国产芯片弯道超车，一旦攻克2个难点，实现70%自给率不是难题

近年来，我国在芯片产业上的短板愈发令人担忧，国产芯片实现弯道超车，成为众多国人的愿望。

根据国务院规划，国产芯片自给率力求在2025年时实现70%。而在2019年时，这一数字约为30%。

目前，我国芯片产业正面临两大难题，若是这两个难点能够攻克，自给率70%的目标将不是难题。

在接受《证券日报》采访时，千门资产投研总监宣继游表示，制程和光刻机部分、工业软件部分，是当前制约我国半导体芯片发展的两大因素。

光刻机同半导体制造精度直接相关，决定了芯片的最先进制程。

想要突破10nm芯片制程节点，光源波长为13.5nm的EUV光刻机必不可缺。这也是为何，三星、台积电每年都要争抢ASML的EUV光刻机产能。

目前，全球仅ASML一家可生产EUV光刻机。

不过，我国想要突破光刻机难题极其困难。光刻机被成为“现代半导体行业皇冠上的明珠”，具有极高的技术含量，可以说是现代顶尖 科技 的结晶。

在ASML的背后，有5000家供应商的支撑，才能生产出一台EUV光刻机。因此，中国光刻机想要突围十分苦难。

工业软件是工业制造命脉。其中，作为“芯片之母”的研发设计类工业软件——EDA，位于整个芯片产业的最上游，轻轻松松便能卡住全球芯片行业的脖子。

可惜的是，我国在EDA行业正在被海外垄断，美国Candence、Synopsys、Mentor Graphics三家企业，占据了我国95%的市场。

华为、中兴、联想等，均采用的以上企业的EDA产品。

这不得不令人警惕。好在，我国在EDA领域已经小有突破，其中，华大九天便是国产EDA的领头羊。

如今，华大九天已经商业化晶圆制造专用EDA工具等产品，拿下紫光展锐、华为等400多家客户。

从以上可以看出，国产芯片想要弯道超车并不是一件容易事，需要攻克重重的困难。

宣继游也表示，从根本上解决这两点问题的可能性很低，需要“围绕已经过了专利期的普通产品能否实现复制和提高芯片自给率去努力”。

近年来我国推出越来越多政策，加速半导体产业进步。

同时，中国是全球最大的半导体市场，巨大的需求量将刺激我国相关企业的发展。越来越多的资本，也向中国半导体产业涌入。

受此影响，中国实现芯片自给率70%的目标，还是有很大的希望。

（1）

硅的主要来源是石英砂（二氧化硅），硅元素和氧元素通过共价键连接在一起。因此需要将氧元素从二氧化硅中分离出来，换句话说就是要将硅还原出来，采用的方法是将二氧化硅和碳元素（可以用煤、焦炭和木屑等）一起在电弧炉中加热至2100°C左右，这时碳就会将硅还原出来。化学反应方程式为：SiO2 (s) + 2C (s) = Si (s) + 2CO (g)（吸热）

（2）

上一步骤中得到的硅中仍有大约2%的杂质，称为冶金级硅，其纯度与半导体工业要求的相差甚远，因此还需要进一步提纯。方法则是在流化床反应器中混合冶金级硅和氯化氢气体，最后得到沸点仅有31°C的三氯化硅。化学反应方程式为：Si (s) + 3HCl (g) = SiHCl3 (g) + H2 (g)（放热）

(3）

随后将三氯化硅和氢气的混合物蒸馏后再和加热到1100°C的硅棒一起通过气相沉积反应炉中，从而除去氢气，同时析出固态的硅，击碎后便成为块状多晶硅。这样就可以得到纯度为99.9999999%的硅，换句话说，也就是平均十亿个硅原子中才有一个杂质原子。

（4）

进行到目前为止，半导体硅晶体对于芯片制造来说还是太小，因此需要把块状多晶硅放入坩埚内加热到1440°C以再次熔化 。为了防止硅在高温下被氧化，坩埚会被抽成真空并注入惰性气体氩气。之后用纯度99.7%的钨丝悬挂硅晶种探入熔融硅中，晶体成长时，以2~20转/分钟的转速及3~10毫米/分钟的速率缓慢从熔液中拉出：

探入晶体“种子”

长出了所谓的“肩部”

长出了所谓的“身体”

这样一段时间之后就会得到一根纯度极高的硅晶棒，理论上最大直径可达45厘米，最大长度为3米。

以上所简述的硅晶棒制造方法被称为切克劳斯法（Czochralski process，也称为柴氏长晶法），此种方法因成本较低而被广泛采用，除此之外，还有V-布里奇曼法（Vertikalern Bridgman process）和浮动区法（floating zone process）都可以用来制造单晶硅。

面临着一些制造上的突破。

前一段时间闹得很火的事情，美国以及公司为了抑制华为公司的发展，暂停向华为提供芯片的代工服务，这让华为一下失去了芯片的来源。我国的工业发展到今天已经算是很快了。

我国在半导体的设计方面已经实现了突破，有些设计和研发几乎已经达到了先进的水平，而我国在一些半导体芯片的制造上却存在一些不足，我国自己的芯片制造厂商依靠自己的技术实现的芯片制造比世界上最先进的水平相比还差好几个档次。

美国正是看到了我国的这一不足，采取禁止向我国华为公司提供芯片代工的技术，所以遏制了华为的发展。从这一个事件就可以看出，我们的不足不在于设计，不在于研发。我们在基础的制造上有很大的不足。

所以这个就是我们目前面临的很大的问题，在半导体芯片的制造上没有自己的设备，所以这个是我们目前需要亟待解决的问题。

国家看到这个问题之后也是很快出台了自己的措施，扶持半导体行业的发展，可能我们在一些研发上实现了一些突破，但是整体还是需要再次提高，针对我们国家半导体的发展，我们不要急于求成，技术是靠一点点积累起来的，所以我们要静下心来，脚踏实地，专注于我们的研发。

当我们遇到问题也是一件好事，这也让我们看到了我们存在的不足，这个时候我们明白了我们应该做什么，有一个实现的目标，这就是很好的。对未来我国半导体的发展我们始终持积极的态度，任何苦难始终是难不倒自强不息的中国人民的，相信很快，在各种政策的扶持下，我们的半导体行业会很快发展起来。

---