芯片内部长啥样?牛人用1500张照片,一层层放给你看个清楚
这两天,中兴通讯的事情继续发酵,人民日报评论员文章表示,中兴的问题也透露出中国通信产业缺乏核心技术的痛点。“缺芯少魂”的问题,再次严峻地摆在人们面前。
为什么小小的芯片,作用如此之大,售价如此之高?它到底集成了哪些技术?它到底是怎么制造的?
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芯片的内部结构
芯片虽然看起来很小,但是内部结构确是不能再复杂了,有高人用1500张图片合成了一个芯片诞生的视频,看它是怎么一层层的打磨出来的。
视频资料,建议wifi下观看哦
如果把芯片的内部结构放大再放大,真的就像剥去一层又一层的城市结构,看视频了解的更清楚。
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芯片的制造过程
刚刚看了芯片的复杂结构,那么如此复杂的结构,是怎样制造出来的?下面这个视频完整的讲述了芯片的制造过程。
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芯片售价为何如此之高
芯片在制造过程中,用到的核心设备之一就是光刻机,它是在芯片里面画电路的,都是几纳米,大概是头发丝的万分之一 大小电路 ,每颗芯片诞生之初,都要经过光刻技术的锻造。
光刻机被业界誉为集成电路产业皇冠上的明珠,研发的技术门槛和资金门槛非常高。也正是因此,能生产高端光刻机的厂商非常少,到最先进的14nm光刻机就只剩下ASML。这台设备单价超1亿美元,如果只是这样也不足为奇,关键是这样的设备中国出价100亿也买不到!光刻机领域的龙头老大是荷兰ASML,并已经占据了高达80%的市场份额,垄断了高端光刻机市场--最先进的EUV光刻机售价曾高达1亿美元一台,且全球仅仅ASML能够生产。
控制着发达国家关键核心技术出口的,是《瓦森纳协定》,又称瓦森纳安排机制,全称为《关于常规武器和两用物品及技术出口控制的瓦森纳安排》,目前共有包括美国、日本、英国、俄罗斯等40个成员国(注:没有中国)。尽管“瓦森纳安排”规定成员国自行决定是否发放敏感产品和技术的出口许可证,并在自愿基础上向“安排”其他成员国通报有关信息。但“安排”实际上完全受美国控制。
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我国芯片制造企业
这些年来,中国通信产业发展迅速,芯片自给率不断提升。华为的麒麟芯片不断追赶世界先进水平,龙芯可以和北斗一起飞上太空,而蓝牙音箱、机顶盒等日用品也在大量使用国产芯片。但也要看到,在稳定性和可靠性要求更高的通信、军事等领域,国产芯片还有较大差距。数据显示,2016年中国进口芯片金额高达2300亿美元,花费几乎是排在第二名的原油进口金额的两倍。此次事件让我们再次认识到:互联网核心技术是我们最大的“命门”,核心技术受制于人是我们最大的隐患。
缺芯少屏是中国之痛。但是,想要成为“芯片强国”并不是一个遥不可及的梦。 国家对于芯片行业的隐痛早有感知,并已经着手布局,只是核心关键技术的突破需要时间。
我国近年来不间断地支持光电子领域的科技创新,从“863”计划、“973”计划到国家自然科学基金等各类项目,都投入大量资金引导高校、科研院所和企业对光电子芯片和模块的关键技术进行了广泛而深入的研究和开发,只是普通人的生活中一般比较难关注到。也许多年后的一天,人们会说,2018年的中国,和一个民族企业的生死存亡连在一起的,是一场以芯片为代表的——核心科技危机感和强国梦的全民觉醒。
每一代年轻人,都会有这个时代的使命。
芯片内部长啥样?牛人用1500张照片,一层层放给你看个清楚
众所周知,CPU芯片和操作系统是计算机领域最基础的核心技术,而中国在这方面受制于人,常被称为“缺芯少魂”
为什么小小的芯片,作用如此之大,售价如此之高?它到底集成了哪些技术?它到底是怎么制造的?
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芯片的内部结构
芯片虽然看起来很小,但是内部结构确是不能再复杂了,有高人用1500张图片合成了一个芯片诞生的视频,看它是怎么一层层的打磨出来的。
如果把芯片的内部结构放大再放大,真的就像剥去一层又一层的城市结构,看视频了解的更清楚。
芯片内部结构:
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芯片的制造过程
刚刚看了芯片的复杂结构,那么如此复杂的结构,是怎样制造出来的?下面这个视频完整的讲述了芯片的制造过程。
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芯片售价为何如此之高
2020年2月,全球光刻机“带头大哥”ASML宣布,可能最早于2021年推出新一代的EUV光刻机EXE:5000系列,这意味着生产3nm、2nm制程的芯片有了可能。在此之前,当下最先进的光刻机为ASLM推出的NXE:3400C,可支持7nm、5nm制程的芯片制造。
事实上,研发这两款机器,所耗费的资金很可能已不下于百亿美元,加上其前期的准备工作耗时也长达十多年。
光刻机由于技术难度大,研发资金投入巨大,以至于佳能和索尼都亏损严重,已经停止研发,退出未来技术的竞争。美国等发达国家研究光刻机,几乎每年都有超过90个亿的资金作为研发费用。到目前为止这些掌握光刻机技术的国家大约都花费了约4000亿元。
目前光刻机市场的老大ASML几乎可以说是整个光刻机技术的垄断者,他们每年投入的研发费用,几乎是某些世界500强企业的三个季度的收入。
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缺芯依旧在发酵
在新冠疫情影响下,5G智能手机等消费电子需求激增,汽车销量反弹进一步挤压半导体制造商的产能。行业分析公司VLSIresearch总裁Risto Puhakka表示:“在整个半导体行业,目前几乎没有闲置产能,并且需求还在继续增长。
全球最大的代工芯片制造商台积电表示,由于需求激增,今年的资本投入比2020年至少增加了47%,并表示,将解决汽车芯片短缺作为“头等要务”。电子元器件分销商Fusion Worldwide的商品经理Elsie Neoh说,整个行业的交货时间已经从新冠疫情前的8到10周增加到了六个月。这一短缺也使得目前半导体行业剧变,英特尔公司在产品延期后罢免了首席执行官Bob Swan,手机芯片巨头高通也加入了并购狂潮。
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