第八十六章 芯片的问题
黄豪杰已经看过陆河县x射线激光器基地的建设进度。 从目前情况来看，由于技术相当成熟，工程预计在今年十一月份到十二月份可以竣工。 然后调整和初步实验两三个月，也就是说铁银常温超导体，预计在明年四月份可以小规模量产。 一旦拥有常温超导体，银河科技的芯片就必须上马了。 所以这一次张汝京离职，对于黄豪杰而言是一个机会。 他需要一个对于芯片行业了如指掌的人，来给银河科技的芯片公司掌舵。 而张汝京就非常合适，对方对于芯片行业的工厂建设非常拿手，而这正是黄豪杰需要的。 加上对方人品还可以，黄豪杰决定和对方接触一下，看看是否可以将张汝京拉到银河科技来。 不过由于超导量子芯片的资料完整度非常低，截止目前不过是8左右。 黄豪杰已经决定，先生产超导电子芯片。 事实上超导量子芯片和电子芯片的工艺大同小异。 自从20世纪后半叶计算机技术大行其道，人类进入信息时代。 随着计算机芯片的集成度越来越高，元件越做越小，集成电路技术现在正逼近其极限，而摩尔定律也即将失效，电子芯片的性能已经差不多到极限。 而且尽管计算机的运行速度与日俱增，但是有一些难题是计算机根本无法解决的，例如大数的因式分解，理论上只要一个数足够大，这个难题够目前最快的计算机忙几亿年的。 所以新的计算机，就必须提上日程了。 目前未来计算机的路线上，主要要三条路，分别是：量子计算机光子计算机生物计算机。 量子计算机，也分非常多分支，而超导量子计算机是目前最有前途的，其他还有光量子离子阱超导电路金刚石色心和半导体量子点都是有希望用来做量子比特，也就是量子计算机。 光子计算机，同样是有非常大的潜力，当然和量子计算机一样，材料是一个大问题，如何设计也是非常麻烦。 至于生物计算机，这东西又叫dna计算机或者分子计算机，外国人早就研发过了，运算速度也非同凡响，但是如何读取数据是一个巨大的问题。 而黄豪杰现在手上拥有常温超导体技术，他当然倾向于超导量子计算机。 另外那8量子芯片技术资料，也不是完全用不到。 他发现其中有一种技术可以用在芯片工艺上面。 就说一下目前的电子计算机芯片工艺，芯片的制作过程和米粒家所处的水平（因为东岛和大陆现在处于分治状态，所以东岛的芯片技术不等同于东唐）。 硅，这玩意儿需要氯化了再蒸馏，可以得到纯度很高的硅，切成片就是我们想要的硅片。 硅的评判指标就是纯度，你想想，如果硅里有一堆杂质，那电子就别想跑顺畅。 太阳能级高纯硅要求99.9999，这玩意儿全世界超过一半是东唐产的，早被玩成了白菜价。 芯片用的电子级高纯硅要求99.999999999，几乎全赖进口 听说苏省的鑫华公司正在研发，计划初步实现年产0.5万吨，而东唐一年进口15万吨。 高纯硅的传统霸主依然是汉斯wacker（瓦克化学）和米粒家hemlock，东唐任重而道远。 接下来是晶圆，硅提纯时需要旋转，成品就是圆柱形的。所以切片后的硅片也是圆的，因此就叫“晶圆”。 切好之后，就要在晶圆上把成千上万的电路装起来的，干这活的就叫“晶圆厂”。 那么以目前人类的技术，怎样才能完成这种操作？用原子操纵术？或许平行时空的黄豪杰可以利用纳米机器人完成完成，至于现在还是想想就好。 晶圆加工的过程有点繁琐。 首先在晶圆上涂一层感光材料，这材料见光就融化，那光从哪里来？光刻机，可以用非常精准的光线，在感光材料上刻出图案，让底下的晶圆裸露出来。 然后，用等离子体这类东西冲刷，裸露的晶圆就会被刻出很多沟槽，这套设备就叫刻蚀机。 在沟槽里掺入磷元素，就得到了一堆n型半导体。 完成之后，清洗干净，重新涂上感光材料，用光刻机刻图，用刻蚀机刻沟槽，再撒上硼，就有了p型半导体。 