摘要：一个一个摆上去肯定没戏，于是有了ASML这些公司，为的就是把这些二极管“印”上去，这玩意就叫平版印刷，也叫光刻。

一、芯片制造过程

芯片制造工艺复杂，原理却很简单，就是给晶圆手术植入晶体管。

所谓晶体管，我们高中物理课上就摆弄过，最简单的叫二极管。

而芯片里面用到的晶体管，绝大多数都没啥高级的，就是缩小版二极管。

二极管的原理初中或高中就讲过吧？

N型硅带负电，P型硅带正电，给一个正向电压产生电流，电压反转则不通电。

芯片正是利用二极管的这种特性，通电代表1，不通代表0。

把一堆二极管放在一块，就可以组成一串二进制数字，进行逻辑运算，这就是机器语言。

原理虽然简单，但这一旦上量，可就量变引起质变了。

尤其对于高端芯片，需要在几平方厘米的面积上集成上千亿个二极管，听着是不是都头疼？

一个一个摆上去肯定没戏，于是有了ASML这些公司，为的就是把这些二极管“印”上去，这玩意就叫平版印刷，也叫光刻。

过程其实也很简单，就跟字体喷涂一个道理。

你先得有模具，字的部分镂空，然后隔着模具喷漆，其他部分被挡住没有漆，只有镂空部分喷上了，就是你要的字。

这个模具，在芯片领域叫掩模。

制作掩模的软件统称EDA，其实就是芯片领域的CAD，在没有专业EDA之前，工程师就用CAD画，再之前还手绘呢。

这玩意咱们80年代就搞过，而且搞出来正经用过，好像叫熊猫吧。

只不过后来改革开放，能在外面买了，国产就荒废了，挺可惜的。

EDA本身技术并不难，难度在于上下游各种相关联的库。

国际上做得早的，上下游早就打通了。

国内就算研发出来，人家不带你玩，你也打不进去。

要不说还得感谢特朗普，他全面封锁中国芯片，导致国内不管上游还是下游，都得另起炉灶。

国产EDA自然而然连接进了上下游，春天就这么来了。

掩模有了，还需要晶圆。

高纯度石英砂加温融化进一步提纯，冷却后形成多晶硅。

但多晶硅内部结构混乱，电学特性不稳定，所以还要进一步转化为单晶硅，过程中还要加入硼，形成P型单晶硅。

从石英砂到单晶硅，再切割打磨成晶圆，也就是芯片的毛坯。

这玩意没啥技术含量，美国甚至都懒得卡脖子，即便世界最大的高纯度石英砂矿在美国，也没啥影响。

晶圆和掩模到位后，在光刻前，要在晶圆上涂一层光刻胶。

这玩意被激光照射后发生变性，能够溶解在溶剂内，没照到的地方则保持稳定。

而光刻机其实就是让激光透过掩模，把上面的内容投射到光刻胶那一层。

确切地说，光刻机不是在雕刻晶圆，而是在光刻胶那层雕刻出了另一个“模”。

所以，光刻胶这玩意也挺重要的，光刻胶“模”雕刻好，下一步是蚀刻，用的是蚀刻机。

就是把光刻胶被镂空那部分蚀刻下去一层。

这玩意难度可比光刻机小多了，中国是大腿，卡不了脖子。

蚀刻掉的这部分需要用硅原子重新填满，目的是制作N型硅，这个过程叫沉积，没啥技术难度。

回填进去的硅不带电核，那怎么才能制成N型硅呢？

答案是离子注入，高温加热使磷元素离子化，然后利用电磁场加速，打进硅里面。

一堆硅原子里射入一个磷原子，磷的最外层5电子，加上硅的4个，比8电子的稳定态多出1个游离态电子，于是就有了带负电的N型硅。

之后经过退火等工艺，使其达到稳定状态。

离子注入技术，28纳米及以上，中国全流程自给自足。

28纳米以下，自给率不详。

最后清洗掉光刻胶，再加入金属导线开关（纳米级）等其他元器件，切割成单位芯片，最后封装，就算出炉了。

过程大体就是这样。

现在真正卡脖子的，其实就剩光刻机了，而且还只是EUV这种支持5纳米甚至以下先进制成的光刻机。

二、什么是EUV光刻机？

谈到EUV光刻机，那就顺道聊一下ASML公司的EUV光刻机，这么一台光刻机，由光源和扫描器组成，其中光源的设计和专利是美国的，光源是13.5纳米的极短紫外光，又被称为软x光。光源20%的核心部件全世界只有美国能生产。其中高功率激光器是德国的技术。某些核心电子设备有爱尔兰，荷兰，德国等国的公司提供。

