截止今天，這個問題已經涌入了將近3000條回答，而各路答主們也紛紛就這個問題展開了一系列腦洞大開的聯想。

固然這個問題有抖機靈的成分，但這也代表了國人對芯片的國產化有著多么高的關注度。

從中興到華為，缺“芯”問題始終是懸在國內相關產業頭頂的一把利刃。

那么，國產“芯”什么時候才能“站起來”呢？我們與世界先進水平之間有多少差距呢？了解這些問題，我們才能正視自己的位置，找到一條正確的道路。

從“沙子”到硅片，我們的脖子越卡越緊

在網上經常可以看到網友們開玩笑，說“給我一車沙子，我也可以手搓出芯片”。

這個玩笑看似離譜，但也并不完全沒有依據。作為我們每天都會接觸到的產品之一，現在的芯片基本都是由單晶硅做為基層，也就是人們常說的“硅基芯片”。

而普通河沙的主要成分，剛好就是二氧化硅（SiO?）。

這個笑話也同樣說明了一件事：芯片的原料硅，是一種一點都不值錢的元素，它在地殼中的含量高達26．3％，我們隨手抓起的一把泥土中都有不在少數的硅元素存在。

當然，硅基芯片的硅并不是從普通的河沙中來，而是硅含量更高的硅石。

硅石中的主要成分依然是二氧化硅。

而要將這些不值錢的石頭變成芯片，它們要經歷的第一件事，就是反復的熔煉，將其變成一根“又黑又粗”的硅棒。

熔煉的步驟真要完全寫下來，就會變得“又臭又長”。并且這些步驟技術含量并不高，所得到的產品不論是工業硅還是多晶硅，都完全不存在“被卡脖子”的狀況，產量甚至還能吊打其他國家的總和。

所以這些步驟小黑就不多說了。

當一塊硅石變成多晶硅之后，接下來的步驟對我們目前的相關產業就不那么友好了。

要想“搓”出一顆芯片，我們就需要將多晶硅轉變成單晶硅。相比前者，單晶硅擁有更穩定的電學性質，甚至可以稱得上是最純凈的物質之一。

目前常用的生產方法是柴可拉斯基法。這種方法又稱直拉法或者提拉法。正如名稱所示，這種方法就是將一條單晶硅“種子”浸入多晶硅溶液中，邊旋轉邊向上拉，由于溫度逐漸下降，被拉出的多晶硅溶液逐漸凝固成固態的單晶硅棒。

之后，單晶硅棒還需要經過滾磨、開槽、切片、倒角、精研、背面處理、化學機械拋光、清洗等多達十余道步驟，才能制作出一片合格的硅片。

單論單晶硅棒和硅片的生產，我國依然可以吊打世界其他國家的總和。但單晶硅材料又根據制造流程的精度不同，被分為光伏級和半導體級——而我國的優勢也僅限于精度要求更低的光伏級單晶硅。

而設備和精度要求更高的半導體級單晶硅領域，市場被日本、德國、中國臺灣和韓國牢牢把持，其中日本的信越化工和盛高集團兩家更是占據了50％以上的市場。至于我國的份額，甚至不到全球的5％，并且良品率也不高。

