摘要：就在最近，中科大教授朱士尧的一番话让人瞬间清醒，据他所说：制造5nm芯片比造原子弹还难10倍！

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芯片

文 | 科普10克

编辑 |科普10克

就在最近，中科大教授朱士尧的一番话让人瞬间清醒，据他所说：制造5nm芯片比造原子弹还难10倍！

这就叫是真的还是假的？真有这么夸张吗？

朱士尧教授

最近，中科大的朱士尧教授直言不讳地说:“造5nm的芯片要比造原子弹难10倍以上。”

这话猛一下可真让人觉得夸张不已，原子弹是什么？当初我国为了造出原子弹付出了多大努力那都是有目共睹的，难道它还比不过一块小小的芯片？

朱教授的话让人不禁对芯片的难度产生了新的认识。

不过仔细想想，朱教授的话也不无道理，造原子弹难就难在核心技术的攻克上，只要掌握了高浓铀/钚的提纯和核反应控制这两大关键再投入足够的资源，对一些科技强国来说并非完全不可能。

原子弹

事实上，除了联合国安理会五大常任理事国，像印度、朝鲜、巴基斯坦等国也都拥有了自己的核武器。

当然这并不是说造原子弹就是件容易的事，从第一颗原子弹诞生到现在也不过几十年的时间。

而且随着核物理知识的传播，原子弹的基本原理已经不再是什么高深莫测的秘密了，相比之下，芯片制造的门槛可就高得多了。

芯片说白了就是集成电路，它是现代电子设备的核心部件，它的制造工艺非常复杂，从设计到生产前后需要经过几千道工序，每一步都需要极高的精度和可靠性。

芯片制造

以最先进的5nm工艺为例，它的晶体管尺寸只有几个纳米，比人的头发丝还要细一万倍，在这样的尺度下，哪怕一点点的偏差或杂质都可能导致芯片失效。

所以，芯片制造对生产环境和设备的要求极为苛刻，没有顶尖的工艺和严格的质量控制是根本造不出来的。

芯片的诞生需要设计、制造、封装、测试等诸多环节的紧密配合，每一个环节都涉及到大量的供应商。

就拿最先进的5nm芯片来说，光是生产用的EUV光刻机，全球就只有荷兰ASML一家公司能造，它包含了10多万个零部件，背后有5000多家供应商。

荷兰ASML

可见，芯片制造之所以难，是因为它需要全球产业链的高度协同，需要设计、制造、材料、设备等诸多领域的共同进步。

更重要的是芯片可不是一般的商品，它是现代信息技术的核心，直接关系到一个国家的科技实力和产业竞争力。

中兴和华为事件就充分说明，一旦芯片供应受阻，通信、电子等关键行业都会遭受重创，在大国博弈日趋激烈的当下，芯片早已成为美国遏制中国科技崛起的重要筹码。

中兴

美国对中国芯片企业的制裁和打压已经从单点突破升级到全面封锁，从禁售芯片到限制设备和材料出口，无所不用其极。

在这样的背景下，朱教授的话就更耐人寻味了，他特别强调：如果没有美国的EDA设计软件，中国就设计不出芯片来。

言下之意，美国在芯片领域对中国的“卡脖子”不仅仅在制造环节，更在上游的设计工具上。

那面对美国在芯片领域的层层封锁，中国难道就真的无计可施了吗？

朱士尧教授

说到中国在5nm芯片技术上的进展，不得不提2020年10月华为发布的Mate40系列手机，这款手机搭载了业界首款5nm制程的5G SoC芯片——麒麟9000。

当时这个消息可是引起了不小的轰动，5nm工艺可是目前最先进的芯片制程之一，它代表了当今半导体技术的最高水平。

而华为能在这个节骨眼上推出全球首款5nm 5G芯片，无疑是向世界证明了中国在尖端芯片技术上的实力。

不过，细心的人可能会发现华为在发布麒麟9000芯片的同时，也宣布了一个不太令人高兴的消息：受美国制裁影响，麒麟高端芯片将无法继续生产。

华为Mate40发布会

这背后的原因其实就涉及到朱教授提到的EDA设计软件问题。

EDA是芯片设计过程中必不可少的软件工具，它就像是芯片设计师手中的“瑞士军刀”，从前端的逻辑设计、综合、验证到后端的布局布线、物理验证等环节都需要EDA软件的支持。

没有EDA软件，芯片设计就无从谈起，而偏偏这个领域又被美国企业牢牢把控着。

而其他国家的EDA企业即便有一些自主研发的工具，但在性能和生态上还远远无法与美国巨头抗衡。

更麻烦的是EDA软件还与芯片制造工艺紧密相关，每一次制程的升级都需要EDA软件与之适配。

EDA软件

所以，美国政府在对华为实施制裁时特意切断了它获取EDA软件的渠道，这就导致华为虽然掌握了5nm芯片的制造技术，但由于缺乏配套的设计工具，后续的芯片研发也就难以为继了。

