集成電路的發展與對我國的重要性
把沙子變成黃金,拿捏了整個世界。
無論是美國2018年打壓中興,還是2019年限制華為,都是因為他們掌握了這項將沙子變為黃金的技術,所以他們才敢這么肆無忌憚的打壓中國企業。
這項技術技術就是芯片制造。
如果要評選世界上近一百年來最偉大的工業品,那必須是芯片。而芯片的核心就是集成電路,把幾億甚至幾十億個電阻電容電感集成到一個硅片上,形成集成電路,而將集成電路封裝起來就是芯片了。比如最常見的CPU。
為什么說它是沙子變黃金呢,因為它的原材料就是沙子,而制成的芯片卻比黃金還貴。要知道中國每年光進口半導體芯片就要花費幾萬億人民幣,比進口石油都花的多。
那芯片是怎么制造出來的呢。從沙子到芯片最少經過八個步驟:晶圓加工-氧化-光刻-刻蝕-薄膜沉積-互聯-測試-封裝。
沙子的主要成分是二氧化硅,通過氧化還原反應,將沙子中的氧去掉,提出出單質硅。晶圓就是一塊有定尺寸的硅片,比如8英寸,6英寸,4英寸等。
美國在1949年提取出單質硅。
1958年,英特爾公司創始人及其伙伴發明了集成電路。剛開始用的是鍺,但是鍺不耐高溫還容易漏電,后來發現硅更穩定,就開始用硅作為集成電路的基底材料。
直到現在,集成電路的器件數目越來越多,尺寸卻越來越小,一個小小的芯片里集成幾十億個器件,可想而知這些器件有多小。
美國作為集成電路的領導者,在半導體行業占據絕對領先的地位。即使上世紀80年代一度被日本超越,也是很快采取措施,奪回領先地位,不過在美國和日本斗爭的過程中,韓國魚翁得利,很快追了上來。與此同時歐洲也在飛速發展,特別是光刻機技術,在全球獨占鰲頭。以美國為首,日本和韓國三家占據了全球大部分市場。
而中國在1959年也取出了單質硅。可惜在那之后,中國并沒有持續發展集成電路,硅晶體也僅用于軍事,并沒有實現商用。直到上世紀90年代,政府政策才開始向半導體行業傾斜,出現大量半導體企業,中國半導體行業正式進入飛速發展時期。
中國起了個大早干了個晚集,集成電路的制造技術落后于美日韓,核心就在于中國制造不出來高精度光刻機。之前說過,一塊硅片上集成幾十億個器件,器件的尺寸就要盡可能小,目前最高精度的光刻機是ASML的EVU系列,最新給英特爾交付的最小尺寸可達2nm,而中國目前的光刻機水平在28nm,這個差距不是倍數的關系,而是指數的關系。
所以在2018年美國將中興作為實體限制企業時,缺少芯片的中興元氣大傷,2019年華為被限制也是同樣陷入困境,幸好海思設計芯片,臺積電加工,讓華為浴火重生,現在和國產企業中芯國際合作,能夠實現芯片自給自足。
所有的電子產品都需要芯片,它是產品的大腦,它的集成度越高,功能越強大,并且產品的尺寸也可以做的越小。掌握它,就有了點沙成金的本事。