芯片制造的难度与其他技术比较(原子弹都搞出来了，为何搞不定芯片，制造芯片到底有多难？)

手机电脑是我们每天都在使用的东西，而他们中最重要的零件便是处理器。然而随着华为被打压，我国芯片竟一夜之间处于断供的危机之中，而我们能造出飞机航母甚至空间站，为什么就是搞不定一块指甲盖大小的芯片呢？这其中究竟要付出怎样的代价，有多少难题在阻挠我们，让我们跟随本期视频，揭开小小芯片背后不为人知的秘密。

首先让我们来看一个真实的故事，陈进1991年毕业于同济大学，后在1997年获得德州大学奥斯汀分校计算机工程硕士与博士学位，然后他先后来到了美国IBM公司和摩托摩拉公司担任高级主任工程师和芯片设计经理等职位。2001年陈进辞去工作回到中国，并在上海交通大学出任上海交通大学芯片与系统研究中心主任，开始主持研发中国第首个芯片汉芯一号。本来在预想中研发应该会持续很久，因为毕竟我们和西方技术差距很大，然而仅在两年后的2月份，陈进便在上海召开了发布会，宣布汉芯一号研发成功。

而且他还声称采用国际先进的0.18微米半导体工艺设计，在只有手指指甲一半大小的一个集成块上有250万个器件，而且具有32位运算处理内核，每秒钟可以进行2亿次运算。而后来经过多名院士组成的“863计划”集成电路专项小组组成的鉴定专家组鉴定，陈进手中的芯片的的确确达到了他所说的指标。消息一出举国震动，因为这意味着我国不但突破了技术封锁，甚至还赶超了西方。

因此一夜之间陈进便被授予各种荣誉和头衔，比如上海市科委授予其上海市科技创业领军人物和长江学者称号，上海交大微电子学院院长和上海硅知识产权交易中心CEO等，可以说此时此刻陈进身上寄托着全国人民的期待。

然而在2006年1月17日，清华大学的bbs论坛上出现了一个神秘帖子里面宣称陈进的汉芯一号纯属伪造，随后媒体很快根据举报人提供的线索找到了真相，原来陈进的芯片根本不是他自己研发的而是委托他在美国的弟弟向摩托摩拉公司采购的。至于芯片上的标识则是他雇佣民工用砂纸打磨掉再替换后形成的。

而随着事情越闹越大，2006年1月28日，科技部、教育部和上海市政府成立专家调查组并开始工作，经过两个月的调查后宣布陈进造假事件属实，至此我国自研芯片遭受了重大损失，但这也从侧面反映出芯片制造难度之高，甚至让专业人士都束手无策，最后走上了造假的道路。

下面我们就来简单讲一下芯片制造究竟难在哪里，首先只要提到芯片，就不得不提起荷兰阿斯麦尔公司。该公司是世界上最大的芯片设计和设备制造商，我们熟知的华为手机中所使用的海思麒麟芯片，便是华为从阿斯麦尔公司购买架构后重新设计改进而成，而用来制造芯片的设备便是我们熟知的光刻机。

今天我们要说的便是当今最先进的极紫外光刻机简称EUV光刻机，而当今世界上唯一能制造它的公司便是阿斯麦尔，其市场份额占有率是百分之一百，也就是说没有任何竞争对手且垄断经营，而造成这种局面的原因便是其众多技术的整合难度和众多零部件生产的高要求。

就拿EUV光刻机来讲，构成它的零部件有十万个之多，其中包括了镜片系统还有光源等等，而根据这张表中罗列的主要零部件供应商我们可以看见其中的企业无一不是该领域的龙头。比如生产反射镜片的德国蔡司公司，其为EUV光刻机生产的镜片要求误差值极小，小到什么程度呢？假如镜片有地球这么大，那么他们允许的误差就是掉在镜片上的两根头发丝，除此之外它所反射的极紫外光是一种极易被其他物质吸收的光源，就连空气都能轻易吸收它，而极紫外光每经过一次折射都将被削弱30%，这就使得镜片必须有极高的透光性来减少光线的减弱。但就是这样的镜片，竟然需要纯手工打磨。

说完镜片再来看看EUV光刻机的极紫外光源，从这张图我们可以看见，作为第五代光刻机的EUV光刻机比起之前的四代各项数值都实现了极大超越，特别是波长从193一下拉到13.5，而波长越短光线散射就越小，这意味着EUV光刻机能实现更小制程芯片的生产。为此他们发明了一种通过光线每秒5万次轰击滴落的液态金属，从而成功制造极紫外光。其过程便是当前你看见的画面，如果非要举例的话，那就是你要用针在一秒内给从空中落下的一粒米戳五万个孔。

看完这两个例子，相信你已经对光刻机的生产难度有所理解。但俗话说事在人为，我国芯片技术发展落后除了技术上的困难外，便是西方对我们的封锁。就阿斯麦尔公司而言它的股东都是诸如因特尔三星等企业，其背后的资本也都是美国资本，因此当美国对华为下达禁令时，阿斯麦尔公司也不得不停止供应，甚至还连带着使用它技术的公司也一起行动起来，比如台积电等企业。

但大家不要因此感到失望，我国其实早在2006年就发布了《国家中长期科学和技术发展规划纲要》确定了核心电子器件、高端通用芯片及基础软件，极大规模集成电路制造技术及成套工艺新一代宽带无线移动通信，高档数控机床与基础制造技术大型油气田及煤层气开发，大型先进压水堆及高温气冷堆核电站水体污染控制与治理，转基因生物新品种培育重大新药创制，艾滋病和病毒性肝炎等重大传染病防治大型飞机，高分辨率对地观测系统载人航天与探月工程等16个重大专项，而涉及芯片制造加工的相关技术被放到了第一和第二的位置。

如果我们如今再看这个计划表就能发现里面许多计划已经成功实现了，比如大型飞机的运20载人航天与探月工程等。而对于芯片，则有中科院牵头联合哈尔滨工业大学中芯国际上海微电所长春光机所等，已经先后突破了光源控制系统等技术。虽然现在差距依旧巨大，但相信在国家和科学家一同努力下我们终究还能像当年研制两弹一星那样，再次让世界刮目相看！