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。
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！
你没见过芯片制造，就别低估制造芯片的难度，除了没有光刻机，还有更深层次的原因。
2020年，中国芯片进口额3800亿美元，占全部进口商品的18%；华为Mate40系列手机，因芯片供应受阻，被迫减产供货。
看到这样的消息，你或许会质疑，连北斗导航、嫦娥五号这样的顶尖科技，中国都实现了，为何偏偏做不出高端芯片？芯片制造真的这样难吗？
什么是芯片，有什么价值芯片是集成电路的简称，需要将数以亿的晶体管，按照预先设计的电路图，有序地实现布局。
芯片的出现，让电路的小型化成指数级发展，不仅让电子设备的体型更小，而且运算速度更快、耗能更低、可靠性更强。
我们可以做一个简单的对比，1964年，美国造出了世界第一台电子计算机，这个大家伙占地170平方米，比你家的房子还要大。
这台被命名为“埃尼阿克”的计算机，装有18000个电子管，每秒可运行5000次。
而如今一台普通的智能手机，虽然只有手掌这么大，但手机的内核芯片，晶体管的数量已多达数十亿个，运算速度高达数十亿次。
芯片被广泛地应用到智能手机、电脑、汽车，甚至卫星和火箭上。芯片的出现，为很多行业都带来了颠覆性的影响，也改变了现在人类的生活方式。
尤其是运算速度高达每秒亿亿次的超级计算机，发挥其运算速度的优势，能实现很多数据模拟和运算，而其价值的核心，就是芯片的完美呈现。
既然芯片如此重要，而且应用前景广泛，具备很强的科技和使用价值，为何我们自己却造不出高端芯片呢？
芯片制造，全是黑科技提到芯片，你可能会首先想到晶圆，这种用于芯片生产的关键原材料。不少人对晶圆有误解，不就是一堆沙子提纯吗，应该不会太难。
原理没有错，但芯片需要的纯度，却格外苛刻。之所有选择利用沙子提纯，得到生产芯片的晶圆，是因为硅是一种很好的半导体材料，而沙子的主要成分是二氧化碳，正好富含硅元素，而且价格便宜。
目前全球有能力生产晶圆的企业中，排在前十的仅有中芯国际一家，而且中芯国际目前仅能生产12寸晶圆。
排在前三位的，分别是韩国的三星、台湾省的台积电和美国的美光科技。仅凭中芯国际的产能，很难撑起国内半导体市场的巨大需求，目前晶圆的国产化率仅1%左右。
不过也有好消息，上海上海硅产业、中环股份已有能力生产12英寸的硅材料，相信晶圆的国产化也能很快到来。
石油不够可以进口，晶圆同样可以花钱买到，但纷繁复杂的芯片制造过程，才是芯片制造的核心技术。
沙子在经过净化和提纯后，会首先去除里面的镁、钙等杂质，随后加入碳进行还原，得到相对纯净的硅。
此时的硅纯度只能达到90%左右，依旧不能作为芯片的原材料。提纯之后，硅材料还要再次经过生产、成型等工艺，最终得到纯度高达99.9999%的高纯度硅棒。
有了硅棒之后，接下来就需要切片，就像切土豆片一样，需要将高纯度的硅棒切成薄片。
不过晶圆的切片，比切土豆要难太多，至于切片的过程，这里不做过多的分析，你只需要知道，晶圆需要被切割为厚度仅厚0.5-1.5mm的薄片。
经过切片之后，就能得到一张像光盘一样的单晶硅片，由于芯片的制造是纳米级，此时还需要对单晶硅片进行抛光处理。
抛光后的硅片，其表面平整度不能低于0.2纳米，即便是在显微镜下，硅片的表面依然光滑靓丽。
拥有了单晶硅片，芯片的制造才算正式开始，硅元素本身是一种半导体材料，芯片需要在硅片表面，形成数以亿计的电路和晶体管，为了避免相互干扰，此时需要对硅片进行二次处理。
单晶硅片的表面，需要分次铺上一层二氧化硅和氧化氮，为了保证均匀分布，往往采用真空沉淀法。接下来，就要用到芯片生产的另一种关键辅助材料，俗称光刻胶。
按字面意思理解，其实就是一种特殊的胶水，这种胶水在紫外线的照射下，会变得容易溶解，但在显影液中，它却又极其稳定，光刻胶在芯片电路的印刻中，发挥了很好的阻隔作用。
光刻胶目前也是国产芯片技术的难点，国产化率不足10%，而且光刻胶还分为i线光刻胶、KrF光刻胶、G线光刻胶等数个类别。
飞凯材料、南大光电、晶瑞股份这些企业，目前都在聚焦光刻胶的研发，为光刻胶的国产化努力。
涂上光刻胶的单晶硅片，依然是一片空白，接下来就需要将设计好的芯片电路图，印刻到硅片上。
芯片设计虽然是半导体行业的难点，不过海思半导体已提前攻克相关技术，具备世界一流的芯片设计技术，这里让我们再次为华为点个赞。
芯片上的电路错综复杂，凭人工印刻，几乎没有办法实现，即使在显微镜下手工刻制电路，产品的良率和效率都没法保证。
芯片制造中，采用的是光刻法，就是利用光线沿直线传播的固有特性，将电路图绘制到硅片表面。
