芯片哥向小伙伴请教一个问题：
如何发展中国的芯片？
我们都很清楚，发展国产芯片已经成为了每个人的共识。为什么？因为我们的芯片，就现阶段而言，整体水平是要落后于国外的。
正所谓，在哪里跌倒，就要在哪里爬起。既然我们在芯片的领域吃过亏，那我们只能想办法去弥补芯片领域存在的短板。
这就好比那个熟知的木桶原理，木桶能装的水有多少，不是取决于木桶最长的木板，而是取决于木桶最短的木板。
把这个木桶原理，放到我们国产芯片行业里，那个最长的木板就是华为。
芯片
显然，华为的芯片研发水平是代表不了我们国产芯片的整体水平的，尽管它的芯片设计能力在全球能排进前三。
既然已经知道最长的木板是华为，那最短的木板是谁呢？它又是什么呢？
按照木桶原理，找到这个问题的答案，或许就找到了阻碍中国芯片发展的拦路虎了。
现在一提到芯片制造，就会让人不由自主的联想到台积电和中芯国际。这两家公司，可以说是代表了我们国家最领先的芯片制造水平。
只可惜，相比较中芯国际，台积电似乎不怎么听我们中国大陆的使唤。台积电已经成功量产了5纳米的芯片制造工艺，而中芯国际就目前的芯片量产工艺水平只有14纳米。
两者的差距还有客观存在的。
可能有小伙伴会说，这是因为台积电拥有荷兰ASML公司最先进的EUV光刻机，中芯国际就没有。原因真的仅仅是这样吗？
EUV光刻机
芯片哥问你，中芯国际没有荷兰ASML公司的EUV光刻机，可能是因为受到相关的禁令影响。但其他国家和地区就没有这样的禁令，比如日本、印度和俄罗斯，这些国家就可以采购到EUV光刻机，为什么他们没有发展起来芯片的制造工艺技术呢？
是因为他们对芯片没有需求吗？如果是这样的话，那这些国家的手机、电视、电脑、汽车和家用电器，需要用到芯片设计制造的电子产品，全部是从国外进口的吗？
答案显然不是这样的。
中芯国际与台积电的芯片制造水平差距，这个问题出在哪里呢？是由什么引起的呢？
光刻机，固然是一个原因，但并非是全部。问题的关键在于人才以及相关的整个产业链配套。
举例说明
制造空调，首先需要在车间搭配一条生产流水线，然后招聘合适的技术工人，再配上相应的机械设备，比如电动螺丝刀，气压泵，配电箱，传送机械带，电机控制柜，机械手臂，数控机床，光学检测设备等等。
生产流水线
只给你数控机床这个核心设备，你能制造出来空调吗？没有技术工人去编写数控机床的程序，它能正常工作吗？
再说即使拥有这个数控机床，没有光学检测设备、电机控制柜、配电箱、气压泵这些“辅助”的设备，你也是制造不出来空调的。
这就是一个典型的系统工程，每个环节都缺一不可。
在这个例子中，空调的数控机床就好比芯片的EUV光刻机。阻碍我们中国芯片发展的拦路虎，其中一个就是芯片制造的产业链问题。
材料是什么？材料是产品发展的基石。没有材料的基础研究，就不可能在产品的创新上取得原创性的突破。
对于这个观点，相信不是杠精的小伙伴，应该都会赞同吧。
在芯片行业，它的基础材料是什么呢？是硅，是二氧化硅的硅。
硅从哪里提取呢？说出来可能小伙伴还不相信，它就是从沙子中提取出来的，因为沙子的主要成分就是二氧化硅。
沙子，每个地方都有，我们中国更是地大物博，更是不缺少沙子。那缺少什么呢？
缺少的是从沙子提取硅的技术。
沙子提取出硅，制成硅锭，硅锭然后切成硅晶圆片，然后交给芯片代工厂生产制造芯片。在从沙子提取出硅的工艺环节中，技术难度比较高的是它的纯度，不能低于99.99999%，也就是提取出硅的纯度，它的杂质含量不能超过千万分之一。
硅锭
千万分之一？这是什么概念？
相当于如果从沙子提取1000万公斤硅，它的杂质不能超过1公斤。这也相当于如果硅晶圆片是8英寸（直径200mm），空气中的灰尘直径是10万分之一毫米，那么按照硅的纯度要求，就必须要控制不能超过2粒灰尘落在8英寸的硅晶圆上。
这就是为什么很多电子厂的车间是无尘车间的一个原因。
硅晶圆
在硅材料做的比较出色的公司有日本的信越化学和SUMCO，台湾地区的环球晶圆以及韩国的LG化学等等。
中国也有一些数量的公司在做硅材料的研发生产，只是占据的比重较小。
以2018年的数据说明，全球半导体材料的销售额大约为520亿美元，中国大陆的销售额为84亿美元，其中国产的份额仅为20%，其余的80%均为进口。
当然，除了硅材料，还有光刻胶及其配套试剂等材料问题，这些芯片的材料问题都是阻碍中国芯片发展的拦路虎。
芯片的设计，除了需要来自工程师的研发能力之外，还需要辅助的EDA工具软件才能完成。这就像画家一样，绘制一幅油画
除了需要画家拥有高超的绘画水平以外，还需要良好的彩色油笔和精致的画板。没有良好的彩色油笔和精致的画板作为工具，画家的水平即使再高，也是画不出优秀的作品。
设计芯片需要的EDA软件有哪些呢？
行业内使用比较多的有Cadence，Synopsys和Mentor，这三个软件在全球的市场份额分别占据22%、33%和10%，总和超过了65%。
无奈的是，这三个EDA软件都不是国产的，全部是来自国外的。
难道国产就没有EDA软件吗？
EDA软件芯片设计截图
有肯定是有的，只是占据的份额很少。用数字说话就知道了
2019年，EDA软件在中国的营收为5.8亿美元，接近40亿人民币，其中国产的EDA软件销售额仅大约为4亿人民币，也就是份额只占据了10%左右。
可见国产的EDA软件还有很长的路要走。加油啊，少年们~~~
为什么EDA软件对于芯片的设计工作那么重要？没有EDA软件，就不能开发芯片了吗？
EDA软件，全名叫做电子设计自动化软件；工程师可以借助EDA软件，完成芯片的电路设计、功能仿真，系统测试以及错误校正，尤其是功能仿真，它可以大大提高工程师的开发效率，优化工程师的芯片设计能力。
国产EDA软件，除了华大九天之外，其他的软件不是缺少系统测试功能，就是缺少电路仿真功能，总之就是功能不完善，不齐全。
这也就解释了为什么设计芯片需要的EDA软件，能成为阻碍中国芯片发展的拦路虎之一了吧。
写到最后，芯片哥想说的是
指出国产芯片发展存在的3个不足，不是为了吐槽我们国产芯片发展不行，而是为了直面我们自身的不足，找出芯片行业木桶最短的短板。
找出自己的问题，才能对症下药。找出阻碍自己前进的拦路虎，才能行稳致远。
只有这样，中国芯片的发展才会越来越好，才会越来越强。
本文由【芯片哥】原创撰写，请持续 #芯片#
