各位听众朋友们，大家好，这里是十点测大盘。今天跟大家分享的这篇文章的名称是“今天讲点高端的内容！”
本篇文章发表于十点测大盘21年10月22日。
今天信息量比较大，但是看懂了有助于大家理解很多新闻和书里的内容，涉及到的上市公司也是不计其数。我已经尽可能采取图、文、动画结合的形式通俗易懂地讲，我相信具有初中文化的人都能看懂。
先讲两个概念：
1、纳米：这个长度单位比毫米还小很多，小到什么程度呢？一根头发丝的直径约为6万纳米，所以1纳米是一根头发直径的六万分之一。一个原子的直径是0.1纳米，真的够小的，难怪人肉眼是看不到了。而现在芯片的制程已经到了5纳米，最新的2纳米和1纳米也即将推出来。制程又是什么呢？看下面第二个概念。
2、制程：要理解 “制程”这个概念，得先知道芯片的组成单位——晶体管（本质上就是一个电路开关）。在晶体管结构中，看下图，电流从 Source（源极）流入 Drain（漏级），其中Gate（栅极）相当于闸门，主要负责控制两端源极和漏级的通断（晶体管本质上就是一个自动开关）。由于这个过程中难免电流会出现损耗，而栅极的宽度则决定了电流通过时的损耗，表现出来就是芯片工作时会产生的发热和功耗，宽度越窄，功耗越低。而栅极的最小宽度（栅长），就是我们常说的芯片多少纳米工艺中的数值，它决定着电流通过时的损耗。芯片的制程越来越小就是为了节约功耗，别看一个“开关”（晶体管）节约不多，你要想到一个芯片里面有几亿几十亿个开关，加起来节约很多很多，这样才能让我们的手机待机时间更长，处理能力更强！
知道了以上两个概念，我们就可以讲芯片了。芯片到底是什么玩意儿？通俗地讲就是“机器人”的“大脑”，这个机器人包括电脑和一切电子设备终端，比如：ipad、手机、交通信号灯、电子手表、监控设备等等都会用到芯片。而这些芯片中最厉害的要数电脑（或手机）的CPU，是人类芯片制造的最高水平。你要在当今信息时代“打天下”，没有芯片就像人没有大脑，军队没有司令部，完全废掉了，你说重要不重要！尤其是高端芯片，比如：手机和电脑的CPU芯片，如果没有了，那么寸步难行了。
芯片如此重要，但是制作芯片又是如此难，所以美国要打压中国必须抓住中国的软肋，从断供芯片下手。一方面现成的芯片不卖给中国，另外一方面怎么做芯片又封锁关键环节，要让中国走投无路。不卖给我们了，华为影响最大。封锁做芯片的关键环节就是不卖给中国最先进的光刻机。要讲清楚这个问题，我先说说芯片制造的三个环节：设计、光刻、封装测试。这就是好比造一个房子，先要出设计图，然后建筑公司进场施工，最后装修和验收，交付业主入住。我们分别细说：
第一个：设计，这个环节就相当于造房子的设计施工图。
说到芯片设计不得不说arm这家公司，arm有多重要，可以说没有arm就没有移动互联网的智能手机。arm的创始人一开始想用Intel的芯片设计架构，而Intel很傲慢，这是美国人固有的这种傲慢，根本不给。当然，一方面那时候的Intel跟window绑定垄断PC时代，只知道不断地胁迫用户升级软硬件赚更多的钱，殊不知到了移动终端Intel这种高功耗的芯片架构根本不适应。现在要不是arm的架构，我们的手机一下子就没电了。就是因为当年Intel不愿意公开CPU的设计架构，所以arm公司的创始人在剑桥大学旁边创立了arm，自己动手丰衣足食。可是没钱没资源，所以只能做小芯片开始，而这恰恰奠定了arm设计低功耗芯片的基础，为后面完全不同于Intel架构的芯片诞生埋下了”种子“。而且也是因为没钱，所以自己没法生产，只做架构授权赚点授权费。就是因为arm公开授权，让芯片设计这个事情不那么难了，大家都可以居于arm的公开架构来做简单地搭建。这个就相当于软件领域，arm干的是操作系统的活，类似windows和OS，而普通的芯片设计公司，干的是开发应用软件的活。你说一个软件公司如果都要从底层的操作系统开始干起，那么全世界不会超过10家软件公司了，计算机今天的应用也不可能那么丰富了。所以芯片设计领域如果一直是Intel一样的封闭和垄断，那么也不会有今天的芯片设计的丰富和繁荣。
