最近中興接到美國禁售令的消息， 牽動了全中國人民的心。 要知道雖然全世界50%以上的彩電、70%以上的智慧手機都在中國製造， 但其中的晶片90%都依賴於進口。 這個數字帶來的擔憂， 終於隨著美國公司將停止向中興公司銷售零部件、軟體和技術而達到了頂峰。 尷尬的是， 中興絕大部分業務都需要大量使用CPU、GPU、FPGA等各種晶片， 而這些晶片幾乎都來自英特爾等美國公司。 簡單的說， 禁令一出， 世界第四大通信公司瞬間被釜底抽薪。
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所以說， 這個難倒中興、甚至是中國的「晶片」， 到底是怎麼製造出來的？先來瞭解一下， 晶片是內含積體電路的矽片、半導體元件產品的統稱， 大致可以分為兩類， 功能晶片（例如CPU）與存儲晶片（如電腦中的快閃記憶體）。
別看晶片的體積小， 但製造難度非常大， 其製作過程不亞於在指甲蓋上建造一座城市。 我們一般看到的晶片是這樣的：
但是在顯微鏡下， 如同街道星羅棋佈， 無數的細節令人驚歎不已。
想要製造這樣高精密度的東西， 第一個也是最難的一個環節， 就是設計電路圖。 即使對於晶片大廠們來說， 每張電路圖的設計也都需要來自全球專家的合力：明確該晶片的需求目的， 制定規格， 在電腦中完成細節設計。
有了設計藍圖之後要進行生產， 而這個過程就像是蓋大樓， 只不過其步驟之繁瑣與苛刻堪比藝術品。 蓋樓的第一步是自然是打造地基， 而晶片的地基名為「矽晶圓」。 無論電路圖被設計成什麼樣， 最終都要疊加到它的身上。
令人想不到的是，一塊晶片的誕生，竟然是從一片沙子開始的。因為想要得到矽晶圓，需要先通過高溫從沙子中提煉矽元素。
煉製出的這個套套狀物體名為單晶矽棒，矽純度高達99.9999％。
接下來對其進行切片，做成矽晶圓。一般來說根據用途，會切成0.5到1.5毫米的厚度。
而從矽晶圓到晶片，還需要經歷數以百計的生產步驟。首先是光刻，也就是在矽晶圓上刻出圖案。而進行光刻前，要給晶圓塗抹「防曬霜」：第一層是氧化矽，第二層是氮化矽，最後一層是光刻膠。
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紫外線會透過「掩膜版」照射到矽晶圓，被射的地方變的可溶解，其它地方則會保留原樣。
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用顯影液沖洗之後，可以看到圖案被雕刻了出來。如果從50-200納米大小電晶體的視角來看，光刻後的圖案基本是這樣的：
接著就是蝕刻與離子注入部分，它們相當於對地基進行裝修並加入功能區，讓整個電晶體具備流通資訊的能力。首先要腐蝕掉暴露在光刻膠外的氧化矽+氮化矽，並沉澱一層二氧化矽，使電晶體之間絕緣，然後利用蝕刻技術使最底層的矽暴露出來。
為了能讓它們能夠導電，需要進行一個離子注入的過程，以此改變該區域矽的導電性。在此之前要再塗一次光刻膠，這次是為了在注入離子時，保護二氧化矽不受影響。接著開始注入離子，並形成注入層。離子注入完成後，光刻膠的使命就完成了。
離子摻雜進去之後，形成了具有單向導電性的PN節，再製作出用於開、關電晶體的柵極後，一個電晶體的基礎結構就基本完成了：
接下來開始收尾工作，利用蝕刻技術在絕緣體上層開出三個孔，然後插入一層銅，並將銅離子沉澱到電晶體上，便於電晶體互相之間的連接，再來一次拋光，讓三個孔暴露出來。
最後開始組合電晶體，這樣的電晶體在一顆晶片中有上千萬個，他們之間的連接線如同鋪設立交橋一般層層疊加。
看似平滑的表面，其實放置了20多層複雜的電路。
經過這些流程，我們就得到了佈滿晶片的矽晶圓。測試合格後則可以開始切割矽晶圓，並對其進行封裝。
即使狂丸已經對晶片製作過程進行了大幅簡化，大家也能看出每一顆指甲蓋大小的晶片中，其實包含了難以計數的元件，涉及前沿核心技術，工藝複雜而又精妙。
而且晶片的製造對工藝要求極高，不僅需要幾個足球場那麼大的無塵室，而且環境要比手術室還要乾淨十萬倍。
而中國也正是一直被此技術封鎖著。就拿晶片製造的核心設備之一「光刻機」來說，業界翹楚是荷蘭的ASML，其設備擁有全球接近8成的市場份額，問題是，我們有錢也買不到他們最先進的產品。
