美国研发芯片花了多久?
1,集成电路(IC)的产业链主要包括:设计、制造、封装测试等几个环节。 先有设计,后有制造;没有制造,就没有集成电路产业。 所以首先说说“制造”这部分。半导体制造的工艺制程主要指的是IC制造中所使用的设备,目前主流的设备制造精度以纳米为单位,一个纳米相当于一亿分之一米。比如3nm/5nm等,并不是指3.5um或者5um。这些数字通常表示的是IC制造中的刻蚀机、光刻机等核心设备的精密度。精密度越高,成本越高,产品越先进。 目前国内在芯片制造方面,最领先的企业是中芯国际,在资本的加持下,中芯国际已经在天津建成12.7nm集成电路生产线并投入运行,在江苏建设中的南京厂也将建成全国最强芯片制造基地。
值得注意的是,这条生产线是由我国自主研发设计的,是中国芯片制造业的一个重大突破! 但是,需要明确的一点是,这条生产线的技术来源是美国,并且是一条成熟的中低端生产线,制造流程中采用的很多核心技术都是国外的,甚至是美国以外的。虽然经过多年发展,中国已经在某些领域拥有了自主知识产权,但是大部分领域还是受制于人。
举个例子,光刻技术是目前IC制造中最难攻克的技术之一,而由上海微电子装备集团负责研发的新一代高端光刻装备——ASML TWINSCAN NXT 多维光学电子束光刻装备将于2021年上线。该设备可加工三维立体图形,对微纳电子器件、光电集成、量子芯片等方面的研究具有重要推动意义。但这已经是十几年后了。
再来说说设计和封测环节。这两部分相对来说比较依赖西方技术。不过,近年来我国在芯片设计和封测两个环节也有突破。 比如华为研发的芯片,就是采用EDA设计软件和工艺实现7nm晶片集成。但是,EDA设计软件和工艺技术都是美国控制的。最近,华为在芯片领域又有了新进展,成功研制出了原子力显微镜,这是芯片制造领域最重要的仪器之一,可以用来研究芯片电路。
另外,在封测环节,我国也拥有完整产线,而且技术和规模全球领先。但是在高端晶圆级封装方面,还是要依赖外国公司。
美国之所以能率先研制出高性能芯片,是因为美国集整个国家之力,来支持芯片产业,而我国只是依靠几家公司在探索前进。这就像体育竞赛一样,美国是用大军团来跑马拉松,而我们只用几个人代表队去竞争。当然无法相比。