關於芯片大大的壞消息?原作者正本清源 | 袁嵐峯_風聞
风云之声-风云之声官方账号-2022-08-14 21:42
導言:
最近,很多自媒體在轉一個視頻,標題叫《關於芯片大大的壞消息!》。這些人未經允許私自搬運我的演講《中國芯片的正道何在?》,而且亂改標題,實在很不像話。我需要正本清源,提醒大家,我講的是關於芯片的一些基礎知識、一些基礎的理解框架。
最近,很多自媒體在轉一個視頻,標題叫《關於芯片大大的壞消息!》。幾天之內,我已經看到至少三個了,而且傳播量都不低。然而實際上,這是我2020年11月29日在觀視頻年終秀上的演講,標題是《中國芯片的正道何在?》。這些人未經允許私自搬運我的視頻,故意不顯示背景和我的名字,而且亂改標題,實在很不像話。

中國芯片的正道何在?
所以首先,我需要正本清源告訴大家這個演講的出處見上,同時告訴大家這個視頻的正規鏈接是https://www.ixigua.com/6917167952609575431,有700多萬的播放。
視頻鏈接:
西瓜視頻:
https://www.ixigua.com/6917167952609575431
本視頻發佈於2021年1月13日,播放量已達735.1萬

然後,我需要提醒大家,我這個演講並不是專門講壞消息,實際上我是講關於芯片的一些基礎知識、一些基礎的理解框架。如果你連這些都不知道,你對芯片的理解就連門都沒入。
下面,我再來簡單地介紹一下這個演講的主要內容。人人都知道,我國被卡脖子最嚴重的領域是芯片。然而,非常多的人低估了這個挑戰的難度,經常可以見到許多錯誤理解。
近年來,經常有人放“沸騰”的消息,引得外行一陣歡呼,甚至還有假借專家名義放沸騰消息的。然而每一次都遭到了闢謠,專家會告訴大家是媒體歪曲了他們的話。還經常有人給我轉類似這樣的消息“中國突破芯片技術,不再需要光刻機”,我每次都告訴他們,一看標題就是胡扯。就用常識想一下,華為的芯片問題解決了沒有?有沒有人能突破美國的封鎖,正大光明地為華為生產芯片?目前顯然都沒有。這個明明白白擺在那兒,胡説八道騙流量有意思嗎?

如果真的想了解芯片,就應該從基礎知識開始學起。芯片的力量來自哪裏?來自半導體。因為半導體可以在導電和不導電之間轉換,用導電和不導電錶示0和1,就可以計算,可以存儲,產生無窮的變化。
半導體是怎樣在導電與不導電之間轉換的?基本元件是三極管,更專業的名稱是場效應管。對此最形象的描述來自一本書《圖解芯片技術》,作者是清華大學材料學院田民波教授。三極管好比一個帶水閘的水路。左邊有個水源,右邊有個水泵在抽水。但中間有個水閘,在水閘關閉時,是沒有水流的。然後我們逐漸把水閘升起。一開始,水閘的底部仍然在水槽裏,所以還是沒有水流。當水閘底部升到水槽之上,就開始有水流了。水閘升得越高,水流就變得越大。把水流換成電流,就是對三極管的描述。左邊的水源、右邊的水泵和中間的水閘,就對應三極管的三個極,源極、漏極和柵極。水閘的高度,就對應柵極上的電壓。

芯片的28納米、14納米、7納米等等是什麼意思?其實就是柵極的厚度,專業的名稱叫“柵長”。如果你能記住這些多少納米是柵長,你的知識水平就超過了99.9%的人。
納米成為常用單位,這是非常神奇的一件事。一納米是10的-9次方米,大約只有10個原子的長度。現在一粒芝麻的面積上能排列上億個三極管,這是多麼驚人的奇蹟!
由此就引出了芯片的一個特徵:它是目前人類精密製造的最高水平。這就是為什麼我們不能制定一個太樂觀的時間表,因為精密製造正是中國跟世界先進水平相差最遠的方向。
芯片製造難在哪裏呢?其實每一步都很難,沒有容易的。芯片製造分為五個步驟。

第一,把沙子,也就是二氧化硅,轉化成多晶硅。
第二,把多晶硅提煉成單晶硅,再把單晶硅切成一個個圓盤,也就是晶圓。
第三,在晶圓上製造各種器件。
第四,把芯片封裝起來。
第五,做最後的測試。
前兩步都很難,第三步又是難中之難。光刻就是其中的核心技術。光刻其實就好比傳統的膠片照相技術,包括曝光、顯影、定影等等。具體的操作是這樣的。

首先,在晶圓表面塗一層光刻膠。
然後,在晶圓上面放一層掩膜,要刻的圖案就畫在掩膜上。
然後,用光通過掩膜去照射下面的晶圓。這裏的關鍵在於,光刻膠遇到光會發生化學反應。這樣,圖案就轉移到了光刻膠上。
然後,把光刻膠去掉。但發生過化學反應的地方,就留下了。
最後,對沒有光刻膠的地方進行刻蝕。這樣,圖案終於轉移到了晶圓上。
近年來,每當報道一箇中國在芯片方面的技術進展,立刻就有很多人歡呼可以取代光刻了,可以擺脱卡脖子了。其實這完全是誤解。光刻真正的厲害之處,在於它保持這麼高精度的同時,還能有很高的生產效率。

現在製造一個芯片,需要經過300至500道工序,涉及精密機牀、精密化工、精密光學等幾乎所有領域的尖端技術。如果説芯片是現代工業技術的皇冠,那麼它就是在其他好幾頂皇冠的基礎上累加起來的,是皇冠上的皇冠。

中國芯片業的落後,看似是一個點,其實反映的是一大片。所以唯一的正道,就是把所有這些門類的基礎都補上,都達到世界頂端。
如果不走正道,只知道自吹自擂、自欺欺人,那麼永遠都不會成功。只有付出艱苦的努力,做出巨大的改革,才能成功,才能奔向星辰大海。結合最近關於大基金腐敗案和美國芯片法案的新聞(《內憂外患緊逼,中國芯片的前途何在?| 袁嵐峯》),這些道理更應該傳播給大家。