentor，三巨頭幾乎壟斷了全球EDA市場，一水兒的美國公司。
直到最近，熬了三十年的華大九天終於露頭了，這家中國電子信息產業集團的二級公司，連續多年以50%的年增長率狂追，算是站穩了腳跟。
第四：設計製造
但凡要處理信息，基本都有芯片，包括通信芯片、服務器芯片、手機芯片、電腦芯片等等。
早期的芯片複雜程度不算誇張，所以設計製造可以在同一家公司完成。
最有名的：美國英特爾、韓國三星、日本東芝、意大利法國的意法半導體；
中國大陸的華潤微電子、士蘭微；
中國臺灣的旺宏電子等。
後來隨著芯片越來越複雜，設計與製造就分開了，有些公司只設計，成了純粹的芯片設計公司。
如，美國的高通、博通、AMD，中國臺灣的聯發科，大陸的華為海思、展訊等。
大名鼎鼎的高通就不多說了，世界上一半手機裝的是高通芯片，AMD和英特爾基本把電腦芯片包場了。電腦和手機是芯片市場的兩塊大蛋糕，全是美國公司，世界霸主真不是吹的。
臺灣聯發科走的中低端路線，手機芯片的市場份額排第三，很多國產手機都用，比如小米、OPPO、魅族。
華為海思是最爭氣的，手機處理器芯片麒麟，市場份額隨著華為手機的增長排進了前五。
最近華為又推出了服務器芯片鯤鵬920，5G基站芯片天罡，5G基帶芯片巴龍5000，性能都是世界頂級的，隱隱看到了在芯片設計領域崛起的勢頭。
在大陸的芯片設計公司，臺灣頂住了小半邊天，另大半邊天原本是塌著的，現在華為算是撐住了。
還有一類只製造、不設計的晶圓代工廠，這必須得先說臺灣最大的企業：臺積電。正是臺積電的出現，才把芯片的設計和製造分開了。
2017年臺積電包下了全世界晶圓代工業務的56%，規模和技術均列全球第一，市值甚至超過了英特爾，成為全球第一半導體企業。
晶圓代工廠又是臺灣老大哥的天下，除了臺積電這個巨無霸，臺灣還有聯華電子、力晶半導體等等，連美國韓國都得靠邊站。
大陸最大的代工廠是中芯國際，還有上海華力微電子也還不錯，但技術和規模都遠不及臺灣。
不過受制於臺灣詭譎的社會現狀，臺積電開始佈局大陸，落戶南京。這幾年臺資、外企瘋狂在大陸建晶圓代工廠，這架勢和當年合資汽車有的一拼。
如果大陸能整合臺灣的半導體產業，並利用靈活的政策和龐大的市場促進其進一步升級，中國追趕外國的步伐至少輕鬆一半。
第五：核心設備
芯片良品率取決於晶圓廠整體水平，但加工精度完全取決於核心設備，就是前面提到的“光刻機”。
光刻機，荷蘭阿斯麥公司(ASML)橫掃天下！不好意思，產量還不高，你們慢慢等著吧！無論是臺積電、三星，還是英特爾，誰先買到阿斯麥的光刻機，誰就能率先具備7nm工藝。沒辦法，就是這麼強大！
日本的尼康和佳能也做光刻機，但技術遠不如阿斯麥，這幾年被阿斯麥打得找不到北，只能在低端市場搶份額。
阿斯麥是全球唯一的高端光刻機生產商，每臺售價至少1億美金，
2017年只生產了12臺，
2018年24臺，
這些都已經被臺積電三星英特爾搶完了，
2019年預測有40臺，其中一臺是給咱們的中芯國際，不過最近聽說莫名其妙被燒了，得延期交貨。
相比於光刻機，中國的刻蝕機要好很多，16nm刻蝕機已經量產運行，7-10nm刻蝕機也在路上了。
不過離子注入機又寒磣了，2017年8月終於有了第一臺國產商用機，水平先不提了，離子注入機70%的市場份額是美國應用材料公司的。
塗感光材料得用“塗膠顯影機”，日本東京電子公司拿走了90%的市場份額。
即便是光刻膠這些輔助材料，也幾乎被日本信越、美國陶氏等壟斷。
第六：封測
封測又又又是中國臺灣的天下，排名世界第一的日月光，後面還跟著一堆實力不俗的小弟：矽品、力成、南茂、欣邦、京元電子。
大陸的三大封測巨頭，長電科技、華天科技、通富微電，混的都還不錯，畢竟只是芯片產業的末端，技術含量不高。
中國芯
國務院印發的《集成電路產業發展綱要》明確提出，2030年集成電路產業鏈主要環節達到國際先進水平，一批企業進入國際第一梯隊，產業實現跨越式發展。
從研發的過程來看，需求不缺，資金不缺，只要燒足了時間，沒理由燒不出芯片。
當前，中國芯片的總體水平差不多處在剛剛實現零突破的階段，雖然市場份額不多，但每個領域都參了一腳，而且勢頭不錯，前景還是可期待的。
閱讀更多 鐵男說經濟 的文章