我们国内也产生了很多芯片设计公司，比如：华为海思、寒武纪、紫光锐展、展讯、中兴微电子、华大、大唐、智芯、敦泰、士兰、中星、格科等。全世界最高水平的芯片设计公司有英特尔、高通、博通、英伟达、联发科等。其中英特尔架构不一样，其余都是arm架构，而且英特尔也差点采用arm架构，但是终究傲慢战胜了理性，还是放弃了，自己在折腾，好像也没太大的花头。我觉得美国对中国的芯片封锁结果也会跟Intel一样，落后于世界。你们看看现在几乎没有手机用Intel的芯片，最先用arm架构的还是苹果公司，安卓手机也是清一色的arm架构。所以什么时候都不要傲慢，科技无止境，唯一全人类共享才有你自己的未来！还有一个反面案例就是当年跟Intel狼狈为奸的微软，几乎没有手机再用windows系统了，不是安卓就是苹果os系统，而pc年代多少不可一世呢，几乎都离不开windows！中华文明能够延续5000年，不是你们美国佬短短几百年的傲慢文化能够理解的，还是多学点中国人的谦卑吧，会走得更远！
第二个：制作，这个环节就相当于造房子的施工，技术难度最大的是施工用的光刻机制造。
既然是施工就要机械设备，而制作过程中的光刻，主要施工设备就是”光刻机“，也就是现在美国人卡我们脖子的最关键点。光刻机这玩意儿的技术壁垒非常高，高到什么程度？世界上没有一个国家独立能够制造出来，包括美国人一家也造不出来。制造光刻机全世界的最高水平是荷兰一家叫阿斯麦尔的公司，卖一台机器要10亿人民币，关键你有钱人家也不卖你。中芯国际下过订单，美国人阻挠，到现在也没有拿到货。还有日本的尼康和佳能也能造出来，但是水平次之。不过，中国也不差，至少也能制造出低端光刻机。当年老外听说中国的上海微电子公司要做光刻机了，还被侮辱了一番：就算图纸和元器件摆在中国人面前也造不出光刻机。不过，他们失算了，2007年上海微电子就研制出了90纳米光刻机。据说今年可以交付28纳米的光刻机，所以最近阿斯麦尔突然宣布对28纳米光刻机降价，主要原因就是中国人已经成功研发出28纳米的光刻机，阿斯麦尔再不卖赚不到钱了，所以还得要自己有实力。
当然，阿斯曼尔还是掌握着全世界最高端的光刻机技术，我们28纳米，阿斯曼尔已经是1和2纳米了，差距就是这么大。成就ASML(阿斯曼尔）全世界最高水平的光刻机是全人类工业制造巅峰技术的组合，你们看看阿斯麦尔的光源技术是美国的，光学设备是日本的，轴承是瑞典的，阀件是法国的，机械臂技术是丹麦的，蔡司镜头是德国的，制造技术是台积电和三星的。这些国家和地区都是美国的盟友，老大说不卖给中国人，其他人不敢放个屁。而我们现在就想仅凭自力更生迎头赶上最先进的技术真的很难很难，比造原子弹要突破的技术难点还多，制造光刻机就是一个系统工程。比如：一个激光光源就可以难倒我们，现在光刻机的主要两种激光方式：一个是DUV，另外一个是EUV。
先讲DUV：深紫外光，d就是deep，为什么用紫外光？波长短，精度高，这个很好理解，波长长了，光束晃来晃去无法精确控制。当然，我们肉眼看到的光都是直线，其实光是像波浪一样曲线。所以激光一般都用短波长的紫外光，波长只有100多纳米，头发丝直径的600分之一。激光治疗近视就是用紫外光打掉一层角膜，这个也需要很精确，否则肯定要瞎掉。但是跟制造芯片的激光精度比起来，还远远不够。所以这个激光光源制造很重要，波长越短越好，如果你用红外线激光的话，估计会脱靶。阿斯麦尔的DUV光刻机就是更深的紫外线，波长193纳米，但是也只能做到25纳米制程的芯片。而最新已经到了5纳米工艺的芯片，阿斯麦尔用的是更新的技术，叫做EUV光刻机，极紫外光刻（Extreme Ultra-violet）。这个厉害啊，光的波长只有13.5纳米，相比于原来的DUV波长193纳米，真的大幅度提升。用这样的激光光源做芯片光刻肯定大大提升精度，据说可以做到1纳米和2纳米的制程工艺也不再话下。而我们国内最先进的工艺是28纳米，这就是差距，不换光源估计再提升也很难了，先得突破制造光源的技术。
