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鲁大师官方 华为“塔山计划”背后：自主芯片的路有多远？

由于众所周知的原因 ， 华为即将在一个月后的9月14日面临芯片断供 ， 不断挣扎的华为最终也放弃了外来的援助 ， 8月7日的中国信息化百人会上 ， 华为消费者业务CEO余承东亲手为麒麟旗舰芯片画上了句号 。 而另一边已经在为华为生产麒麟710芯片的中芯国际也表示从此无法再为华为生产14nm工艺芯片 。 华为Mate40成了麒麟芯片最后的绝唱 。
而就在昨天下午 ， 一个反转的消息似乎印证了余承东那句无比心酸的话"华为在芯片领域开拓了十几年 ， 但是芯片制造这样的重资产领域 ， 华为并没有参与 ， 只是做了芯片设计 ， 并没有涉及到芯片制造行业" 。
微博大V鹏鹏君驾到昨天发了这样一条微博 ， 大致意思为：华为内部正式启动了名为"塔山计划"的半导体产业链项目 ， 着手建造一条完全自主技术的45nm芯片生产线 ， 自己造芯来应对台积电、中芯国际无法代工的问题 。
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芯片制造有多难？
很多情况下我们讨论一个项目到底有多难的时候 ， 经常会用这个项目需要耗资多少万甚至多少亿来具象化这个项目实施起来到底有多难 。 而在自建晶圆厂这方面 ， 钱 ， 反而是最容易解决的东西 ， 最难的是技术 。 此前曾有文章解释：就算耗资100亿美元 ， 也很难在短时间内砸出来一个自产芯片的核心设备——光刻机 。 大概长下图这个样子 。
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ASML光刻机
目前光刻机的主流产品ASML毫无疑问处于霸主地位 ， ASML（荷兰）与Nikon（日本尼康）、Canon（日本佳能）共同组成了光刻机三巨头 。 而这三巨头的出货量却有着天差地别的差距 。 2018年度半导体用光刻机荷兰AMSL出货224台、日本尼康出货36台、日本佳能出货114台 。 而尼康和佳能的出货量基本依靠中低端光刻机出货 。 高端芯片用到的光刻机几乎全部由荷兰ASML出货 。 目前拥有顶级芯片制造能力的台积电、三星等的7nm光刻机基本都来自ASML 。
有了光刻机就能生产CPU了？不不不 ， 我们先来简单说一下制造一颗CPU有多简单 。
如何生产一颗芯片？
首先 ， 你需要一把沙子 。 没错就是随处可见的沙子 。 将沙子进行脱氧、提纯后把沙子中的硅提纯出来 ， 就是单晶硅 。 单晶硅的纯度要求是99.9999999% ， 这个纯度是什么概念呢？大概就相当于两吨沙子里面只允许出现一颗杂质 。 提纯好的单晶硅长这样；
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硅棒
提纯好以后我们进行第二步 ， 将单晶硅硅棒切片并打磨 。 打磨的绝对平整 。
打磨好以后 ， 刻蚀开始 。 这一步就需要用到我们上面说过的光刻机了 。 光刻机通过一系列的光线折射后刻蚀药剂发生反应 ， 最终在晶圆上刻出5nm左右的沟壑 。 5nm是什么概念？大概是一根头发丝直径的5000分之一左右 。 这个过程重复N次以后在经过一系列复杂的工艺后 ， 一个可用的CPU内核就做好了 。
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电脑CPU
这颗CPU内核的微观精准度有多高？大概相当于把一个大型城市的建筑、交通等设施完全复刻到一个2cm*2cm的小方块上 。 且不允许出现错误 。
正式因为这么困难 ， CPU制造工艺被称为这个星球上科技树最顶尖、最闪亮的那颗光点 。 而CPU生产中最核心的光刻机 ， 则更加耀眼 。
我们能不能生产光刻机？
能 ， 这个回答是肯定的 。 我国光刻企业中最著名的就是上海微电子装备有限公司 。 但是由于在精密电子行业差距太大 。
一台顶级光刻机的生产大概需要5000多个上游企业的零部件供应 ， 并且这些零部件供应商都是这个行业中的佼佼者 。 国产的光刻机关键零部件来自不同的国家和不同的企业 ， 来自美国的光栅、来自德国的镜头、来自瑞典的轴承、来自法国的阀件等等等等 。 这些东西都不是一个国家或者企业可以做出来的东西 。 这是整个人类智慧的结晶 。 下图为上海微电子的光刻机 。


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