一颗“芯”中国生命集团是如何炼成的？需要5000道工序

本文选自《北京青年报》，作者温婧。

2017年我国集成电路进口量高达3770亿块，同比添加10.1%；进口额为2601亿美元（约合17561亿元），同比添加14.6%。2017年我国货品进口额为12.46万亿元，也便是说集成电路进口额占我国总进口额的14.1%，而同期我国的原油进口总额仅约为1500亿美元。我国在半导体芯片进口上的花费现已挨近原油的两倍。

近来，越来越多的人重视我国自主研制的芯片开展。若想炼成一颗我国“芯”，需求怎样的过程？

现状

半导体芯片进口花费

已挨近原油两倍

或许不是人人都了解集成电路，但许多人听说过摩尔定律。摩尔定律是指，当价格不变时，集成电路上可包容的元器件的数目，约每隔18个月便会添加一倍，功用也将提高一倍。在半个世纪前，由英特尔创始人之一的摩尔提出的这一估测，现已接连了50多年。

摩尔定律提醒了集成电路范畴的开展速度。在这样的高速立异开展中，集成电路的产品持续降低本钱、提高功用、添加功用。也是在这样的高速开展中，各国集成电路技能的距离越拉越大。有业内人士表明，我国若想在首要集成电路范畴追逐上尖端公司，需求的不止时刻，而是整个体系性提高。

海关总署揭露信息显现，集成电路进口额从2015年起已接连三年超越原油，且二者进口差额每年都在950亿美元以上。其间，2017年我国集成电路进口量高达3770亿块，同比添加10.1%；进口额为2601亿美元（约合17561亿元），同比添加14.6%。2017年我国货品进口额为12.46万亿元，也便是说集成电路进口额占我国总进口额的14.1%，而同期我国的原油进口总额仅约为1500亿美元。我国在半导体芯片进口上的花费现已挨近原油的两倍。

查询

芯片有几十种大类别

上千种小类别

芯片，是指内含集成电路的硅片，体积很小，常常是计算机或其他电子设备的一部分。芯片组，是一系列彼此相关的芯片组合。它们彼此依靠，组合在一同能发挥更多效果，比方，计算机里的中央处理器（CPU）及手机中的射频、基带和通讯基站里的模数转化器（ADC）等，便是由多个芯片组合在一同的更大的集成电路。而集成电路是十分精细的仪器，其单位为纳米。一纳米为十万分之一毫米。这就对规划、制作工艺都有十分严厉、高标准的要求。

芯片的品种许多，芯谋研讨首席分析师顾文军对北京青年报记者表明：“仅从产品品种来说，芯片的品种就有几十种大类别，上千种小类别；假如触及设备流程的话就更多了。美国是全体式、全方位处于领先地位，而咱们只是在某些范畴里边有所突破，而且这些范畴也并非中心、高端的范畴，比方我国在存储器、CPU、FPG及高端的模仿芯片、功率芯片等范畴，简直是没有的。假如我国发力研制，在某些小的类别中可能会有所突破。”

追访

一台通讯基站内

有上百颗芯片

以运营商事务为例，通讯基站设备是其最首要的产品之一，而在一台通讯基站中就有上百颗芯片担任完结不同功用。“简略来说，基站发射并回收信号，回收信号后首先要有芯片滤波，安稳信号；然后还有芯片将这种特别小的信号扩展；再有芯片进行解析、处理；然后是芯片担任传输、分发。基站中心跟电脑相似，能够完结各种功用，但它能够支撑多个手机，因而速度更快，芯片更杂乱。”上述人士表明。

其间，最典型的是ADC芯片，我国现在还无法出产出可代替产品。ADC芯片是模数转化芯片，担任将天线接纳的接连的模仿信号转化为通话或上网的数字信号。现在ADC首要依靠亚德诺、德州仪器等公司供给。