这么说吧，如果荷兰，德国哪一天对美国进行技术封锁，那么美国自己也造不出光刻机。反之也一样。

世界上能独立造出氢弹的国家有五个，但世界上能独立造出光刻机的国家没有。如果考虑到光刻所需的光刻胶是日本的，最先进的制程是台积电的。可以这么说，能够独立刻出5nm及以下芯片的国家和地区，在蓝星不存在！

EUV光刻机只是这几年才真正能够赚钱，从1983年开始研发整整35年都是在亏钱，而且它是美欧日在国力最强，闲钱最多，人才最好的时代积累出来的成熟技术。

光刻技术并不是一种孤立的技术，从材料科学，到工程软件，从机械设计到激光等离子体，从高频控制到cmos相机……

它如同盖房子一样是一层一层盖起来的。它背后是欧美日成千上万的科学家和工程师几十年的努力成果。

三、为什么我们光刻机起步晚？

半导体行业我们还没有领先优势，有人奇怪为什么日本，韩国，甚至台湾都可以在半导体领域占有一席之地甚至其产业中的位置远超中国？

这并不是因为我们政策慢，也不是因为中国大陆人不努力，1996年7月33个主要的西方国家签订的《瓦森纳公约》对中国禁运了一切有关半导体产业的先进技术甚至产品。

作为对比，80年代美国开始牵头研究EUV光刻的时候，因为跟日本的贸易战把日本的半导体公司排除在外。所以大家可以看到，今天日本的光刻机产业全面萎缩，连duv光刻机所占份额都低于10%。

而中国一直都被封锁着，所以技术上落后其实是理所应当。但中国政府顶住了种种压力，在最艰苦的时候也没有放弃自己的底线。所以今天每一个中国在技术领域上的突破和超越都在全方位地动摇西方世界的霸权。

光刻机以及相关光刻技术可以说是西方或者美国霸权最后的堡垒，只要攻破它，整个西方在科技领域就无险可守。许多人觉得中国政府不作为，其实回过头来看，中国这些年一个堡垒一个堡垒的都攻破了，大飞机，高铁，超级计算机，北斗系统，中国政府不是无所作为而是在封锁下取得技术突破太他×的难了！

今天美国无论对任何一个所谓的发达国家哪怕只用《瓦森纳协定》级别的技术封锁都足以让这个国家丧失活力。更不要说近日来丧心病狂式的全面封锁。

所以作为中国人其实也大可不必太悲观，技术封锁二十多年了，但是西方阵营既不友爱也不团结，插朋友两刀的事层出不穷。如果西方国家铁板一块，就不会有一战二战，世界今天还是以欧洲为中心。因此，只要中国保持足够的战略定力，就一定能找到机会。

四、对我国半导体产业展望

我个人的建议是，中国还是要力求政治上突破，寻求合作。即便美国无法争取，也要争取欧洲。欧美至少要争取到一方愿意好好做生意，有正常的技术交流，对中国而言在技术上有所突破都是可待的。反之，如果欧洲也跟美国一样，全面围堵中国，封锁一切相关技术，那中国的半导体产业想突围还是有难度的。不过好消息是，美欧没那么铁，所以依然还是乐观的。

以今日美国政治的混乱，欧美的离心离德，破绽只会越来越多。科技不是不能当政治牌来打，只是当有一方打出科技封锁的牌并不意味着其强大而恰恰意味着其困窘，因为他已经无牌可打，无招可用。而且自身的科技活力也已经不足依靠公平竞争无法取胜，所以才要用下三滥手段，封锁之下再加新的封锁。

我相信中国在半导体行业的突破不会太久，会大大低于技术上真实差距的时间。

技术上的很多东西其实不仅仅是技术的问题。如果早年没有苏联援助帮助中国建立工业体系，氢弹的问世将会推迟！中国的航母能够这么快就具有实战能力得益于乌克兰拖来的“辽宁号”。

前面我以氢弹来类比半导体行业也对也不对，对的地方在于，最终中国在芯片制造上的突破确实很可能如氢弹一样石破天惊，不对的地方在于，以技术总量来说，光刻机确实和氢弹不一样，涉及的产业更多、更广。

半导体技术也不仅仅是一个科技问题，它最终的解决方法还是要考虑在政治上突破。我乐观的原因并不是因为中国的科技水平真的能够在短时间超越欧美日，我乐观的地方在于，中国政府在政治上的可以用一句话来说，那就是，士有弘毅，不屈不挠，整个世界绝无仅有！

来源：果园展示