3C王者

華為作為國內智能手機行業的技術天花板和全球5G通訊龍頭，其在海內外市場的廣泛影響力招來瞭國外廠商的妒忌。為瞭限制我國半導體行業的發展，以美國為首的半導體壟斷聯盟開始打壓國產半導體廠商。

但華為終歸是華為，在美國壟斷聯盟的高強度打壓下，華為依舊在2021年4月22日完成麒麟芯片的商標註冊。彼時，有關華為3納米麒麟芯片正在設計的消息傳播開來。不知大夥是否想過這樣一個問題，倘若不計成本，華為能否制備出3納米麒麟芯片呢？

我是柏柏說科技，資深半導體科技愛好者。本期為大傢帶來的是：國內芯片代工制程的發展現狀、若整合國內頂尖制程技術，華為3納米麒麟芯片能否實現量產的分析。

芯片制程可分三大環節：邏輯芯片設計、芯片代工制造、芯片封裝測試。為瞭便於大傢理解，這裡為大傢逐個環節解析。首先是邏輯芯片設計，邏輯芯片設計需要經過很多環節，其中最重要的技術便是指令集架構。

在這裡穿插一點，由於華為擁有ArmV8架構的永久使用權，在此推測麒麟9010有很大概率是基於ArmV8架構打造的。但Arm公司於2021年推出瞭新一代ArmV9架構，但因美國技術限制的影響，華為無法使用Arm公司最新推出的ArmV9架構。蘋果A15以及驍龍895使用的是ArmV9架構。

回到國內，架構方面，我們擁有龍芯中科推出的具有自主知識產權的loong Arch架構，由於可以編譯Linux操作系統，loong Arch架構可以用在手機芯片的設計當中。這給未來Loong Arch的推廣以及國產指令集架構完成國產替代化埋下伏筆。

有關半導體芯片的封裝測試，與我們在芯片代工領域被光刻機“卡脖子”的處境不同，我國在芯片封裝測試環節中的技術比較可觀。雖說與國外依舊存在一些距離，但可以滿足半導體芯片封裝技術的絕大部分要求。例如國內市占率第一，全球市占率13%的長電科技。

簡單介紹完邏輯芯片設計與芯片封裝測試，下面便是決定我國能否實現芯片自主化生產目標的關鍵因素“芯片代工環節”。芯片代工可分為晶圓制造、關鍵尺寸量測、晶圓曝光、刻蝕、清洗等環節。而在晶圓制造、刻蝕機、清洗、關鍵尺寸量測設備上，目前我國基本上能夠實現自給自足的目標，最重要的便是光刻機。

換句話說，光刻機是制約我國半導體行業發展的關鍵因素。光刻機分為三大核心技術：雙工件臺、光刻光源、光刻鏡頭。雙工件臺我們有北京華卓精科，值得一提的是，華卓精科是繼ASML之後，全球第二傢掌握雙工件臺技術的中國廠商。上海微電子的28納米浸入式光刻機，使用的雙工件臺系統便是華卓精科的。

光刻光源方面，清華大學破冰“穩態微聚束”光源，縮短瞭光源波長，助推我國未來半導體芯片制程的發展。長春光機所、上海光機所、哈工大團隊著手EUV光源，成功破冰國外技術壁壘，推出瞭與ASML EUV光刻機同等效力的極紫外光源。

至於難度最高的光學鏡頭，中科院承接的超高能輻射光源、中科科儀旗下的中科科美推出的直線式勞埃透鏡鍍膜裝置及納米聚焦鏡鍍膜裝置，為光鏡頭提供瞭一定的技術支持。但這隻是解決瞭光學鏡頭的其中一個環節，有關鏡頭的鏡面打磨和材料等問題，還沒有得到解決。換句話說，鏡頭已經是國產半導體需要著重攻堅的項目。目前我們隻是實現瞭光鏡技術從零到一的突破。

倘若排除成本，華為的3納米麒麟芯片可以通過什麼方式實現生產呢？

激光雕刻與采用石墨烯、硫化鉑材料的浸入式生產。我國對激光技術的應用可謂爐火純青，曾經卡住美國半導體發展十五年的福晶科技旗下的KBBF晶體便是一個很好的例子。采用激光雕刻，可以滿足3納米及3納米以下的芯片生產。但該類方式的生產效率很慢，時間成本、人力成本以及設備後續的維修費也很高。

其次是石墨烯晶圓與硫化鉑材料制程的半導體芯片，由於其內置規格的優越性與極高的熱傳導性、導電性。同等制程下制成的石墨烯芯片、硫化鉑芯片其性能是傳統矽基芯片的5~10倍。倘若不計較後續材料、技術推進所需的設備、人才培養費，石墨烯與硫化鉑材料可以滿足華為3納米芯片的生產。

目前我們在芯片代工領域中實現瞭許多從無到有的突破，芯片制造已經來到瞭28納米的制程節點。有關14納米制程，中國電子信息產業發展研究院電子信息研究所所長溫曉君在接受采訪時表示：我國將在2022年完成14納米項目的攻堅，實現14納米制程設備的交付。祝願國產半導體廠商愈發強大，在半導體領域中早日掌握自主權。

對於我國的半導體行業發展現狀，大夥有什麼想說的呢？對於國產半導體行業的發展，你有什麼好的意見或是建議呢？歡迎在下方留言、評論。我是柏柏說科技，資深半導體科技愛好者。關註我，帶你瞭解更多資訊，學習更多知識。