这个芯片”施工“的“建筑公司”最有名的公司就是台积电，全世界最大的芯片代工厂。国内就是中芯国际，其他的都是小芯片生产工厂。华为的海思属于芯片设计公司，生产还是交给台积电和中芯国际这样的“建筑公司”代生产。一台EUV光刻机一天能生产多少片芯片？理论计算一小时能够生产60万片芯片。但是芯片制造十分复杂、严苛，稍有不慎便可能使得整片芯片废掉。因此，还不得不考虑到良品率。这样一来，一块12英寸晶圆能生产的芯片数量便降至500片左右。一天下来，EUV光刻机能生产50万片芯片，这一数字依旧十分惊人，一年365天便是1.8亿块。2020年小米智能手机出货量近1.5亿台、苹果为2亿台。1.8亿块芯片完全可以满足小米一年的芯片用量，苹果也差不多够用。只要你能买到一台阿斯麦尔的EUV光刻机比印钞机还厉害，芯片根本不愁卖。近十年的时间里，ASML仅生产了57台EUV光刻机，可见EUV光刻机生产之不易。其中，台积电抢下30台，因此台积电才有硬件实力成为全球最大的芯片代工厂商，并将全球90%的5G商用订单都收于囊中。
当然，芯片的制造不仅仅就光刻一个环节，但是这是一个最关键和最难的环节。芯片是一个立体结构，是由很多层堆叠起来的，见上图，光刻一次只能做一层，还需要镀膜，刻蚀，清洗，研磨等等工序，下次我再详细介绍芯片制作的整个过程。
第三个：封装和测试，这个环节就像造房子的装修和验收。
芯片做好后还是”毛胚房“，很小很细，如果不做“装修”，那么生产手机或者电脑使用的时候很容易搞坏，所以有专门做封装的公司需要”装修“一下，外面加个套子，再”粉刷“一下，又漂亮又安全。一颗芯片相当小且薄，如果不在外施加保护，会被轻易的刮伤损坏。此外，因为芯片的尺寸微小，如果不用一个较大尺寸的外壳，将不易以人工安置在电路板上。
完成封装后，便要进入测试的阶段，在这个阶段便要确认封装完的芯片是否正常的运作，正确无误之后便可出货给组装厂，做成我们所见的电子产品手机、电脑等。主要的半导体封装与测试公司有安靠、星科金朋、J-devices、Unisem、Nepes、日月光、力成、南茂、颀邦、京元电子、福懋、菱生精密、矽品、长电、优特等。
2021年第二季度全球十大封测公司排名中，除了第二名的安靠是美国公司，其余都是中国大陆和中国台湾的公司，所以在这个环节，其实我们中国已经领先。
总结以上三个环节：设计、制作和封测，设计和封测我们基本都可以搞定了，特别是设计环节，华为的海思已经可以跟第一梯队的高通、三星比肩。封测本身技术难度不大，我们已经迎头赶上。最难的是制作环节的光刻，由于美国封锁了EUV高端光刻机，我们无法完成28nm以下的芯片制作。但是美国越这样打压，以中国人的韧劲，越打压发展得越快。尤其国家力量的全力参与，一定会加快中国光刻机的研发。现在制作高端光刻机的各个环节，国家已经部署科研机构分头攻克，相信不久的将来，一定会突破光刻机的生产，从而根本解决芯片短缺的问题。就像移动通信领域1-4G都是西方的标准，到5G中国的华为遥遥领先，6G也已经实验室领先。如果美国不打压中国，我们还在花钱买光刻机，估计不会去花这么大的力气去研发，所以短期这是坏事，长期是好事。
看完以上内容，我再给大家梳理一下思路，找了一个通俗易懂的视频，再花二分钟看完，我相信你们都懂得了芯片的90%知识点。欢迎内行业粉丝留言指正和补充！
tigerleo_87
感谢