甚至，我們在研發晶片技術時，連一些特殊原料的包裝桶都需要依賴進口。
對此，中國只能無奈的走上老路，那就是沒有又買不到的東西，只能自己開始學著造。很多中國學者和企業家們，開始從各個細節入手，提升我們的研發和製造能力。海歸創業的化學博士王淑敏，研究的是化學機械拋光研磨液，其功能是幫助機器打磨晶圓，將多餘的導線去除掉。
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2005年王淑敏開始做測試，在2007年就打破了這一細分領域中國外壟斷的狀況，並説明很多客戶將成本降低百分之十幾，甚至百分之六十。
超高純金屬材料製造的濺射靶材是半導體晶片製造中不可缺少的材料，能夠生產的公司全球只有四家，其中之一就在中國，創辦者是畢業於中國哈爾濱工業大學的姚力軍博士。
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全球280家晶片公司，有270家採用了他生產的超純鈦靶材，打破了日本大阪鈦業和美國霍尼韋爾的壟斷，結束了我國長期依賴從日本進口相關材料的歷史。
此外還有早已名震美國，在矽谷Intel公司、LAM研究所、應用材料公司等供職16年，位居美國應用材料總公司副總裁的尹志堯，他被稱為矽谷最成功的華人之一，然而2004年，60歲的他毅然放棄一切，選擇回國創業。
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因為技術保護的原因，回國前尹志堯清空了團隊電腦中的所有資料，相當於一切從零開始。而他們僅用了3年時間，就為中國填補了等離子體刻蝕機的空白。接著在2012年，用於32納米至28納米晶片加工的第二代等離子體刻蝕設備已具備國際競爭力，迫使美國在2015年放棄了對中國等離子刻蝕機的控制封鎖。
同時他們的MOCVD設備也打破了美國和德國的壟斷，而且性能上還有所提升。MOCVD設備的作用關係到我們生活的方方面面，LED燈我們都知道，而它的照明晶片只能用這種設備製造。打破壟斷後也直接促進LED相關設備開始向「白菜價」進發，累計降幅達到50%。
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當然，這些進步目前還完全不足以彌補中國和國外先進技術上的差距，我們的科研人員任重道遠，需要追趕的路還太長。但正如中科大的袁嵐峰博士所說：晶片，可以當做是中國單挑世界BOSS的最後關卡之一。其實封鎖這種套路對中國來說並不新鮮，同時我們也已經不斷突破，開始向最終的幾項壟斷技術發出挑戰。
所以說，這次中興被美國掐住喉嚨，加上近日又曝出的華為被調查的消息，對於中國來說，也不完全是一件壞事。這讓中國的自主創新又雙叒叕面對巨大的壓力，但也未必不是一次機會，中國是否能夠實現彎道超車？我們很期待。
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令人想不到的是，一塊晶片的誕生，竟然是從一片沙子開始的。因為想要得到矽晶圓，需要先通過高溫從沙子中提煉矽元素。
煉製出的這個套套狀物體名為單晶矽棒，矽純度高達99.9999％。
接下來對其進行切片，做成矽晶圓。一般來說根據用途，會切成0.5到1.5毫米的厚度。
而從矽晶圓到晶片，還需要經歷數以百計的生產步驟。首先是光刻，也就是在矽晶圓上刻出圖案。而進行光刻前，要給晶圓塗抹「防曬霜」：第一層是氧化矽，第二層是氮化矽，最後一層是光刻膠。
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用顯影液沖洗之後，可以看到圖案被雕刻了出來。如果從50-200納米大小電晶體的視角來看，光刻後的圖案基本是這樣的：
接著就是蝕刻與離子注入部分，它們相當於對地基進行裝修並加入功能區，讓整個電晶體具備流通資訊的能力。首先要腐蝕掉暴露在光刻膠外的氧化矽+氮化矽，並沉澱一層二氧化矽，使電晶體之間絕緣，然後利用蝕刻技術使最底層的矽暴露出來。
為了能讓它們能夠導電，需要進行一個離子注入的過程，以此改變該區域矽的導電性。在此之前要再塗一次光刻膠，這次是為了在注入離子時，保護二氧化矽不受影響。接著開始注入離子，並形成注入層。離子注入完成後，光刻膠的使命就完成了。