不少人对日本的半导体发展历程都有些了解，你也必然听说过索尼、佳能这些相机企业，其实他们都曾为日本半导体的发展，做出了很大贡献，这其中的关键就是对光刻技术的贡献。
光刻就是利用掩膜和透镜，将电路图投射到硅片表面，这个过程有点像过去的投影仪，只不过设计会更加复杂。
掩膜分为透明和不透明，当紫外线照射到掩膜表面，通过透镜将电路图的比例缩小，这样一张完整的电路图，就完美地投射到硅片表面。
顺便提一下，光掩膜的国产化率也并不高，大约20%左右。
前面提到，光刻胶在遇到紫外线后，会变得很容易溶解，这样没有被掩膜遮挡的部分，就不会受到紫外线的照射，光刻胶就能完好保留。
而当紫外线经过透明部分的掩膜后，会直达硅片表面，与这部分区域的光刻胶直接接触。经过紫外线的照射，硅片表面形成了两种状态，一种是被紫外线照射过的光刻胶表面，另一种则是没有被紫外线照射过的光刻胶表面。
再将硅片放置到显影液中，被紫外线照射过的光刻胶，会迅速分解，这样硅片表面有一部分的光刻胶就会被溶解。
此时的硅片表面，又会变成两种状态，一种覆盖有光刻胶，而另一种则没有光刻胶，但整个过程都是在按芯片设计的规划进行。
接下来的过程将变得更加微观和细腻，清洗掉显影液和杂质后，硅片将被投放到一种腐蚀液中。
腐蚀液能快速溶解二氧化硅和氧化氮，但是光刻胶却又能很好的阻挡腐蚀液，经过腐蚀液的腐蚀后，硅片表面没有光刻胶覆盖的部分，硅会直接显露在表层。
为了起到绝缘的作用，此时会再将镀上一层二氧化硅。经过这些复杂的供需，芯片表面会形成有规律的凹凸不平，在进行粒子注入，填充凹下去的部分，芯片制造的光刻环节基本完成。
此时的芯片还不具备实用性，随后技术人员会将二氧化硅上开槽，并将铜和钨作为各个晶体管之间的导线。
就如同盖房子的管道一样，这些连接线会将数以亿计的晶体管相连，并具备电流连通性。
到这里，芯片的一层电路就完成制造，现在的芯片往往多达数层电路，后面的原理很简单，只需不断重复上面的操作即可。但电路层数越多，对芯片的制造要求就越高，原理相同，考验的是制造的精度。
完成所有电路的刻蚀后，将晶圆切割为需要的大小，并将引脚连接，用盖子封装起来，一块完整的芯片，才算制造完成。
芯片的制造原理并不复杂，但每道工序对技术和设备的要求都极为苛刻，曾有一种说法，即便把图纸给中国，我们也造不出光刻机，如此看来并不是完全没有道理。
芯片的整个制造过程中，最受关注的就是光刻机，也就是荷兰的ASML生产的设备，目前国产光刻机成品基本处于空白状态。我们也想买，可以别人不愿意卖，那就只能靠自研技术来解决。
目前全球先进的光刻机，大多被三星、台积电买走，为什么会卖给台积电。其实道理很简单，台积电是ASML的股东之一，有优先供货权。
国产芯片，只是时间问题看到这里，你脑子里或许只剩下一个概念，芯片制造太难了，别说没有光刻机，即便有了光刻机，也不一定能造出芯片。
先别着急否定自己，虽然芯片制造很难，我们也有很多短板，但我国依然是半导体行业佼佼者，除了中国，目前依然能在芯片制造领域突飞猛进的，恐怕很难再找出第二个。
在过去的2020年，半导体行业投入1400亿元，中芯国际、海思半导体等国产科技企业，依然在不竭余力地聚焦芯片制造。
有消息认为，中国将在2025年，基本实现芯片国产化，从此芯片将不再成为痛点，而将成为新的科技发展点和经济动力源。
芯片国产化后，手机和电脑将更加便宜，迭代速度将更快，再也不会出现高端手机，一机难求的局面，这样的盛况，你期待吗？
在2018年的芯片危机，以及美国对中兴和华为的找茬，让我们认识到了芯片的巨大价值，以及我国在芯片制造领域与美国的巨大差距。芯片真的很难制造吗？是的，非常难制造。
1、巨大的研发成本和投入芯片的投入非常巨大，而且时间非常的长，高通成立几十年在2017年的研发投入还有近90亿美元，也就是600亿人民币，连续投入了几十年。
芯片领域做的比较好的国产品牌华为，在2017年整体研发成本也是有900亿，分到芯片上的投入也是百亿水平。
无论是国家支持，还是风投支持，都很难持续的投入巨资来发展。
2、芯片研发难度太高芯片研发难度也非常高，而且无法跨越式发展，这就形成了一步落后步步落后的现状。只有攻破每个技术难题才有可能做出最新的芯片，这是最难的，所以别看高通已经做了7nm芯片，我们开始做芯片还要从40nm开始做，难度非常高。
3、芯片很难盈利芯片领域除了高通，联发科，华为，苹果，三星，本来也有其他的玩家，但是芯片太难盈利了，只有做成细分领域最好的才能发展。
而且芯片卖的越多才能摊平成本，否则就会持续亏损，这对于新玩家，是巨大的难度。
不过好在我们有华为芯片，代表中国芯片先进性。
你认为华为芯片有可能超过高通芯片吗？
