芯片制造要求有多高？精度达到头发丝的万分之一，这还不是最难的 “芯片”

“芯片” ，我们经常会听到这个词，听上去感觉就是十分的高端，是高科技的象征；我们也经常会听到国产芯片技术被“卡脖子” ，那么芯片究竟是什么，它的制造到底有多难？

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芯片：电子工业的粮食
芯片是半导体元件产品的统称，实际上它就是一块高度集成的电路板，又叫IC ，集成电路实体需要以芯片的形式而存在，依托芯片来发挥它的作用。
别看芯片小小的，只有一块指甲盖那么大，但是芯片是电子设备中最重要的部分，现代社会的智能化、信息化设备都离不开尖端芯片技术，没有芯片，就造不出现代的智能手机、电脑、电视和各种电子产品。我们经常会遇到自己的手机、电脑卡壳死机的时候，特别是用了好几年之后，其实这就是因为它们的CPU太低级，已经被时代淘汰了，而CPU其实也就是一块芯片。

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正是因为芯片至关重要的地位，所以芯片也被称为电子工业的粮食，相信大家都还记得，几年前由于中美之间的贸易战，美国停止对华为出口芯片，而使得华为面临“无芯可用”的困境，一颗芯片的分量是十分沉甸甸的，对行业安全以及整个国家安全都有十分重大的意义。

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造芯之难，难倒英雄汉
这么厉害的芯片，制造的难度也是令人望而生畏，下面我们就来谈谈制造芯片究竟有多难。
首先，想要制造芯片就需要生产设备，芯片的生产设备叫作光刻机，可以说，没有光刻机就没有芯片。光刻机是全球最精密的仪器，其技术难度是全球公认的，一台光刻机至少要有10万个零部件，要知道，一台汽车的零部件也才只有5000个。
光刻机的基本原理，就是用极细的激光在芯片底板上开凿出电路线，如果我们将芯片放在高倍显微镜下进行观察，就会发现上面布满了线条，就像一幅大城市的航拍图，这些密密麻麻线条就是光刻机的杰作，电子会沿着这些线条，按照人们在键盘输入的命令运行，不同的命令会得出不同的结果。

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正是因为这千万条线路纹丝不能乱，所以芯片对光刻机的开凿精度要求极高，以“光”为刀进行雕刻，一根头发丝的厚度差不多是6万纳米，那么目前芯片的7纳米精度，相当于是把一根头发丝劈成几万份。
有一个形象的比喻就是说：制造7纳米这种高精芯片的工艺难度，相当于是在一根头发几万分之一的地基上，盖几十层楼。制造难度可见一斑。

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制造光刻机，最卡脖子的技术有两项：一是稳定的激光源，它使用的是波长极短的极紫外光，对光学系统要求极高。二是光刻机的镜头，镜片需要高纯度的透光材料和高质量的打磨技艺。
除此之外，光刻机在工作时， 5万多个零件还要整齐划一地协同工作，对这一协同性能，也有科学家做过比喻：好比两架飞机在天上飞，从起飞到降落，始终齐头并进。这时候一架飞机上伸出一把刻刀，在另一架飞机上的米粒上刻字。

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目前，掌握全球领先光科技术的是荷兰ASML公司，独占光刻机占据全球市场份额的80% ，精度在7纳米以下的光刻机目前只有ASML公司能够生产。