近几十年来 ， 中国在各个领域的科学技术可以说是从落后开始突然猛进的发展 。 不仅如此 ， 在诸多领域当中 ， 中国的科技有许多属于后来居上 ， 成为世界领先的技术 ， 比如：盾构机 ， 高铁技术 ， 特高压技术和5G技术等等 。

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在军工领域 ， 上世纪60、70年代 ， 中国的科学家研发出了“两弹一星” ， 这里“两弹一星”指的是氢弹、原子弹、导弹和卫星 。 如果我们要给现在全球各国的科技水平排个序 ， 那美国由于先发优势很明显 ， 靠着家底位居全球第一 ， 而中国大概率是仅次于美国的存在 ， 已经跻身世界前列 。 那么问题来了 ， 既然中国攻克了大量的难题 ， 可是为什么偏偏在芯片技术上落后一大截呢？


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芯片技术
芯片制造被认为是现代工业技术领域的皇冠 ， 它属于精密制造 ， 精密到程度超过了一般人的想象 。
现在前沿的芯片制造技术已经是在纳米级进行操作 ， 所谓的“纳米”是米的10万亿分之一 ， 这尺度大概就是一个原子大小的十倍 。 我们常听新闻里说到“5纳米芯片” ， “7纳米芯片”指的是芯片中的“栅极厚度” ， 你可以简单粗暴地把“栅极”理解是控制一个物理栅的开关 。


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说白了 ， 芯片制造技术就是一项最精密的工业制造技术 。 现在国内的芯片中 ， 华为设计并由台积电制造的麒麟9000芯片是最高端的手机芯片 ， 它是5毫米芯片 ， 在一颗小小的芯片 ， 就有153亿个晶体管 。


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不过 ， 精密制造只是制造芯片的难度之一 ， 制造芯片更难的在于“积累” 。 芯片技术本质上更像是在搭积木 ， 这意味着当我们要向上搭 ， 就需要依靠下面的“积累” ， 不可能凭空造出一个空中楼阁 。 这个“积累”体现在制造芯片的各个步骤上 。
如果要制造一颗芯片 ， 从头到尾需要上百道工序 ， 甚至可能是上千道工序 ， 在这些工序中需要用到几十门学科的前沿知识 ， 需要用到制造设备也非常多 ， 其中就有精密光学仪器 ， 精密化工仪器 ， 精密机床等等 。 制造芯片大体上可以分为三个主要的步骤 ， 分别是设计芯片 ， 制造芯片以及封测 。


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首先是设计芯片 。 在这个领域中 ， 华为自主设计的麒麟芯片已经是相当厉害的 ， 华为旗下的海思公司也凭借着麒麟芯片跻身世界前十的芯片公司 。 不过 ， 要设计一枚芯片需要用到专门设计芯片的软件 ， 也被称为EDA软件 。
华为要设计麒麟芯片也要用到这款软件 ， 我们国家在这个领域算是落后的 ， 在这个领域领先的是2个美国公司 ， 和1个德国公司 ， 但是这个德国公司的总部在美国 。 说白了就是在这个领域 ， 美国几乎是垄断的 ， 只要想设计芯片 ， 就会涉及到美国的专利 ， 很难绕过去 。


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至于制造 ， 涉及到的技术就更多了 。 首先 ， 我们需要制造晶圆 ， 它主要是用到的是二氧化硅 ， 要提纯出单质硅 ， 听起来很简单 ， 实际上并非如此 。 因为 ， 要制作芯片所需的单质硅纯度要求非常高 ， 起码要达到99.999999999% ， 如果低于这个纯度 ， 就会导致芯片的良品率贬低 。 而我们国家现在还无法制造出如此高纯度的晶圆 ， 在这方面技术领先的是日本的企业 。