国产7nm芯片能生产了？制造工艺还有难度，但未来中国芯有希望

　　近日，有网上消息说国产7nm芯片不远了，虽然值得高兴，但这个说法可能还有点欠妥。如果是叠加技术实现与7nm相同性能的芯片，那是不远了，很快会出现。但如果是说7nm生产工艺技术可以实现了，那还有一定的距离。
　　因为，国内的整个芯片制造产业链中，制造设备从低端到高端，与先进水平差距都很大。并且，这不只是个别核心设备（EUV光刻机）的问题，而是芯片制造自主生产线都缺乏实际生产经验。
　　那么，国内芯片制造产业链的发展有什么难度呢？中国芯片未来还有希望么？ 发展国产芯片制造的难度大
　　一、芯片制造技术门槛高
　　高端芯片制造门槛极高，让很多芯片企业望尘莫及，乃至当下只剩台积电、三星、INTEL三家还在芯片制造的最前沿。并且，制造环节的核心设备光刻机，也只有ASML可以制造出尖端的EUV光刻机。
　　因为，芯片制程（即：晶体管栅极距离）难度越来越大，等达到纳米级芯片时，其内部晶体管数量增至上百亿乃至千亿个，还得要求量变产生质变。所以，当芯片制造工艺发展得越快，其技术投入、良品率、经济效益等要求越发的高，这就让绝大多数芯片制造公司跟不上节奏。
　　比如：曾经的芯片代工巨头格罗方德，就于2018年开始宣布放弃7nm技术研发；曾经的光刻机巨头尼康和佳能，对最尖端的光刻机研究宣布失败，不再继续研发。
　　二、难以进入业界主流
　　其实不难看出，根据＂摩尔定律＂来快速提升芯片制造技术，是研发、生产、销售等环节的紧密配合。而在全球芯片相关产业链中，已形成了一个正向循环的链条，很多企业都加入其中。
　　但是，这个产业链中暂时没有中国企业身影，主要是一些历史因素导致，一开始就未参与其中。在这样特殊的背景下，导致国内企业对芯片制造产业链没多大影响力，也间接造成国内芯片制造技术的落后。
　　没有进入业界主流，相当于是与国际先进水平脱节，就难以得到较大的发展机会，这也会成为最为困难的问题。
　　三、国产设备起点低
　　国产芯片高端制造设备起点低，目前还处在早期阶段，比如：EUV光刻机、 ArF 光刻胶、先进的蚀刻机等等设备。所以，想要在生产设备上有所进步，还需要有一段路要走。而目前想要提高芯片产能，国产设备暂时还无法成为其主要支柱，还得以进口制造设备为主。
　　不代表中国芯片没希望
　　一、仅有中国仍在坚持技术研究
　　当不少芯片企业放弃高端芯片研究，不再参与技术竞争时，国内还在坚持自主研发芯片相关技术，这是难能可贵的。
　　而且，中国并非没有发展芯片制造的能力，相关技术一直有专项资金重点支持，只是作为技术储备未大规模进入生产环节。芯片制造设备的国产替代虽然正在加紧进行，例如：国产蚀刻机已经用于台积电5nm芯片生产线中；近日，国产ArF光刻胶产品已正式官宣；中芯国际28nm及以上的制程工艺已经较为成熟，实现了N+1（类似7nm）芯片的小规模量产等等。
　　二、有步骤地提升成熟制程产能
　　近两年，华为被老美多次修改规则芯片限制后，让国内芯片行业有了发展热潮。目前，业界已经形成共识，首先要打牢基础，然后再打通主要环节。
　　首先，摸索透当前市场主流芯片的成熟制造工艺，比如28nm及以下占比更高的芯片，搭建一条完善的自主生产线。这当中可能需要借助进口设备，以保证技术能力，同时要投入国产设备，用以调试国产设备。
　　其次，根据前面的技术积累，实现主动操作的技术能力，并且能够让产能扩大。同时，积极加强国产制造工艺设备切入，打通国产芯片制造产业链，形成研发、制造、销售的自主产业链闭环。
　　通过这样的实线步骤，有望在2025年打通产业链，形成成熟制程芯片自主产业链闭环。到那时，就算被阻挠无法进口芯片制造设备，也保证中国芯片的产能。
　　三、寻求更多的芯片技术突破
　　近来，国内在芯片领域的研究坚持多向发展，为了绕开光刻机，寻求多种芯片相关技术突破。
　　1、＂小芯片＂技术标准定制
　　由中科院计算所、工信部电子四院以及多家国内芯片厂商合作，共同制定的chiplet标准：《小芯片接口总线技术要求》，已经完成草案并公示，预计本年第四季度正式发布。
　　这是从芯片封装技术层面，来解决芯片关键技术问题，并且是与英特尔等联合定制的小芯片标准UCIe，几乎同时订立。 在chiplet技术领域相关技术研究中，中国也同样站在了世界前列，为未来抢占了先机。
　　2、光子芯片
　　光子芯片研究还是比较前沿的，中国取得的成就也是重大的，未来光子芯片、光电芯片（传统电子与光子集合的芯片），都是十分有可能助力中国芯片逆袭。
　　国内相关成就：中科院在光子集成功能器方面，已攻关十余年，目前已经取得不错的技术突破；西安光机所，拥有世界上最先进的氮氧化硅（silicon oxynitride）高折射率碳纤维波导技术；冯宁宁博士团队，则掌握了全球最先进的，低功率及高速硅光调制器技术。
　　3、冰刻机技术
　　虽然说冰刻机有短板，暂时无法取代EUV光刻机，但可以解决的光刻胶的多项短板（如良品率低、难清洁等)。具备这样的技术优势，对于绕过光刻机来说，也十分具有意义。
　　国内的成就：西湖大学仇旻教授团队，已经研发出我国首台＂冰刻＂系统了，而冰刻系统2.0也在全力研发之中。
　　4、光量子芯片技术研究
　　目前光量子芯片，还处于实验室阶段，但该技术一旦能投入使用，将颠覆整个半导体行业。因为光量子芯片不需要光刻机制造，而且其性能比普通芯片高出好几百倍，功耗却低到只有普通芯片的几分之一。
　　目前国内技术成就：中科大郭光灿院士团队的成果，2021年6月发布在国际知名学术期刊【物理评论快报】上，引起国际业界的关注。
　　这新方向取得的成就，都代表着国内芯片研究从未落下，更是积极在寻求不一样的技术突破。未来，为中国在芯片领域的弯道超车，提供了更多的可能性。 结束语
　　因此，我们可以确定的是，靠先进封装技术（芯片叠加技术)，是可以实现国产7nm芯片（雷同7nm性能）的量产。但这不是实现了先进的7nm芯片制造工艺，只是chiplet技术应用。
　　芯片制造技术要求十分高，它是一项繁琐、复杂的工艺流程，整个芯片制造体系有很多含量高的技术，目前国内这方面还处在初步阶段。但是不代表中国芯片没有希望踏入先进水平了，无论是多方向技术的研发，还是芯片制造工艺的整体发展，都有机会让中国芯片的未来更有希望。
　　对此，你怎么看呢？