从这个角度来说朱教授所言不虚，在当前的技术格局下，没有美国的EDA软件，中国确实很难设计出先进的芯片。

当然，这并不意味着中国在芯片设计领域就完全没有自主可控的空间，实际上，近年来国内也涌现出了一批优秀的EDA企业，如华大九天、概伦电子等。

它们在模拟电路、数字前端等细分领域已经具备了一定的竞争力，但要在短时间内完全替代美国巨头，实现自主可控还有相当长的路要走。

那面对美国在EDA领域的垄断地位，中国该如何破局呢？

华大九天

面对美国在芯片领域的重重封锁，中国要实现芯片产业的自主可控必须找到一条有中国特色的攻坚之路。

我们要集中力量攻克EDA等“卡脖子”的关键核心技术，芯片设计是整个产业链的源头，而EDA软件又是设计环节的基础工具。

同时，我们也要充分发挥社会主义制度集中力量办大事的优势，整合国家战略科技力量，在EDA等领域组建国家实验室，实行“揭榜挂帅”和“赛马机制”，推动关键技术的攻关突破。

说到底，芯片设计是一个市场化的行业，EDA软件要有生命力就必须在市场中经受考验。

美国包揽EDA软件市场份额

我们固然要给予国产EDA企业政策和资金支持，但更要营造一个公平竞争的市场环境，让优秀的企业和产品能够脱颖而出。

因此，我们要加快构建面向芯片产业的知识产权风险监测预警与防控体系，及时发现和应对可能出现的风险点。

同时也要加强知识产权的管理和运营，鼓励企业通过专利布局、交叉许可等方式，构建合理的知识产权壁垒。

芯片制造

突破垄断是一个漫长的过程，我们要摒弃急于求成的浮躁心态，准备好打一场芯片产业的持久战。

芯片技术的发展是一个长期积累的过程，每一代制程的突破都凝结了无数科研人员的心血。

我们不能指望一蹴而就，更不能搞“大跃进”式的运动，要做好打“持久战”的准备，保持战略定力和耐心的去一张蓝图绘到底。

事实上，在美国的重重封锁之下，中国芯片产业仍然通过多管齐下、协同创新，取得了一系列进展。

那么，这些进展都是什么呢？

芯片

在经历了多年的攻坚克难后，中国芯片产业正在迎来新的突破。

2024年前11个月，中国集成电路出口额首次突破万亿元人民币大关，达到了1.03万亿元。

回想曾经在2000年前后，中国芯片产业还几乎是一片空白，本土芯片公司寥寥无几，市场份额不足1%，而现在我们的芯片出口额却能突破万亿，这是多么大的进步。

不仅如此，中国还涌现出一大批优秀的芯片设计和制造企业。

芯片制造

其中最引人瞩目的当属中国在芯片设计领域取得的成绩，据权威机构统计，中国芯片设计业已经位列全球第二，仅次于美国。

在某些细分领域，中国企业甚至已经掌握了核心技术，实现了弯道超车。

比如在超级计算机领域，中国研制的“神威·太湖之光”超算连续多次蝉联全球超算500强榜首，其中使用的申威CPU就是国产芯片的杰出代表。

当然，中国芯片产业的突破还不止于此。

在制造领域，中芯国际已经成功掌握了FinFET工艺，开始向7nm、5nm等先进制程挺进、长江存储则在3D NAND闪存领域异军突起，成为全球第六大NAND闪存供应商。

中芯国际

这些成绩的取得，既得益于中国芯片企业多年来的不懈努力也离不开国家在产业政策、资金投入等方面的大力支持。

特别是在中美贸易摩擦加剧、美国对中国芯片企业实施制裁的大背景下，中央和地方政府出台了一系列扶持政策，设立了上千亿规模的产业基金，营造了良好的产业生态。

但我们也要清醒地认识到，中国芯片产业虽然取得了长足进步，但与美国、日韩等强国相比在某些关键领域还存在不小的差距。

正如朱教授所言：芯片技术的发展是一个长期积累的过程，绝非一蹴而就，我们既要保持战略定力也要脚踏实地，在攻坚克难中不断积累，在创新实践中持续突破。

芯片制造

事实上，朱教授的一番话给了我们很多启示，在芯片这个攸关国家安全和发展的战略性领域，我们既要保持清醒认识也要坚定必胜信心。

中国芯片产业蕴藏的巨大潜力和广阔前景，近年来，我国芯片产业已经取得了长足进步，在某些领域已经开始崭露头角并展现出勃勃生机。

未来只要我们坚定不移地走自主创新之路，加快构建自主可控的现代产业体系，就一定能在关键核心技术上取得更大突破，推动中国芯片产业实现新的飞跃。

芯片制造

来源：陈大官人儿