一顆「芯」是如何煉成的

最近，我國中興通訊公司遭到美國商務部的制裁，禁止向中興出售晶元，中興像是被突然卡住了喉嚨，舉國關注!可晶元是什麼?中國為什麼要補「芯」?本文帶你走進晶元的前世今生!

什麼是晶元

簡單來說，晶元(英文叫chip)就是半導體元件產品的統稱。是集成電路的載體，也是集成電路經過設計、製造、封裝、測試後的結果，通常是一個可以立即使用的獨立的整體。再簡單明了一些呢，晶元就是一個實物體，它上面有集成電路，通過多種工藝經過最後封裝後成了晶元。

晶元是用來幹什麼的？

晶元是電子設備中最重要的部分，承擔著運算和存儲的功能。它的應用範圍可是覆蓋了軍工、民用的幾乎所有的電子設備哦，相當於人的大腦，像是咱們的計算機，遊戲機，汽車，輪船，火箭等等等等都是沒它不行的晶元被喻為國家的「工業糧食」，真是哪兒都離不了。

怎樣煉成一顆中國「芯」？

關注

製造一顆晶元需要5000道工序

一位晶元製造領域的專家介紹，一顆晶元的製造工藝非常複雜，一條生產線大約涉及50多個行業、2000-5000道工序。就拿代工廠來說，需要先將「砂子」提純成硅，再切成晶元，然後加工晶元。晶元加工廠包含前後兩道工藝，前道工藝分幾大模塊——光刻、薄膜、刻蝕、清洗、注入;後道工藝主要是封裝——互聯、打線、密封。其中，光刻是製造和設計的紐帶。

其中許多工藝都在獨立的工廠進行，而使用的設備也需要專門的設備廠製造;使用的材料包括幾百種特種氣體、液體、靶材，都需要專門的化工工業。另外，集成電路的生產都是在超凈間進行的，因此還需要排風和空氣凈化等系統。

有說法認為，集成電路是比航天還要高的高科技。該業內人士表示，這種說法也不無道理，「航天的可靠性估計也就4個9、5個9的樣子(X個9表示在軟體系統一年時間的使用過程中，系統可以正常使用時間與總時間之比)。現在硅晶圓材料的純度就要6個9以上。」

焦點

全球晶元幾乎被美日歐壟斷

根據前瞻研究院的報告顯示，目前，全球晶元仍主要以美、日、歐企業產品為主，高端市場幾乎被這三大主力地區壟斷。在高端晶元領域，由於國內廠商尚未形成規模效應與集群效應，所以其生產仍以「代工」模式為主。

截至2015年年底的數據顯示，全球共有94家先進的晶元製造廠商，其中17家在美國，71家在亞洲(中國有9家)，6家在歐洲。日本在上世紀80年代處於領先地位，但自90年代開始其全球半導體市場份額顯著下降，至2015年僅有3家日本晶元製造商位列全球排名前二十——東芝、瑞薩電子和索尼。而與此同時，東亞其他國家已成為動態隨機存取存儲器市場的主要公司。韓國三星電子和海士力目前是世界第二和第三大半導體公司。

根據美國半導體產業協會(SIA)的最新統計數據顯示，2017年1月至2月，中國和美國的晶元市場規模份額擴大，分別為33.10%和19.73%;日本和歐洲的晶元市場份額有所下降，分別為9.29%和9.12%。中國晶元市場是全球最大、增長最快的市場，但是對外依存度過高。

熱點

英特爾一直是世界上最大晶元製造商

自1993年1月以來，英特爾一直是世界上最大的晶元製造商。個人計算機所用的CPU處理器中，英特爾就佔據了八成份額。人們耳熟能詳的奔騰、賽揚、酷睿等處理器都來自英特爾。目前，英特爾的年營收率仍然在繼續增長——無論是從PC、數據中心伺服器，還是物聯網晶元。

2016年英特爾仍是全球最大晶元供應商，全年晶元銷售額達540.9億美元，較2015年增長4.6%;市場份額達15.7%。

而在手機晶元中，高通是另一大巨頭。目前國內除了華為、三星等手機廠商外，其餘安卓手機廠商採用的全部都是高通處理器。除了購買晶元的費用外，高通還向每台手機收取專利費用。此前，魅族就與高通對簿公堂，魅族副總裁李楠稱，有100多家手機廠商都與高通簽訂了購買專利的協議。

觀察

中國能否跳離美國IP核另起爐灶?

有專家表示，我國集成電路的起步並不算晚，只比美國晚幾年。但由於其間歐美技術封鎖、國內歷史問題等多種因素，目前與歐美的差距比較大，想要在短時間內追趕有難度。

一位從業者表示，從整個行業來看，美國卡的是「IP(知識產權)」，「圍繞IP的戰爭更激烈，就算你用了人家的技術，人家也有產權，你無法繞開它去解決問題。」資料顯示，IP核將一些在數字電路中常用但比較複雜的功能塊，如FIR濾波器、SDRAM控制器、PCI介面等設計成可修改參數的模塊。上述人士表示，中國集成電路行業一直流行一個詞語「彎道超車」，很多人在想，能否跳離美國的IP核而另起爐灶，另外開發一整套的生態系統?但這實在太複雜了。

多位行業研究人士表示，目前中國的集成電路是系統性落後，整體提升需要從基礎性研究和人才培養來做，需要比較久的時間，「我們需要先培養數學、物理等學科的基礎人才。這些人提上來後，再由他們培養跟其他學科交叉的人才。他們需要掌握工業設計等技術。」

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