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銀河科技帝國 第八十六章 芯片的問題

作者/嶺南仨人 看小說文學(xué)作品上精彩東方文學(xué) http://www.nuodawy.com ,就這么定了!
    黃豪杰已經(jīng)看過陸河縣X射線激光器基地的建設(shè)進(jìn)度。

    從目前情況來看,由于技術(shù)相當(dāng)成熟,工程預(yù)計(jì)在今年十一月份到十二月份可以竣工。

    然后調(diào)整和初步實(shí)驗(yàn)兩三個(gè)月,也就是說鐵銀常溫超導(dǎo)體,預(yù)計(jì)在明年四月份可以小規(guī)模量產(chǎn)。

    一旦擁有常溫超導(dǎo)體,銀河科技的芯片就必須上馬了。

    所以這一次張汝京離職,對(duì)于黃豪杰而言是一個(gè)機(jī)會(huì)。

    他需要一個(gè)對(duì)于芯片行業(yè)了如指掌的人,來給銀河科技的芯片公司掌舵。

    而張汝京就非常合適,對(duì)方對(duì)于芯片行業(yè)的工廠建設(shè)非常拿手,而這正是黃豪杰需要的。

    加上對(duì)方人品還可以,黃豪杰決定和對(duì)方接觸一下,看看是否可以將張汝京拉到銀河科技來。

    不過由于超導(dǎo)量子芯片的資料完整度非常低,截止目前不過是8%左右。

    黃豪杰已經(jīng)決定,先生產(chǎn)超導(dǎo)電子芯片。

    事實(shí)上超導(dǎo)量子芯片和電子芯片的工藝大同小異。

    自從20世紀(jì)后半葉計(jì)算機(jī)技術(shù)大行其道,人類進(jìn)入信息時(shí)代。

    隨著計(jì)算機(jī)芯片的集成度越來越高,元件越做越小,集成電路技術(shù)現(xiàn)在正逼近其極限,而摩爾定律也即將失效,電子芯片的性能已經(jīng)差不多到極限。

    而且盡管計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度與日俱增,但是有一些難題是計(jì)算機(jī)根本無法解決的,例如大數(shù)的因式分解,理論上只要一個(gè)數(shù)足夠大,這個(gè)難題夠目前最快的計(jì)算機(jī)忙幾億年的。

    所以新的計(jì)算機(jī),就必須提上日程了。

    目前未來計(jì)算機(jī)的路線上,主要要三條路,分別是:量子計(jì)算機(jī)、光子計(jì)算機(jī)、生物計(jì)算機(jī)。

    量子計(jì)算機(jī),也分非常多分支,而超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)是目前最有前途的,其他還有光量子、離子阱、超導(dǎo)電路、金剛石色心和半導(dǎo)體量子點(diǎn)都是有希望用來做量子比特,也就是量子計(jì)算機(jī)。

    光子計(jì)算機(jī),同樣是有非常大的潛力,當(dāng)然和量子計(jì)算機(jī)一樣,材料是一個(gè)大問題,如何設(shè)計(jì)也是非常麻煩。

    至于生物計(jì)算機(jī),這東西又叫DNA計(jì)算機(jī)或者分子計(jì)算機(jī),外國人早就研發(fā)過了,運(yùn)算速度也非同凡響,但是如何讀取數(shù)據(jù)是一個(gè)巨大的問題。

    而黃豪杰現(xiàn)在手上擁有常溫超導(dǎo)體技術(shù),他當(dāng)然傾向于超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)。

    另外那8%量子芯片技術(shù)資料,也不是完全用不到。

    他發(fā)現(xiàn)其中有一種技術(shù)可以用在芯片工藝上面。

    就說一下目前的電子計(jì)算機(jī)芯片工藝,芯片的制作過程和華國所處的水平(因?yàn)榕_(tái)島和大陸現(xiàn)在處于分治狀態(tài),所以臺(tái)島的芯片技術(shù)不等同于華國)。