实际过程更加繁琐，大致原理就是这么回事。有点像3d打印，把导线和其他器件一点点一层层装进去。 那么为啥不把芯片做的更大一点呢？这样不就可以安装更多电路了吗？性能不就赶上外国了嘛？ 答案出奇简单：钱！一块300mm直径的晶圆，16nm工艺可以做出100块芯片，10nm工艺可以做出210块芯片，于是价格就便宜了一半，在市场上就能死死摁住竞争对手，赚了钱又可以做更多研发，差距就这么拉开了。 不过东唐军用芯片基本实现了自给自足，因为兔子不计较钱嘛！可以把芯片做的大大的。 另外，越大的硅片遇到杂质的概率越大，所以芯片越大良品率越低。总的来说，大芯片的成本远远高于小芯片，不过对军兔来说，这都不叫事儿。 毕竟安全第一，花钱总比被人掐脖子强。 芯片良品率取决于晶圆厂整体水平，但加工精度完全取决于核心设备，就是前面提到的“光刻机”。 光刻机，尼德兰—阿斯麦公司横扫天下！不好意思，产量还不高，你们慢慢等着吧！无论是台基电三鑫，还是英特尔，谁先买到阿斯麦的光刻机，谁就能率先具备7nm工艺。没办法，就是这么强大！ 太阳国的尼康和佳能也做光刻机，但技术远不如阿斯麦，这几年被阿斯麦打得找不到北，只能在低端市场抢份额。 阿斯麦是唯一的高端光刻机生产商，每台售价至少1亿美金，2017年只生产了12台，2018年预计能产24台，这些都已经被台积电三星英特尔抢完了，2019年预测有40台，其中一台是给华芯国际。 既然这么重要，咱不能多出点钱吗？ 第一：英特尔有阿斯麦15的股份，台基电有5，三鑫有3，有些时候吧，钱不是万能的。第二，东唐整了个《瓦森纳协定》，敏感技术不能卖，东唐北高力波斯利比雅均是被限制国家。 有意思的是，2009年上沪微电子的90纳米光刻机研制成功，2010年米粒家允许90nm以上设备销售给华国，后来东唐开始攻关65nm光刻机，2015年米粒家允许65nm以上设备销售给东唐，中芯国际才有机会去捡漏一台高端机。 当然其中原因不言而喻，之所以放开限制，主要是为了打击东唐企业，让东唐企业无法获得利润，从而陷入恶性循环。 不过咱也不用气馁，咱随便一家房地产公司，销售额轻松秒杀阿斯麦。 重要性仅次于光刻机的刻蚀机，东唐的状况要好很多，16nm刻蚀机已经量产运行，710nm刻蚀机也在路上了，所以米粒家很贴心的解除了对东唐刻蚀机的封锁。 在晶圆上注入硼磷等元素要用到“离子注入机”，今年国内好像要第一台国产商用机，水平不知道。 离子注入机70的市场份额是米粒家应用材料公司的。 涂感光材料得用“涂胶显影机”，太阳国东京电子公司拿走了90的市场份额。 即便是光刻胶这些辅助材料，也几乎被太阳国信越米粒家陶氏等垄断。 芯片做好后，得从晶圆上切下来，接上导线，装上外壳，顺便还得测试，这就叫封测。 封测是东岛的天下，排名世界第一的日月光，后面还跟着一堆实力不俗的小弟：矽品力成南茂欣邦京元电子。 东唐的三大封测巨头，长电科技华天科技通富微电，混的都还不错，毕竟只是芯片产业的末端，技术含量不高。 硅原料芯片设计晶圆加工封测，以及相关的半导体设备，绝大部分领域东唐还是处于“任重而道远”的状态。 那这种懵逼状态还得持续多久呢？根据“烧钱烧时间”理论，掐指算算，大约是2030年吧！ 东唐内阁印发的《集成电路产业发展纲要》明确提出，2030年集成电路产业链主要环节达到国际先进水平，一批企业进入国际第一梯队，产业实现跨越式发展。 当前，东唐芯片的总体水平差不多处在刚刚实现零突破的阶段，虽然市场份额微乎其微，但每个领域都在跟进。 任重而道远啊！