離子摻雜進去之後，形成了具有單向導電性的PN節，再製作出用於開、關電晶體的柵極後，一個電晶體的基礎結構就基本完成了：
接下來開始收尾工作，利用蝕刻技術在絕緣體上層開出三個孔，然後插入一層銅，並將銅離子沉澱到電晶體上，便於電晶體互相之間的連接，再來一次拋光，讓三個孔暴露出來。
最後開始組合電晶體，這樣的電晶體在一顆晶片中有上千萬個，他們之間的連接線如同鋪設立交橋一般層層疊加。
看似平滑的表面，其實放置了20多層複雜的電路。
經過這些流程，我們就得到了佈滿晶片的矽晶圓。測試合格後則可以開始切割矽晶圓，並對其進行封裝。
即使狂丸已經對晶片製作過程進行了大幅簡化，大家也能看出每一顆指甲蓋大小的晶片中，其實包含了難以計數的元件，涉及前沿核心技術，工藝複雜而又精妙。
而且晶片的製造對工藝要求極高，不僅需要幾個足球場那麼大的無塵室，而且環境要比手術室還要乾淨十萬倍。
而中國也正是一直被此技術封鎖著。就拿晶片製造的核心設備之一「光刻機」來說，業界翹楚是荷蘭的ASML，其設備擁有全球接近8成的市場份額，問題是，我們有錢也買不到他們最先進的產品。
甚至，我們在研發晶片技術時，連一些特殊原料的包裝桶都需要依賴進口。
對此，中國只能無奈的走上老路，那就是沒有又買不到的東西，只能自己開始學著造。很多中國學者和企業家們，開始從各個細節入手，提升我們的研發和製造能力。海歸創業的化學博士王淑敏，研究的是化學機械拋光研磨液，其功能是幫助機器打磨晶圓，將多餘的導線去除掉。
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2005年王淑敏開始做測試，在2007年就打破了這一細分領域中國外壟斷的狀況，並説明很多客戶將成本降低百分之十幾，甚至百分之六十。
超高純金屬材料製造的濺射靶材是半導體晶片製造中不可缺少的材料，能夠生產的公司全球只有四家，其中之一就在中國，創辦者是畢業於中國哈爾濱工業大學的姚力軍博士。
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全球280家晶片公司，有270家採用了他生產的超純鈦靶材，打破了日本大阪鈦業和美國霍尼韋爾的壟斷，結束了我國長期依賴從日本進口相關材料的歷史。
此外還有早已名震美國，在矽谷Intel公司、LAM研究所、應用材料公司等供職16年，位居美國應用材料總公司副總裁的尹志堯，他被稱為矽谷最成功的華人之一，然而2004年，60歲的他毅然放棄一切，選擇回國創業。
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因為技術保護的原因，回國前尹志堯清空了團隊電腦中的所有資料，相當於一切從零開始。而他們僅用了3年時間，就為中國填補了等離子體刻蝕機的空白。接著在2012年，用於32納米至28納米晶片加工的第二代等離子體刻蝕設備已具備國際競爭力，迫使美國在2015年放棄了對中國等離子刻蝕機的控制封鎖。
同時他們的MOCVD設備也打破了美國和德國的壟斷，而且性能上還有所提升。MOCVD設備的作用關係到我們生活的方方面面，LED燈我們都知道，而它的照明晶片只能用這種設備製造。打破壟斷後也直接促進LED相關設備開始向「白菜價」進發，累計降幅達到50%。
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當然，這些進步目前還完全不足以彌補中國和國外先進技術上的差距，我們的科研人員任重道遠，需要追趕的路還太長。但正如中科大的袁嵐峰博士所說：晶片，可以當做是中國單挑世界BOSS的最後關卡之一。其實封鎖這種套路對中國來說並不新鮮，同時我們也已經不斷突破，開始向最終的幾項壟斷技術發出挑戰。
所以說，這次中興被美國掐住喉嚨，加上近日又曝出的華為被調查的消息，對於中國來說，也不完全是一件壞事。這讓中國的自主創新又雙叒叕面對巨大的壓力，但也未必不是一次機會，中國是否能夠實現彎道超車？我們很期待。
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