造一颗芯片有多难中国为什么造不出自己的芯片一台EUV光刻机就要10亿元左右,并非所有的芯片都很难制造其实,并非所有的芯片都很难制造,为什么芯片很难制造,为什么芯片很难制造,虽然芯片很难制造,为什么芯片很难制造,还存在着另一种用于实现计算的芯片来代替硅芯片。
造一颗芯片有多难中国为什么造不出自己的芯片
一台EUV光刻机就要10亿元左右；
一个5nm制程芯片厂要100亿美元左右；
造芯片能不难吗？
很多人听说过光刻机，总以为只要有EUV光刻机，中芯国际很快就能够量产7nm制程芯片？
实际上，并非如此！
除了光刻机，还需要至少数十种高精尖半导体设备，譬如说：
等离子刻蚀机；
反应离子刻蚀系统；
离子注入机；
单晶炉；
圆晶划片机；
晶片减薄机；
气相外延炉；
氧化炉（VDF）；
低压化学气相淀积系统；
等离子体增强化学气相淀积系统；
磁控溅射台；
化学机械研磨机；
引线键合机；
探针测试台；
……
想要建设7nm制程芯片厂，没有几十亿美元能搞定？
最近，台积电官宣，有意于美国亚利桑那州建先进制程圆晶厂，预计投资120亿美元，投产后可量产5nm制程芯片！
想要搞定5nm制程芯片厂，就要100亿美元左右投资；
……
对于咱们国家来说，钱倒是最容易解决的，可芯片制造人才呢？
哪有这么容易培养出顶尖的芯片制造人才？
全球各国的顶尖半导体企业都在挖人，想要高价招募顶尖半导体人才，招人也难啊！
……
咱们大陆企业并非无法制造芯片，而是无法制造先进制程的芯片，譬如7nm制程芯片；
中芯国际已经能够代工14nm制程芯片了！
咱们必须要有信心，聚合咱们14亿国人的力量，搞定先进制程芯片，只是时间问题！
再耐心等一等，5-20年，就差不多了！
……
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为什么感觉芯片很难制造
美国对中兴的一纸禁令，便轻而易举的让中兴陷入绝境，泱泱大国，竟也摆脱不了对美的依赖。缺”芯”的命门显露无遗，不禁让我们深思，芯片真的那么难制造吗？
并非所有的芯片都很难制造
其实，并非所有的芯片都很难制造。如果你回家随便拆开一个蓝牙音箱、机顶盒、冰箱洗衣机，你便会发现，里面的核心芯片大部分都是国产品牌。但不可否认的是，这些芯片大多应用于消费类领域。在对稳定性和可靠性要求很高的通信、工业、医疗以及军事的大批量应用中，国产芯片跟国际一般水平相比，仍然还有很大差距。-芯片制造
为什么芯片很难制造？
为什么芯片很难制造，原因主要有两点：①试错成本高；②排错难度大。
1、试错成本高
做一个app，可以一天一个版本，有bug也没关系，第2天就可以修复，试错和修改的成本几乎为零；
做一个电路板，设计时长在1-30天之间，生产周期在3-14天之间，出错重新投板，试错费用在几百到几千之间，最多数万块钱；
而做一个芯片，不算架构设计，从电路设计到投片，最少半年；投片到加工，2-3个月；一次投片的费用最少也是数十万元，先进工艺高达一千万到几千万。
如此高的试错和时间成本，对成功率有着极高的要求，需要多个工种密切配合，延长流程，反复验证，团队中一个人出错，3个月后回来的芯片可能就是一块儿石头。修改一轮，于是，又三个月过去了。
2、排错难度大
互联网编个软件，调试程序可以在任意地方设置断点，查看变量实时状态或者做出记录；
硬件电路板上，几乎任何一根信号线都可以拉到示波器上看波形；
而一颗小小的芯片，上亿个晶体管，能测量到的信号线却只有十几根到几百根。凭借这少得可怜的信息，推理出哪个晶体管的设计错误，难度可想而知。
模仿也好，抄袭也罢，在互联网，我们有BAT可以和facebook/google过过招；在电子整机，我们有华为中兴可以对抗思科爱立信；但在IT行业里，独独芯片，我们没有跟美国抗衡的能力。
虽然芯片很难制造，但好在我们有一个华为。麒麟处理器已在华为手机上得到实现，还是高端的类型，虽说暂时还拼不过高通，但也占据了一地之席。
君不见，十年前华为研发芯片的时候，我们对它嗤之以鼻，而今，它却成了唯一的安慰。
为什么芯片很难制造？“试错成本高”和“排错难度大”便是最根本的因素，啥也不说了，中国加油！
当芯片的工艺制程突破物理极限之后，人类该怎样寻求新的芯片制造技术
以前的观点普遍认为7nm是硅材料芯片的物理极限，摩尔定律终于是触碰到了天花板。不过这两年7纳米都已经投入生产了，5纳米工艺也在半导体工厂准备中。计划可以在2020年面世。
硅材料芯片的物理极限是5纳米，如果超过5纳米这个界限就会发生“量子隧穿效应”的量子力学现象发生，一系列过程后最终让电子失控导致晶体管无法关闭。晶体管无法关闭对芯片来说是什么概念？
至于再高级的芯片制造工艺则是美国的劳伦斯伯克利国家实验室宣布采用碳纳米管复合材料可以将芯片制造工艺缩紧到1nm，这是打破了芯片5纳米物理极限？
打破芯片物理极限的1纳米工艺是两种新采用的材料运用让其变成有效事实。这两种材料是二硫化钼和碳纳米管。
1纳米工艺主要半导体材料从硅变成了二硫化钼。不同于硅，流过二硫化钼的电子变重，在门电路长度在1纳米时也能对晶体管内的电流进行控制。
另一方面因为采用二硫化钼做为半导体材料，但光刻技术还跟不上相应水平，所以实验室团队采用空心圆柱管直径只有1纳米的碳纳米管。这种碳纳米管和二硫化钼制成的栅极正好可以有效控制电子，避免“量子隧穿效应”发生。-芯片制造
目前1纳米工艺还在实验室理论验证的过程中。真要到1纳米大规模实际应用后转到更小的制造工艺埃米上，估计我家娃都大学毕业了。嗯，今年我家娃上小学一年级。
在科学家那大容量脑洞中，还存在着另一种用于实现计算的芯片来代替硅芯片，这种芯片就是量子芯片，实现的计算方式正是量子计算。
量子计算是基于量子力学的规律进行调控量子信息单元计算的计算模式。由于量子力学具有叠加特性，科学家普遍认为量子计算要快于传统计算机。
事实上量子计算概念从上世纪80年代初期提出至今，世界各地的政府、科研机构对量子计算机的研究已经取得了很大的进展。也出现了使用量子特性技术的科技，比如我国用于量子科学实验的卫星---墨子号。
科学家的脑洞自然不止于量子计算技术，现今科技界还存在一种另辟奇径的计算方式，AI计算。
目前科技打造的AI芯片仅仅是进行一些辅助工作的超弱人工智能芯片。按照AI等级划分来看，AI芯片还得历经弱再到强的过程。在AI芯片发展到一定程度的时候完全可以做到妹仔大过主人婆来替代传统计算。具有强逻辑性和强分析性的高级AI芯片，其计算能力无需质疑也无可取代。-芯片制造
和原始人使用工具推动社会进化一样。或许，当今人类未来科技的发展也离不开AI计算。
