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2018年8月8日，杭州嘉楠耘智信息科技有限公司（簡(jiǎn)稱嘉楠耘智）宣布：全球首款7納米（7nm）芯片成功量產(chǎn)。
該芯片由杭州本土企業(yè)杭州嘉楠耘智信息科技有限公司自主研發(fā)并投入量產(chǎn)，目前，首批7nm芯片由臺(tái)積電代工已完成交貨，將率先應(yīng)用在嘉楠耘智的區(qū)塊鏈超級(jí)計(jì)算機(jī)中。不僅是區(qū)塊鏈第一個(gè)7nm芯片，也是全球半導(dǎo)體第一款7nm芯片，為目前全球半導(dǎo)體行業(yè)最高量產(chǎn)工藝等級(jí)。
嘉楠耘智公共事務(wù)部總監(jiān)屠松華介紹，早在2013年，團(tuán)隊(duì)就已成功研發(fā)并量產(chǎn)110nm芯片，2015年至2018年，相繼成功研發(fā)并量產(chǎn)了28nm、16nm。如今的7nm芯片擁有業(yè)內(nèi)最高的算力密度、更低的成本和更大的產(chǎn)能、同時(shí)具有低功耗、耐高溫、高良率等特點(diǎn)。
面對(duì)這樣的“好消息”，小編卻高興不起來，因?yàn)槟壳笆澜缟夏軌蜓邪l(fā)設(shè)計(jì)7nm處理器的企業(yè)遠(yuǎn)不止嘉楠耘智一家。今年下半年，臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司（簡(jiǎn)稱臺(tái)積電）還會(huì)相繼代工蘋果A12、華為海思麒麟 980、高通驍龍新系列處理器等同為7nm工藝的芯片。
下面讓小編給大家扒一扒芯片制造的那些事：
1、會(huì)畫圖，卻不會(huì)塑型的硬傷
芯片是一個(gè)高端工業(yè)產(chǎn)品，生產(chǎn)過程最重要的兩個(gè)環(huán)節(jié)是“設(shè)計(jì)”與“加工”。“設(shè)計(jì)”指的是工程師把各種電路圖編排優(yōu)化并形成“設(shè)計(jì)圖”的過程。加工”指機(jī)器在硅晶體材料商刻畫“設(shè)計(jì)圖”的過程。在這，小編給大家側(cè)重說明一下芯片的加工過程。
芯片加工跟家具加工相似，木匠加工木的核心在于木頭塑形，一般情況下，木匠會(huì)先用墨斗在木料上畫黑線，然后再根據(jù)黑線進(jìn)行鋸、鑿、刨等工序?qū)⒛玖霞庸こ尚?。相似地，芯片制作就是在硅晶體上畫線和雕琢，主要用到蝕刻機(jī)和光刻機(jī)這兩個(gè)工具。工人先使用“光刻機(jī)”在硅晶體光刻膠涂層上“描線”，再運(yùn)用蝕刻機(jī)根據(jù)線條“打磨”掉不需要的部分。光刻機(jī)畫線的線條精度及蝕刻機(jī)洗蝕可控精度越高越有利，做出來的芯片也就越精致。
我國(guó)的芯片制造水平約落后于世界3~5代，我國(guó)刻蝕機(jī)可以達(dá)到世界先進(jìn)水平，但我國(guó)目前光刻機(jī)水平在90nm以下28nm以上，國(guó)家計(jì)劃到2020年達(dá)到22nm。你沒看錯(cuò)，人家已經(jīng)做到7nm了，我們卻還在停留20nm以上掙扎。
2、造芯利器“EUV 極紫外光刻機(jī)”與ASML
EUV 極紫外光刻機(jī)，如今最先進(jìn)的光刻機(jī)，是唯一能夠生產(chǎn) 7nm 以下制程的設(shè)備。該光刻機(jī)的兩大關(guān)鍵高科技部位，光源來自美國(guó)公司Cymer，鏡頭來自德國(guó)。EUV售價(jià)1.2億美元。
ASML Holding N.V（阿斯麥）是世界上全球最大的半導(dǎo)體設(shè)備制造商之一，也是唯一一個(gè)能夠制造 EUV 光刻機(jī)的廠商。公司總部設(shè)在《瓦森納協(xié)定》締約國(guó)之一的荷蘭，大股東有美國(guó)因特爾，臺(tái)積電，三星等。
