发展国产芯片制造设备有双重难度:一是挑战物理极限的技术难度,二是难以进入业界主流得不到发展机会,后一个难度更为致命。
1个原子的直径是0.1纳米,10纳米只够排100个原子,高端芯片却要在其中安排一个晶体管。这需要原子级别的操控,微观量子效应都会出来捣乱,难度极高。而且还需要快速精准的工业生产,上亿块芯片要在合理时间内以90%以上的合格率生产出来,处理程序达上千道,配套工业体系精度要求极高。
全球业界紧密配合,形成了研发、生产、销售的正向循环,才在实际产业运行中以摩尔定律快速提升了芯片制造技术水平。然而,中国企业因历史因素一开始就未参与到循环之中,对芯片制造产业链基本没有影响力。这也是中国芯片制造技术落后的特殊背景。
近来国内业界已经形成共识,首先要打牢基础,把28nm及以下的市场占比更高的成熟制程芯片工艺吃透,构建一条28nm的自主生产线并逐步提高国产设备的比例,才是更为现实的目标。
28nm虽然被称为成熟制程,但对于国产芯片来说,也是巨大的挑战。目前国产芯片的代表还只是中芯国际、华虹集团等极为依赖进口设备的公司,且产出以中低端芯片为主。
国产设备研制成功后,切入已有生产线并调试成功的难度也不小,甚至可能得不到调试的机会,因为会担心降低良率影响经济效益。这个特性令中国的芯片制造设备发展举步维艰。几乎与业界脱节,是中国芯片自主最为困难的环节。