到這里，在芯片制造產業鏈中我們第一個被卡脖子的流程就出現了。

對了，用來生產半導體級單晶硅的設備，我國依然需要進口——因此會被卡脖子的不只是半導體級單晶硅的制造，連它的“爸爸”精密機械也同樣容易被卡脖子。

從硅片到芯片，國內外差距逐漸增大

你以為切片之后的單晶硅棒就是傳說中的晶圓，可以拿來造芯片了？

并不是。到硅片這個程度，也不過是剛剛進入了芯片制造的門檻。從硅片蛻化成晶圓的過程中，我們還需要對它進行一個重要的步驟：光刻。

顧名思義，光刻的意思就是用光來雕刻。但和我們印象中的雕刻不同的是，光刻本身就是一個包含多個步驟的復雜工序，用的也不是普通的光。

簡單地說，光刻是利用光刻膠正膠和負膠的不同光學特性，通過曝光和顯影在硅片上刻出光掩膜上預先設計好圖形的操作。

當然，說起來容易，實際步驟可是相當復雜。更重要的是，一塊硅片需要經過反復光刻，一顆復雜的芯片光是導線層就可能達到20層以上。

而這一步，就需要光刻膠、光掩膜和光刻機共同作用。

光刻機的復雜性，大家應該都有所耳聞，小黑之前也多次寫過它在芯片制造領域的重要性。而光刻膠和光掩膜同樣有很高的技術門檻。

以光刻膠為例，2020年我國半導體光刻膠需求量有71％是由國外企業滿足的，其中KrF光刻膠自給率不足5％，Arf光刻膠和更先進的EUV光刻膠則基本依靠進口。

在芯片制造的流程中，光刻可以說是基礎。正是基礎環節的差距，成了卡住我國芯片制造業脖子的第二只大手——而且相比半導體級單晶硅，這是一只更有力、更致命的大手。

完成光刻后，就要進入刻蝕和沉積兩個環節了。這兩個環節小黑在之前的文章中也有介紹，按下不表。

之后再將元件互連，一塊晶圓就此誕生。之后經過檢測，接下來要做的就是將其切割、封裝。

切割（即劃片）這一步驟雖然簡單，但同樣暗藏玄機。因為相關資料較少，小黑在這里也不多做介紹。

切割完成之后，這些小小的“芯片本體”還不能直接投入使用，而是要經過另一個重要步驟：封裝。

我們可以把芯片的封裝看成是微觀世界中的“電路活”。在這一步，我們首先需要將芯片附著到基底上，并準確無誤地鍵合兩者的接觸點。

之后，再安裝散熱部分和外殼模塊，最后經過封裝測試，一塊芯片就這樣誕生了。

在封裝測試領域，我國的江蘇長電、通富微電、天水華天確實能在市場上占據一席之地，但在整體份額、先進技術方面，我們依然處于追趕者的位置。

特別是在3D封裝技術上，我國與世界先進水平還有著很大的差距，只有迎頭趕上，才能避免“卡脖子”的第三只手逐漸生成。

芯片制造，想要追趕差距并不容易

事實上，在中興、華為先后遭遇禁令之前，國內對芯片制造領域的關注度始終不高，人們更關注的是整機、移動互聯網等市場更大的領域。

但雖然芯片制造領域的市場規模與之并不是一個量級的，但卻牢牢把控著電子產品、整車等行業的命脈。

在這件事情上，不僅華為有話要說，連寶馬、理想這樣的車企都有話要說。

好在隨著人們的關注，我國對芯片制造領域的投入越來越多，一度出現了“有錢無處投”的情況。

不過小黑覺得，要在芯片制造領域迎頭趕上，雖然是一件好事，但一定要保持清醒的頭腦。

且不論晶圓廠的投建就需要幾十、上百億美元的成本，一臺先進制程的光刻機售價也在上億美元——并且能不能買到還是問題，單說追趕的過程就是一個遙遙無期且成本無上限的過程。

以10nm制程工藝研發為例，臺積電的10nm制程工藝從2013年開始研發到2017年初實現量產，經過了近四年的研發歷程，其中的投入更是天文數字。

即便有了財力、人力、物力，更先進制程工藝的研發也絕非易事。

同樣擁有雄厚實力的英特爾就是很好的例子。開始研發10nm制程工藝的時間，英特爾與臺積電相差不遠，但由于研發過程中遭遇的種種困難，直到2019年年底，英特爾的10nm制程量產才姍姍來遲。

或許有的小伙伴要問了：哪怕追趕的腳步慢一點，堅持下去還是能趕上的呀。

這個道理本身沒有錯，但芯片制造領域往往有一個“贏者通吃”的規律。還是以芯片代工領域為例，在先進制程工藝上優勢明顯的臺積電和三星吃下了七成的營收，而之后的格羅方德和聯電均因為研發成本高昂放棄了先進制程的研發。

光刻機領域也遵循同一個規律。在2004年以前，尼康始終是光刻機領域的龍頭老大，但在研發過程中遇到瓶頸并被阿斯麥爾趁勢超越后，短短數年內就跌落到幾乎無人問津的地步。

前車之覆，后車之鑒。正是有了這許多的案例，我們才能從中吸取經驗教訓，用冷靜的頭腦看待芯片國產化之路。

這是一條前途不明朗、投入十分巨大的路，但小黑覺得，我們依然有必要在這條路上不斷探索。如何避免尼康的舊事重演，如何不懼失敗、保持希望，將每一筆錢用在刀刃上，是芯片國產化最需要考慮的事情。