據(jù)介紹，ASML計(jì)劃在2018年生產(chǎn)20臺(tái)EUV 光刻機(jī)。臺(tái)積電、英特爾和三星等半導(dǎo)體巨頭都已經(jīng)向 ASML 采購(gòu)了EUV 光刻設(shè)備，臺(tái)積電預(yù)定了10套，三星6套，英特爾3套。
看到這里，看官可能有個(gè)疑問：為什么我們不購(gòu)買這個(gè)設(shè)備？我們大中國(guó)有不少企業(yè)出得起1.2億美元吧！事實(shí)上，這還真的不是我們不想買，而是買不到，說道這就不得不提一提《瓦森納協(xié)定》了。
3、《瓦森納協(xié)定》：就不賣給你
《瓦森納協(xié)定》全稱為《關(guān)于常規(guī)武器和兩用物品及技術(shù)出口控制的瓦森納協(xié)定》 (The Wassenaar Arrangement on Export Controls for Conventional Arms and Dual-Use Good and Technologies)，協(xié)議旨在限制世界高端技術(shù)傳播。目前共有包括美國(guó)、日本、英國(guó)、俄羅斯等在內(nèi)的40個(gè)國(guó)家共同簽署。
“瓦協(xié)”包含兩份控制清單：
一、軍民兩用商品和技術(shù)清單，涵蓋了先進(jìn)材料、材料處理、電子器件、計(jì)算機(jī)、電信與信息安全、傳感與激光、導(dǎo)航與航空電子儀器、船舶與海事設(shè)備、推進(jìn)系統(tǒng)等9大類；
二、軍品清單，涵蓋了各類武器彈藥、設(shè)備及作戰(zhàn)平臺(tái)等共22類。
目前“瓦協(xié)”成為各國(guó)對(duì)華（內(nèi)地）高科技出口管制的主要“指導(dǎo)性文件”。
4、被人掐住咽喉的痛
全球半導(dǎo)體前15大設(shè)備供應(yīng)商，他們當(dāng)中全部都是受到瓦森納協(xié)定限制的，這樣大陸的企業(yè)就買不到最先進(jìn)的制造設(shè)備。
中芯國(guó)際集成電路制造有限公司（中芯國(guó)際）是中國(guó)內(nèi)地規(guī)模最大、技術(shù)最先進(jìn)的集成電路芯片制造企業(yè)。
在購(gòu)買不到先進(jìn)設(shè)備的情況下，中芯只能曲線救國(guó)，與比利時(shí)微電子研究中心（IMEC）的合作。IMEC先從ASML應(yīng)用材料買設(shè)備，用完5年后符合瓦森納協(xié)議要求就可以轉(zhuǎn)賣給中芯國(guó)際！
Intel、三星、臺(tái)積電2015年能買到ASML10 nm的光刻機(jī)。而大陸的中芯國(guó)際，2015年只能買到ASML2010年生產(chǎn)的32 nm的光刻機(jī)。5年時(shí)間對(duì)半導(dǎo)體來說，已經(jīng)足夠讓市場(chǎng)更新?lián)Q代3次了。除了不能買到最新的設(shè)備以外，受到瓦爾納協(xié)定的影響，華裔工程師還不能進(jìn)入到歐美等知名半導(dǎo)體公司的核心部門，防止技術(shù)泄露。
買不到頂尖的制造設(shè)備，沒有頂尖的人才交流，以上種種制約，讓我們半導(dǎo)體行業(yè)的前進(jìn)步伐舉步維艱。我國(guó)每年在小小的芯片上所花費(fèi)的錢遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過很多大宗商品，僅2016年1月至10月份期間，中國(guó)進(jìn)口芯片一共花費(fèi)了1.2萬億人民幣，這是赤裸裸的變相剝削。
5、破局契機(jī)
相比于嘉楠耘智首發(fā)7nm芯片的消息，小編認(rèn)為以下的這一則才算喜訊，網(wǎng)傳中芯國(guó)際向ASML申購(gòu)了一臺(tái)EUV 光刻機(jī)，并達(dá)成了申購(gòu)，將會(huì)在2019年交付。這若能成真，這應(yīng)當(dāng)是破除我國(guó)芯片制造業(yè)困境的第一步，此后的設(shè)備研發(fā)只能徐徐圖之。
頂級(jí)中國(guó)芯，任重而道遠(yuǎn)！
圖片來源于網(wǎng)絡(luò)