从软件方面来说，EDA仿真软件是另一个典型。运用该软件，电子规划师才能够在电脑上规划芯片体系，很多作业能够运用计算机完结，并能够完结多个产品的结合实验等。假如没有EDA仿真软件，则需求人工进行规划、实验，消耗的人力、时刻等本钱不可胜数。现在进入我国并具有广泛影响的EDA软件有十几种，根本都来自于美国。

重视

制作一颗芯片

需求5000道工序

一位芯片制作范畴的专家向北青报记者介绍，一颗芯片的制作工艺十分杂乱，一条出产线大约触及50多个职业、2000-5000道工序。就拿代工厂来说，需求先将“砂子”提纯成硅，再切成晶元，然后加工晶元。晶元加工厂包含前后两道工艺，前道工艺分几大模块——光刻、薄膜、刻蚀、清洗、注入；后道工艺首要是封装——互联、打线、密封。其间，光刻是制作和规划的枢纽。

其间许多工艺都在独立的工厂进行，而运用的设备也需求专门的设备厂制作；运用的材料包含几百种特种气体、液体、靶材，都需求专门的化工工业。别的，集成电路的出产都是在超净间进行的，因而还需求排风和空气净化等体系。

有说法以为，集成电路是比航天还要高的高科技。该业内人士表明，这种说法也不无道理，“航天的可靠性估量也就4个9、5个9的姿态（X个9表明在软件体系一年时刻的运用过程中，体系能够正常运用时刻与总时刻之比）。现在硅晶圆材料的纯度就要6个9以上。”

焦点

全球芯片

简直被美日欧独占

依据前瞻研讨院的陈述显现，现在，全球芯片仍首要以美、日、欧企业产品为主，高端商场简直被这三大主力区域独占。在高端芯片范畴，因为国内厂商没有构成规划效应与集群效应，所以其出产仍以“代工”形式为主。

到2015年年末的数据显现，全球共有94家先进的晶元制作厂商，其间17家在美国，71家在亚洲（我国有9家），6家在欧洲。日本在上世纪80年代处于领先地位，但自90年代开端其全球半导体商场比例明显下降，至2015年仅有3家日本芯片制作商位列全球排名前二十——东芝、瑞萨电子和索尼。而与此一起，东亚其他国家已成为动态随机存取存储器商场的首要公司。韩国三星电子和海士力现在是国际第二和第三多半导体公司。

依据美国半导体工业协会（SIA）的最新计算数据显现，2017年1月至2月，我国和美国的芯片商场规划比例扩展，分别为33.10%和19.73%；日本和欧洲的芯片商场比例有所下降，分别为9.29%和9.12%。我国芯片商场是全球最大、添加最快的商场，可是对外依存度过高。

热门

英特尔一向是

国际上最大芯片制作商

自1993年1月以来，英特尔一向是国际上最大的芯片制作商。个人计算机所用的CPU处理器中，英特尔就占有了多半比例。人们耳熟能详的飞跃、赛扬、酷睿等处理器都来自英特尔。现在，英特尔的年营收率仍然在持续添加——无论是从PC、数据中心服务器，仍是物联网芯片。

2016年英特尔仍是全球最大芯片供给商，全年芯片销售额达540.9亿美元，较2015年添加4.6%；商场比例达15.7%。

而在手机芯片中，高通是另一大巨子。现在国内除了华为、三星等手机厂商外，其他安卓手机厂商选用的全部都是高通处理器。除了购买芯片的费用外，高通还向每台手机收取专利费用。此前，魅族就与高通对簿公堂，魅族副总裁李楠称，有100多家手机厂商都与高通签订了购买专利的协议。

亮点

我国半导体前三

分别是华为、紫光、中兴

而在国内，我国的半导体工业近年来也在加快开展。

依据我国半导体职业协会计算，2017年我国集成电路工业销售额到达5411.3亿元，同比添加24.8%。其间，集成电路制作业增速最快，2017年同比添加28.5%，销售额到达1448.1亿元。规划业和封测业持续坚持快速添加，增速分别为26.1%和20.8%，销售额分别为2073.5亿元和1889.7亿元。

