造個芯片為何難

只要是電子產品，就離不開芯片。芯片通常分為兩種：一種是功能芯片，比如我們常說的中央處理器（CPU），就是帶有計算功能的芯片；另一種就是存儲芯片，比如電腦里的閃存（Flash），是一種能儲存信息的芯片。

芯片的誕生分三個步驟，分別是設計、制作和封裝，難度依次減弱。現在全球芯片設計基本集中在美國，制作集中在中國臺灣地區和韓國，中國大陸大部分承擔的是封裝工作，也就是把芯片裝到板上拿出去賣。可以說，在芯片的電路設計這個領域，中國的競爭力遠不如美國和韓國。

設計難，制作也不簡單。我們來看具體過程。首先，需要提取純硅，就是把二氧化硅（其實就是沙子）還原成硅單質，把硅打成硅錠切片，就得到了硅片——這相當于芯片的地基。這個步驟簡單，我們的技術做得很不錯。

有了硅片后，就要在上面涂上一層膠，名為“光刻膠”。這是一種感光膠狀物，當用紫外線加透鏡去照射某一個部位，膠面會發生變化，之后利用化學原理進行腐蝕，光照過的部分就會被腐蝕掉，留下凹槽。此時，往凹槽里添加硼、磷等介質，就會出現一個半導體或者電容。以此類推，我們再涂一層膠，再照，再腐蝕，再摻入……不斷重復，像搭房子一樣搭出一個復雜的集成電路，也就是芯片的核心部分。

然而，以上說的只是光刻技術的基本原理，實際操作起來要復雜得多，還會涉及波長等問題。光刻最主要的器械就是光刻機，這項技術長期被荷蘭、日本、德國壟斷，一臺機器要花七八億元人民幣，而且他們只優先提供給中國臺灣、韓國等地的大客戶。中國大陸也有自己的光刻機，但是和世界先進水平比，差距還很大。

中國要真正做出自己的芯片，頂層設計和光刻技術是兩大難題。