芯片的纳米数是指什么 纳米是什么单位

华为旗下的海思自2004年成立以来,连续10多年跻身全球半导体公司前10名,这在近几十年的半导体行业中是前所未有的 。但这也引起了美国的重视,在过去的一年里,不断通过这种手段进行限制 。如此一来,TSMC无法为华为生产5 nm工艺的芯片,麒麟9000芯片很可能成为绝唱 。
很多人可能会奇怪,为什么中国的科技水平在世界上是相当不错的,但为什么会被一个小小的芯片难倒?芯片技术比“两弹一星”更难吗?
导弹、核弹和人造卫星客观来说,两弹一星的难度和芯片的难度是不能相提并论的,因为根本就是两码事 。打二星是指
核弹(如原子弹、氢弹)、导弹、人造卫星 。核弹能不能造出来,取决于一个很重要的因素:核材料的生产 。二战时期,由于原材料生产跟不上 , 英国最终选择与美国合作;正是因为量子力学的创始人海森堡在原材料的计算上出了错误,德国才没有足够的原材料,最终没能造出原子弹 。
所以一个国家能不能造出原子弹,很大程度上取决于核弹原料的准备能力 。由于全球对核弹原料的严密监控,很多国家都没有办法掌握足够的核弹原料 。因此,很少有国家拥有核武器 。
做芯片有多难?但是,芯片的制造原理与原子弹完全不同 。芯片制造属于精密制造,可以说是现代工业技术的皇冠 。有多精确?
我们经常听到5nm芯片和7nm芯片的说法 。这里的“纳米”是10 (-9)米,大约是原子大小的10倍 。指的是芯片中的“栅极厚度” 。门是专有名词,不懂也没关系 。你只需要记?。?一粒米上可以排列上亿个晶体管 。以华为麒麟9000最新芯片为例 。属于5纳米工艺 。这个芯片有153亿个晶体管 。
加工这样一个芯片,至少需要上百甚至上千道工序 , 涵盖几十个学科的知识 , 涉及无数的制造设备,包括精密光学、精密化工、精密机床等各个领域的顶尖技术 。一般来说,做芯片有三个步骤 。我们以手机芯片为例 。
第一步:设计
有一家公司叫ARM,会有很多基本款 。有需求的企业可以在这个基础模型上购买设计 。设计需要的软件是EDA 。世界上有三个EDA软件,两个在美国,一个在德国,但是总部在美国 。也就是说,从设计开始,大量的专利就掌握在美国公司手中 。
第二步:制造
设计好图纸后,会交给芯片制造企业 。目前,TSMC是世界上这一领域的顶级公司,制造所需的仪器称为光刻机 。世界顶级的光刻机来自荷兰ASML,光刻机有大量的技术集成,需要世界各地的顶级企业来供应 。因为美国在这方面积累了很多技术,这里很多技术都是美国企业的 。
第三步:封测
说白了,封测就是给芯片加一个保护套,然后测试是否好用 。我们国家在这方面并没有落后,相反做得很好 。
【芯片的纳米数是指什么 纳米是什么单位】下面粗略介绍一下这三个步骤,其实比你想象的要复杂得多 。以制造步骤为例 。在制造过程中 , 还会涉及到原材料的提纯 。就是把二氧化硅转化成多晶硅,再把多晶硅提炼成单晶硅,最后把单晶硅切成小圆片,也叫圆片 。说白了,制造就是按照设计图把这个元件排列在晶圆上 。这里的多晶硅纯度很高 , 需要达到99.9999999% 。这个技术日本做的比较好,我们国家生产不出这么纯度的晶圆 。
另外,晶圆需要足够平整,这也需要长时间的技术积累 。比如制造过程中还需要很多其他材料,比如光刻胶 , 日本也做得很好 。
所以其实做一个芯片需要很多技术,其中的技术都是高度机密的,涉及到很多国家的企业,主要是美国的企业,还有一些欧美日的企业 , 这些技术都是几十年逐渐积累起来的 , 有极强的技术壁垒 。
中国芯片的挑战华为海思十几年取得的top10半导体成就震惊了很多西方国家 , 这让华为海思吸引了美国的卡脖子 。但我们需要知道的是,华为海思只是用EDA软件设计了一个足够优秀的芯片,却无法自行制造 。所以,要想绕过这些技术壁垒,自己做一款高端手机芯片是非常困难的,不是一朝一夕的事情 。我们国家的技术人员要齐心协力攻克几千个甚至上万个技术难题,需要很多年,这将是一个极其庞大的工程 。
虽然前路漫漫 , 难以看到尽头,但半导体技术对于一个国家的重要性不言而喻 。所以,不管有多难,我们都有必要去克服 , 哪怕付出很大的代价 。

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