来自海关总署的数据显现，2017年我国出口集成电路2043.5亿块，同比添加13.1%；出口金额为668.8亿美元，同比添加9.8%。

一份由半导体协会和工信部我国电子信息工业开展研讨院发布的2017年国内十大集成电路规划/制作职业的最新排名陈述显现，在国内前十大集成电路规划企业傍边，华为海思半导体以361亿元销售额排名榜首；清华紫光展锐以110亿元排名第二；中兴微电子以76亿元排名第三。随后的还有华多半导体、智芯微电子、汇顶科技、士兰微电子、敦泰科技（深圳）有限公司、格科微电子和中星微电子。

财经调查

我国能否跳离

美国IP核重整旗鼓？

有专家表明，我国集成电路的起步并不算晚，只比美国晚几年。但因为其间欧美技能封闭、国内历史问题等多种要素，现在与欧美的距离比较大，想要在短时刻内追逐有难度。

一位从业者对北青报记者表明，从整个职业来看，美国卡的是“IP（知识产权）”，“环绕IP的战役更剧烈，就算你用了人家的技能，人家也有产权，你无法绕开它去解决问题。”材料显现，IP核将一些在数字电路中常用但比较杂乱的功用块，如FIR滤波器、SDRAM控制器、PCI接口等规划成可修正参数的模块。上述人士表明，我国集成电路职业一向盛行一个词语“弯道超车”，许多人在想，能否跳离美国的IP核而重整旗鼓，别的开发一整套的生态体系？但这实在太杂乱了。

多位职业研讨人士表明，现在我国的集成电路是体系性落后，全体提高需求从根底性研讨和人才培育来做，需求比较久的时刻，“咱们需求先培育数学、物理等学科的根底人才。这些人提上来后，再由他们培育跟其他学科穿插的人才。他们需求把握工业规划等技能。”

个案展现

华为海思半导体有限公司成立于2004年，前身是创建于1991年的华为集成电路规划中心。现在，海思总部坐落深圳，在北京、上海及美国硅谷和瑞典设有规划分部。其产品掩盖无线网络、固定网络、数字媒体等范畴的芯片及解决方案，成功使用在全球100多个国家和区域；在数字媒体范畴，已推出SoC网络监控芯片及解决方案、可视电话芯片及解决方案、DVB芯片及解决方案和IPTV芯片及解决方案。华为海思的产品在运营商事务、顾客事务等多个事务线都有使用，而一般顾客更多是因为华为手机搭载的麒麟处理器知道它，现在华为多款手机包含Mate系列、P系列及荣耀手机都有搭载。麒麟960还被外媒评为“2016最佳安卓机处理器”，体现超越高通处理器。海思总裁何庭波曾表明，“咱们在开端做7纳米，也在跟着业界一同看5纳米这些更先进的工艺。”

华为海思

麒麟960被评为

“2016最佳安卓机处理器”

紫光展锐

正努力研制

国产自主可控架构的CPU

紫光展锐则是紫光集团呼应国家的集成电路开展战略，而经过资本运作、企业布局等方法大力开展起来的。2013年12月，紫光集团收买在美国纳斯达克上市的国内排名榜首、国际排名第三位的通讯基带芯片规划企业展讯通讯公司，进而在2014年7月完结对同为纳斯达克上市公司、国内排名第二的通讯芯片规划企业锐迪科微电子公司的并购。2016年，紫光控股上海宏茂微电子公司，布局集成电路封装测验范畴。一起，2016年紫光控股武汉长江存储有限公司，并在成都、南京连续签约落地总投资额近1000亿美元的存储芯片与存储器制作工厂。

据其官网音讯，2015年，紫光展锐与英特尔达到协作，开发出了根据英特尔x86架构的体系芯片并上市。现在，紫光展锐具有5000多名职工，其间90%以上是研制人员；在全球设有16个技能研制中心。紫光展锐正努力研制国产自主可控架构的CPU。

（修改：姜禹）