    硅,這玩意兒需要氯化了再蒸餾,可以得到純度很高的硅,切成片就是我們想要的硅片。

    硅的評(píng)判指標(biāo)就是純度,你想想,如果硅里有一堆雜質(zhì),那電子就別想跑順暢。

    太陽能級(jí)高純硅要求99.9999%,這玩意兒全世界超過一半是華國產(chǎn)的,早被玩成了白菜價(jià)。

    芯片用的電子級(jí)高純硅要求99.999999999%(別數(shù)了,11個(gè)9,又稱為N11),幾乎全賴進(jìn)口

    聽說蘇省的鑫華公司正在研發(fā),計(jì)劃初步實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)0.5萬噸,而華國一年進(jìn)口15萬噸。

    高純硅的傳統(tǒng)霸主依然是漢斯Wacker(瓦克化學(xué))和美麗堅(jiān)Hemlock(漢姆洛克,美日合資),華國任重而道遠(yuǎn)。

    接下來是晶圓,硅提純時(shí)需要旋轉(zhuǎn),成品就是圓柱形的。所以切片后的硅片也是圓的,因此就叫“晶圓”。

    切好之后,就要在晶圓上把成千上萬的電路裝起來的,干這活的就叫“晶圓廠”。

    那么以目前人類的技術(shù),怎樣才能完成這種操作?用原子操縱術(shù)?或許平行時(shí)空的黃豪杰可以利用納米機(jī)器人完成完成,至于現(xiàn)在還是想想就好。

    晶圓加工的過程有點(diǎn)繁瑣。

    首先在晶圓上涂一層感光材料,這材料見光就融化,那光從哪里來?光刻機(jī),可以用非常精準(zhǔn)的光線,在感光材料上刻出圖案,讓底下的晶圓裸露出來。

    然后,用等離子體這類東西沖刷,裸露的晶圓就會(huì)被刻出很多溝槽,這套設(shè)備就叫刻蝕機(jī)。

    在溝槽里摻入磷元素,就得到了一堆N型半導(dǎo)體。

    完成之后,清洗干凈,重新涂上感光材料,用光刻機(jī)刻圖,用刻蝕機(jī)刻溝槽,再撒上硼,就有了P型半導(dǎo)體。

    實(shí)際過程更加繁瑣,大致原理就是這么回事。有點(diǎn)像3D打印,把導(dǎo)線和其他器件一點(diǎn)點(diǎn)一層層裝進(jìn)去。

    那么為啥不把芯片做的更大一點(diǎn)呢?這樣不就可以安裝更多電路了嗎?性能不就趕上外國了嘛?

    答案出奇簡(jiǎn)單:錢!一塊300mm直徑的晶圓,16nm工藝可以做出100塊芯片,10nm工藝可以做出210塊芯片,于是價(jià)格就便宜了一半,在市場(chǎng)上就能死死摁住競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,賺了錢又可以做更多研發(fā),差距就這么拉開了。

    不過華國軍用芯片基本實(shí)現(xiàn)了自給自足,因?yàn)橥米硬挥?jì)較錢嘛!可以把芯片做的大大的。

    另外,越大的硅片遇到雜質(zhì)的概率越大,所以芯片越大良品率越低。總的來說,大芯片的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于小芯片,不過對(duì)軍兔來說,這都不叫事兒。

    畢竟安全第一,花錢總比被人掐脖子強(qiáng)。

    芯片良品率取決于晶圓廠整體水平,但加工精度完全取決于核心設(shè)備,就是前面提到的“光刻機(jī)”。

    光刻機(jī),尼德蘭—阿斯麥公司(ASML)橫掃天下!不好意思,產(chǎn)量還不高,你們慢慢等著吧!無論是臺(tái)基電、三鑫,還是英特爾,誰先買到阿斯麥的光刻機(jī),誰就能率先具備7nm工藝。沒辦法,就是這么強(qiáng)大!

