1什么是工藝制程？

工藝制程是集成電路制作過程中的術語，指的是MOS晶體管（MOSFET，金屬-氧化物半導體場效應晶體管）的柵極長度（如：28nm、20nm、14nm、7nm等）。這個長度用于表征集成電路的集成度高低。尺寸越小，代表每個晶體管所占面積越小，單位內晶體管數量就越高，代表著集成度就越高?；蛘呃斫鉃椋瞥淘叫。瑔挝恍酒鎯α吭酱?，處理器就可以擁有更多的功能和更高的性能。

2芯片的重要性？我們脖子被“卡”在哪？

芯片被稱為工業時代的“糧食”，人類智慧皇冠上的明珠。手機、電腦、物聯網、云計算、飛機輪船等，都需要芯片進行驅動，可以說幾乎各個行業都不離開芯片的支持，其重要性不言而喻。在大國競爭愈演愈烈的今天，芯片更被視作國之利器，誰掌握了更先進的芯片技術，誰就能在未來的發展中掌握主動權。

多年來我國對芯片的進口額一直遠高于其他行業。數據顯示，2021年我國對集成電路的進口額高達2.79萬億元，遠超過了原油進口額的1.66萬億元。

 

圖 | 2021年中國各類產品進口額及增速（億元）

其實在集成電路制造方面，我國上世紀70年代就已經展開了對光刻機等相關設備的研發，但當時“造不如買、買不如租”的理念盛行，外加上芯片行業本身需要巨額投資，回報率低，諸多因素讓西方國家在半導體行業掌握住了話語權，也讓芯片成了中國的致命短板。

而近年來中美科技競爭日益加劇，美方通過技術封鎖手段試圖達到遏制中國科技發展的目的。在前期要求相關企業對中國禁售高端光刻機、向華為公司施加“芯片禁令”、組織“芯片四方聯盟”圍堵中國等措施后，又推出了《芯片和科學法案》——在尋求重奪行業主導權的同時，限制和阻止半導體國際企業在中國大陸的既有制造能力和計劃中的先進制造能力，進而將這些制造能力虹吸到美國。美國在“芯片法案”中加入“中國護欄”條款，讓企業在中美產業政策中選邊站隊，利用產業政策擾亂國際市場和全球供應鏈。

盡管“芯片法案”將發揮一定作用，但是否能真正改變全球半導體格局還有待觀察。他認為，“芯片法案”存在若干局限性，例如低估了芯片產業轉移、再造的難度。美國智庫戰略國際研究中心也分析認為，在復雜和高度依存的全球價值鏈中，美國和中國的半導體企業早已深度融合，要使供應鏈完全本地化，將付出巨大的經濟和技術成本。因此，全球半導體行業完全“脫鉤”是非常不切實際的。據波士頓咨詢公司等機構估計，如果華盛頓采取對華“技術硬脫鉤”政策，可能會損害一些美國半導體企業的利益，這或將使它們喪失18%的全球市場份額和37%的收入，并減少1.5萬個至4萬個高技能工作崗位。換言之，“芯片法案”提供的補貼很可能無法彌補半導體企業將工廠從中國遷往美國的成本。

我們常說中國芯片被卡脖子，而被卡在哪？其實就是高端芯片被卡在制造技術上。芯片產業作為一條產業鏈，大致可以分成設計、制造和封裝測試等三部分，還有多個非常重要的旁支，比如制造環節的制造設備、材料，芯片設計端的設計公司EDA。美國坐擁各類芯片設計、制造到封測的知識產權，專利技術，更是擁有一大批實力雄厚，可以主導整個芯片產業鏈的大公司，如英偉達、IBM、高通、蘋果等。歐洲坐擁芯片精密設備儀器，歐洲在芯片設備領域尤為顯著的就是光刻機。ASML公司的光刻機可謂鼎鼎大名，占據了80%的光刻機市場。日本坐擁有眾多材料和上游元器件公司。50%的全球半導體材料市場出自日本，日本半導體材料工業發展狀況可見一斑。中國臺灣坐擁代工和封測絕對優勢。有全球最大的集成電路代工廠臺積電，有全球最大的封測廠日月光。

中國大陸在芯片領域起步晚，相對來說較為落后，芯片工藝制造領域落后于發達國家2到3代。不過中國大陸在封測在全球也占據很高的市場份額，華為、中芯國際等作為國內國際芯片巨頭，在芯片領域也有著自己的一技之長，華為在芯片設計領域處于全球第一陣營，華為的海思芯片就是一個例子。中芯國際在芯片制造不斷發力。

3成熟工藝制程、先進工藝制程以及14nm

美國對中國采取禁止高算力芯片輸入、停止相關設備出口和服務支持、禁止一切美國人（美國國籍或持有綠卡）為中國大陸芯片產業工作，其目的就是將我國芯片技術水平鎖死在成熟制程，無法發展先進制程。

開篇提到，一般來說，晶體管中柵極的寬度越窄，晶體管就越小，電流通過時的損耗越低，性能也越高，制造工藝也更復雜。目前，業界普遍認為28nm是成熟制程與先進制程的分界線，28nm及以上的制程工藝被稱為成熟制程，28nm以下的制程工藝被稱為先進制程。

然而，芯片不是越小越好，先進制程芯片的性能雖好，但耐久性差，只在手機處理器等少數領域應用，在工業、汽車、軍事等領域，反而成熟制程芯片更加可靠。直至今日，成熟制程仍然有著無法替代的價值。

近年來，隨著用戶及車企對芯片性能的要求日漸提升，邁入先進工藝制程的14nm生產線在半導體中也越來越關鍵，而能掌握對14nm工藝芯片的規模量產，將能滿足市場80%左右的工藝需求，這對芯片自給率的提升起到了至關重要的作用。幾個月前，我國已正式實現了14nm這一先進工藝制程芯片的量產。

進入14nm階段后，對于中企及消費者而言，最大的意義就是實現了先進芯片的自由，代表著國產芯片可以在絕大多數關鍵領域自給自足，擺脫受制于人的困境。比如中端PC處理器、手機芯片、5G基站芯片、顯示驅動芯片、存儲芯片、車機芯片等都可以實現自給自足，幫助許多企業解決了排隊等訂單的問題。而且數據顯示，臺積電有50%的芯片都是采用14nm及以上制程工藝，這也意味著中企將有更多的機會從臺積電手里搶訂單。

此外，14nm能量產之后，也許7nm芯片的量產也不遠了。DUV光刻機是生產14nm工藝芯片不可或缺的關鍵設備，而浸潤式DUV光刻機經過多次曝光后也能達到7nm工藝，雖然會導致成本更高、良品率難以控制，但至少能解決從0到1的突破。盡管14nm制程距離頂尖的3nm工藝還有很大的差距，EUV光刻機也是擺在中國芯面前的一座大山，但我們完全有理由相信，這一切都難不倒中國科學家，只是不太久的時間問題而已。

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