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图片来源@视觉中国
文｜雷科技leitech近期一则旧事堪称是引爆了我的敌人圈，作为对台湾方面的惩戒措施之一，中国大陆阻止了向台湾出口自然砂产品。而就是“自然砂”这三个字让我不少敌人发生了一些奇怪的联想，纷纭跑来问我这个自然砂会不会是造芯片的原料，是不是象征着台湾的芯片产业会因此遭到微小株连。
这类联想其实有一定的情理，由于硅是半导体行业的基石，而沙子是提取硅的首要原资料，然而他们的登程点实际上是过错的，并非一切的沙子都是出产芯片的原资料。且目前国际的半导体行业实力其实不算微弱，大部份厂商仍需求依托台积电能力实现相干芯片的补给，间接“断供”台积电，不论从哪一个方面来看都说不外去。
借着这个时机，我抉择给大家具体科普一下无关芯片的制造流程以及我国目前的半导体行业是何状况，但愿大家在看完这篇文章后可以对该行业有一个更粗浅的认知。
自然砂是甚么，跟造芯片无关系吗？
半导体产业的原资料确实属于自然砂，也就是俗称的沙子，这一点的确没错。然而沙子其实也分得多种，包罗河沙、海沙、石英砂等等。而此次大陆断供的自然砂指的是那些依托天然风化、水流冲击等天然前提所造成的非金属矿石，详细能够分为河砂、湖砂、山砂以及海砂。
而它的用处也相对于对比繁多，次要运用于屋宇建立、路途桥梁工程施工的修建名目，说它是修建的基石也不为过。
而真正能用来制作芯片的原料是石英砂，而石英砂又分为不同的等级，纯度较低的普通石英砂只能用来制作玻璃，只要高纯度石英砂（四个9以上纯度）才合适用来出产晶体硅，而在晶体硅中也分为三六九等，只要纯度极高的晶体硅才有可能成为芯片的出产原料。
光有资料天然也不敷，还需求一名专业的厨师才有可能烹饪出可口的菜肴，在拿到高纯度的石英砂后，相干专业人员首先需求将高纯度的石英砂进行提炼失掉多晶硅，再进行溶解并参加硅晶体晶种后，能力造成圆柱形的单晶硅（硅晶棒）。硅晶棒还要再次进行研磨、抛光、切片等流程后能力失掉硅晶圆片，也就是咱们熟知的晶圆。
此外大陆出口给台湾地域的自然砂次要为机制砂，为矿山开采所得，跟石英砂简直无任何关联。顺带一提，目前与晶圆相干的高纯度石英砂的次要产地来自美国的斯普鲁斯派恩地域，固然咱们大海洋区也存在不少可挖掘的石英矿，不外因为勘测技术方面的差距，很难从中挖出半导体行业所需的高纯度石英砂。
因此能够以为此次对台湾地域的制裁对本地的半导体产业毫无影响。至于网络上那些表现台积电和寰球芯片市场要因此遭遇微小损失的舆论，大家当个玩笑看就好。
国际的半导体行业再遭重？
从前文曾经能看出此次台积电不会遭到涉及，貌似跟国际的半导体行业也毫有关联，但实际上并不是如斯。截止发稿前，美国再次扩张了对国外公司的芯片制作装备的禁令规模，这里的国外是指哪一国，不言而明。
而此次被禁的技术，学术名为Electronic design automation，即电子设计自动化，简称为EDA。它能够说是芯片设计师们的纸和笔，就像咱们修图需求PhotoShop、Lightroom同样，它可以帮忙设计师更为高效地去测试芯片的可用性及不乱性，一旦失去该技术反对，产业上游的集成电路、电子信息和数字经济都会解体。
此前美国曾经阻止向国际销售10nm以及更先进芯片的EDA工具，而在明天，这个限度被扩张到了14nm，且此次禁令中非但包罗中芯国内，还包罗大海洋区一切的芯片出产商，乃至台积电也在该名单傍边。绝不夸大地说，该法案的出台会进一步减弱国际的芯片制作才能，起码在五年以内不成能成为芯片强国。
此话并不是空穴来风，按照概伦电子招股仿单中披露的行业数据显示，三大EDA巨头——新思科技Synopsys、铿腾电子Cadence、西门子EDA（原明导Mentor Graphics）的寰球市占率超过77%。在国际的市场份额更是超过了90%，一旦失去了这三家企业的反对，不少芯片厂商都会因此遭到微小涉及。
更让人心寒的是，按照业内专业人士透露，在将来的十年内，三巨头仍旧会占领市场主流，而国产的EDA工具简直不成能完成代替。
虽然我国波及EDA畛域的时间算对比早，从1986年开始就曾经在研发本人的EDA零碎，但因为各方各面的缘故（次要是行业生态环境较差），在技术研发优化和产品验证迭代速度上相对于迟缓，致使目前总体行业技术程度与国内EDA巨头存在很大差距，自给率很低。
举个例子，在工艺制程方面，目前国际领头羊厂商华大九天的摹拟电路设计EDA工具除了在电路仿真工具方面达到了5nm，其余方面还停留在28nm的工艺程度，与主流的5nm工艺存在9年摆布的差距（2013年是28nm遍及的一年），更别说在往年就会有3nm制程工艺问世，届时单方的差距还会被进一步拉开。
虽然说市面上的大部份电子产品都没须要用上5nm乃至是3nm工艺制程的芯片，用28nm制程就可以知足大部份需要，但关于一个渴想在芯片畛域做出成就的国度来讲，想要靠后进的工艺制程实现弯道超车仍是至关之难题的。
莫非说国际的芯片行业真的就会就此停滞了？倒也不彻底是，国外的此次禁令的确会让国际半导体行业元气大伤，但也不会就此完全坠入低谷。但想要让国际的EDA行业取得冲破，乃至是遇上业界的均匀程度，首先需求解决三个困难。
第一，因为国际用户的版权认识不强，得多商业性的软件都会被一些开发者给破解，再高价卖给相干企业，这非但会使得国外的EDA工具在国际的市场份额愈来愈高，也会大大升高国际EDA工具厂商的支出，毕竟一款廉价又好用的产品，谁能回绝呢？
第二，需求具有一套属于国际用户的操作习气，因为国际大部份相干设计师都曾经习气了国外EDA工具的操作流程，国际的EDA厂商为了使得自家的产品可以“完善代替”竞品，只能经过鉴戒国外的形式来打造，非但极为无益于本人翻新，也会让更多用户以为国际的工具软件的确是不如国外的。
第三，关于国际的EDA公司来讲，想要进一步增大自家的市场份额，就一定要提后退入到学校以及相干培训机构傍边，让那些还未成为专业设计师的用户优先使用自家产品，才有可能在之后的竞争中具有一定劣势。
因此咱们想要打破国外对国际半导体行业的限度，一方面需求加小孩儿才的造就和引进。按照统计，目前国际芯片自给率约为16.7%，咱们的方案是到2025年完成70%的自给率。不外，清华大学传授王志华表现，要完成这个自给率，人材数量必需翻4.5倍。咱们在半导体人材上缺口很大，仍是要加鼎力度造就，时间长点也不妨事。
另外一方面还要注重技术的研发，关于芯片产业链要鼎力搀扶，缺甚么就及时补上，为他们筹备最佳的研发环境。一项项来冲破，置信一定能够造出更好的芯片。
虽然咱们在芯片畛域曾经后进世界得多年了，在短期内也很难达到业界程度，但置信在中国人民的致力拼搏下，在将来一定能够完成技术超出。 |
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