    東瀛的尼康和佳能也做光刻機(jī),但技術(shù)遠(yuǎn)不如阿斯麥,這幾年被阿斯麥打得找不到北,只能在低端市場(chǎng)搶份額。

    阿斯麥?zhǔn)俏ㄒ坏母叨斯饪虣C(jī)生產(chǎn)商,每臺(tái)售價(jià)至少1億美金,2017年只生產(chǎn)了12臺(tái),2018年預(yù)計(jì)能產(chǎn)24臺(tái),這些都已經(jīng)被臺(tái)積電三星英特爾搶完了,2019年預(yù)測(cè)有40臺(tái),其中一臺(tái)是給華芯國際。

    既然這么重要,咱不能多出點(diǎn)錢嗎?

    第一:英特爾有阿斯麥15%的股份,臺(tái)基電有5%,三鑫有3%,有些時(shí)候吧,錢不是萬能的。第二,美麗堅(jiān)整了個(gè)《瓦森納協(xié)定》,敏感技術(shù)不能賣,華國、北高麗、波斯、利比雅均是被限制國家。

    有意思的是,2009年上滬微電子的90納米光刻機(jī)研制成功(核心部件進(jìn)口),2010年美麗堅(jiān)允許90nm以上設(shè)備銷售給華國,后來華國開始攻關(guān)65nm光刻機(jī),2015年美麗堅(jiān)允許65nm以上設(shè)備銷售給中國,中芯國際才有機(jī)會(huì)去撿漏一臺(tái)高端機(jī)。

    當(dāng)然其中原因不言而喻,之所以放開限制,主要是為了打擊華國企業(yè),讓華國企業(yè)無法獲得利潤,從而陷入惡性循環(huán)。

    不過咱也不用氣餒,咱隨便一家房地產(chǎn)公司,銷售額輕松秒殺阿斯麥。

    重要性僅次于光刻機(jī)的刻蝕機(jī),華國的狀況要好很多,16nm刻蝕機(jī)已經(jīng)量產(chǎn)運(yùn)行,7-10nm刻蝕機(jī)也在路上了,所以美麗堅(jiān)很貼心的解除了對(duì)華國刻蝕機(jī)的封鎖。

    在晶圓上注入硼磷等元素要用到“離子注入機(jī)”,今年國內(nèi)好像要第一臺(tái)國產(chǎn)商用機(jī),水平不知道。

    離子注入機(jī)70%的市場(chǎng)份額是美麗堅(jiān)應(yīng)用材料公司的。

    涂感光材料得用“涂膠顯影機(jī)”,東瀛東京電子公司拿走了90%的市場(chǎng)份額。

    即便是光刻膠這些輔助材料,也幾乎被東瀛信越、美麗堅(jiān)陶氏等壟斷。

    芯片做好后,得從晶圓上切下來,接上導(dǎo)線,裝上外殼,順便還得測(cè)試,這就叫封測(cè)。

    封測(cè)是臺(tái)島的天下,排名世界第一的日月光,后面還跟著一堆實(shí)力不俗的小弟:矽品、力成、南茂、欣邦、京元電子。

    華國的三大封測(cè)巨頭,長電科技、華天科技、通富微電,混的都還不錯(cuò),畢竟只是芯片產(chǎn)業(yè)的末端,技術(shù)含量不高。

    硅原料、芯片設(shè)計(jì)、晶圓加工、封測(cè),以及相關(guān)的半導(dǎo)體設(shè)備,絕大部分領(lǐng)域華國還是處于“任重而道遠(yuǎn)”的狀態(tài)。

    那這種懵逼狀態(tài)還得持續(xù)多久呢?根據(jù)“燒錢燒時(shí)間”理論,掐指算算,大約是2030年吧!

    華國國院印發(fā)的《集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展綱要》明確提出,2030年集成電路產(chǎn)業(yè)鏈主要環(huán)節(jié)達(dá)到國際先進(jìn)水平,一批企業(yè)進(jìn)入國際第一梯隊(duì),產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。

    當(dāng)前,華國芯片的總體水平差不多處在剛剛實(shí)現(xiàn)零突破的階段,雖然市場(chǎng)份額微乎其微,但每個(gè)領(lǐng)域都在跟進(jìn)。

    任重而道遠(yuǎn)啊!

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