芯片|设计芯片和生产芯片哪个难度更大？结果很意外半导体|光刻机|it芯片

【芯片|设计芯片和生产芯片哪个难度更大？结果很意外】

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设计芯片的难度主要在于设计工作本身，需要高度专业的设计师以及大量的经验积累，其外部关系较为简单清晰，主要涉及设计软件、知识产权（专利授权）等。而生产芯片涉及的产业链链条很长，硅锭制备及晶圆切割：我们从半导体产业的名称就可以看出芯片行业的最基础的材料“半导体” ，这就是硅。生产所有芯片都是在硅这个材料上进行。芯片生产要使用纯度达到99.9999%以上的硅锭（晶圆），把晶圆切割成切割成直径6英寸、12英寸或是18英寸的硅片，就可以在这个硅片上开始光刻流程了。

光刻：这是集成电路/芯片生产中的一个关键工艺，通过光刻机对半导体晶片表面的掩蔽物(如二氧化硅)进行开孔，进行杂质的定域扩散。这一步要用到技术极为先进的设备光刻机，后面还会又进一步说明。蚀刻：按照掩模图形或设计要求对半导体衬底表面或表面覆盖薄膜通过选择性腐蚀或剥离而制出芯片的基本结构。刻蚀技术是半导体器件和集成电路的基本制造工艺。

分层：通过重复光刻和蚀刻，形成芯片的多层结构。至此芯片核心的加工基本完成。封装：上一道工序产生的芯片核心非常脆弱，而且还不具备和外部信号连接的腿脚或是触点。本道工序就是要给芯片装上外壳及连接用的线路，达到对芯片的固定安放、密封保护、增强导热性能的目的，而且还要给芯片装上连接内、外电路的线路。至此芯片的生产基本完成。

测试：看了上述几个主要工序，相信大家一定明白了芯片生产的复杂程度。在这么复杂的工序之后，为确保芯片满足设计的各项功能，正常可用，在出厂前必须进行周密测试。其实芯片生产工序复杂还不是半导体行业最大的问题，芯片生产的最大问题（难点）还在于这个链条长度太长，且专业化差别巨大、分工细致。上述整个芯片生产的链条，即便不算高纯度硅片提取制备的专业化，后续几道工序都是极为专业的技术，基本上都是有专业的生产节点（公司）完成。

除了英特尔基本具备芯片生产的全部工序和能力之外，其它厂商几乎都是只具备部分工序的能力，比如很明显的例子就是华为和苹果都是最领先的芯片设计公司，但是这两家公司却不具备芯片制造生产能力，而最领先的芯片生产厂台积电，又不具备设计能力。

还有一个典型例子是光刻工序使用的光刻机，就这一台设备的生产就是超高难度，鉴于专业度太高，全球就没有几家光刻机生产厂商，而顶级的14nm、7nm及更先进的光刻机目前全球只有荷兰ASML一家。这一部光刻机就整合了全球上百家公司的10万个尖端零部件，几乎涉及到各个领域的顶级技术。整个芯片生产的产业链条，每一个节点都是有相当难度的，所以整体上看，芯片生产要比芯片设计难度更大。其主要难度就是链条太长，涉及技术领域太多。