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制造一颗芯片到底有多难？
5月15日，也是美国将华为列入实体清单一周年之际，美国再次对华为加强了封锁，在获得美国商务部许可之前，限制全球所有半导体产业为华为服务。一石激起千层浪，不仅台积电难以为华为代工芯片，甚至连中芯国际也面临这个困难。那么，华为为什么不自己造芯片呢？制造一颗手机芯片到底有多难呢？
一颗封装好的芯片，包括了数十、数百亿晶体管组成的集成电路。芯片的最终出货，大致包括设计和制造两大过程。由华为这样的无厂半导体公司设计，再交由台积电代工生产。世界上第一个公认的微处理器由英特尔1971年发布，集成了230个晶体管，10微米的工艺。而到了今年4月16日，台积电在财报会议上表示，5nm的光刻技术将在下半年大规模量产。而让最新工艺制程实际落地的核心部件，就是光刻机。
光刻机的原理
简单来说，光刻机就是利用特定的紫外光照射光罩下涂布了光刻胶的晶圆，使光刻胶变性，实现电路图在晶圆上的“雕刻”的仪器。原理和工艺都不复杂，难度在于它的精细程度。
光刻的第一步是铺胶，经过疏水处理的晶圆的中心滴入固定体积的光刻胶，然后铺展均匀，平均厚度精度控制在2nm之间。第二就是光源，为了实现极其精细的制程，光源需要有足够短的波长，因此选用了极紫外光（EUV），这也就是我们说的7nm EUV工艺。为了防止空气对极紫外光的吸收，整个光刻必须在真空的环境下完成。
而之后，EUV还需要走过数个反射镜，对反射镜的平整度也有极高的要求。如果这个反射镜的直径相当于一个地球那么大的话，那么这个地球的最高点和最低点不能相差超过一根头发的宽度——0.07毫米。
目前，能够生产光刻机的厂商在全球有十余家，但最新的7纳米制程光刻机仅有荷兰阿斯麦一家。，中芯国际以1.2亿美金向阿斯麦购买了一台7nm光刻机，但由于美方的一再阻挠，这台光刻机至今未能发货。
我国未来发展前景与挑战
这些专业软硬件，以及先进技术的垄断与封锁，最终成为了我们进军芯片最新工艺的阻碍，也成了美国掐住华为乃至中国自主芯片进步的手段。中国半导体芯片进口达到了3040亿美元，接近原油的两倍，占比全年进口额的20%。目前国内全自主技术的光刻机可以实现22nm的制程，而这项技术的差距，与国际一线相比，至少还有的代差。无论如何，技术的独立与自主，才是激烈的国际竞争中最有力的拳头。
无论如何，技术的独立与自主，才是激烈的国际竞争中最有力的拳头。对于国产光刻机，我们需要承认差距，更要寄予希望。像上海微电子装备这样的企业已燃起了星星之火，我们期待其早日燎原，为民族工业振兴添砖加瓦。
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图文来源：小白测评 百度百科
编辑：陆潇瑜
审核：章艺
指导：任超老师
