在昨日的文章中，本號從最直觀的角度簡單說明了下晶片設計和製造的難易程度，認為晶片製造的難度要大於晶片設計。這裡從宏觀上再給大家簡要分享下晶片製造的難點。
在最底層理論上，晶片製造幾乎涉及了迄今為止人類能掌握並運用的眾多學科知識極限，包括了微電子、材料、機械、光學、電氣、電磁學、計算機、地球物理、管理學、社會學等等諸多學科的交叉，晶片製造與其說是積體電路，不如說是整合人類知識和經驗最多的產品。可想而知，晶片製造的門檻該有多高。
晶片的一生是從石頭開始的，石頭中的矽是製造晶片的基礎材料。矽是地球上最為豐富也最為常見的固體礦物，在地球表面佔比超過了25%，可以說是遍地都是，俯手可得。但矽基本以氧化物，如二氧化矽的形式存在，晶片所使用晶圓是99。999999999%純度的單晶矽。目前製造單晶矽片的方法是採用拉晶方式，用矽種讓矽原子排隊形成高純度單晶矽圓柱，再切割成矽片。矽片只是晶片製造諸多材料中的一種，其他還有特殊氣體、光刻膠、化學試劑等原材料的製備也是人類技術的頂尖級，這裡就不再贅述了。
晶片最基本的原材料製造就已經涉及到了原子級別，而這才剛剛開始。接下來就需要將設計圖紙做成實物了。在原子級別的矽片上製造晶片，已經進入到奈米級別，1奈米是0。000000001米。在形容晶片大小的時候，我們常用“指甲蓋”來做形象比喻，那1奈米則相當於指甲厚度的十萬分之一。目前最為領先的晶片製造企業三星、臺積電的工藝已經可以達到
2奈米，也就是說晶片上的電晶體線路可以做到十萬分之二的指甲蓋厚度。晶片設計從早期的二維平面已經發展到了3D立體，相當於從畫畫變成了蓋樓房，且數量越來越多，結構越來越複雜，指甲蓋大小矽片上要製造幾十億、幾百億的電晶體線路。需要塗膜、光照、蝕刻等多道工序、反覆多次才能完成。若有一個環節出錯，則全部成為廢品，需要重來。對裝置、材料、管理能力都提出了極限苛刻的要求。
光刻機是晶片製造的最核心裝置，荷蘭阿斯麥爾ASML公司壟斷的目前全球光刻機市場，特別10納米制程以下的晶片製造，使用的都是ASML最先進的極紫外光裝置EUV。一臺EUV光刻機重達180噸、需要十餘萬零部件，供應商囊括了全球相關行業最頂尖的公司。
要把這些公司整合在一起，不單單是經濟利益驅動就能完成的。
因此，晶片製造需要整合全球的廠商、資金和最頂尖的人才並在強有力的大手組織在一起才能完成。如果按照目前我國的國產替代和自主可控戰略，如果要實現晶片製造上的完全國產替代，則相當於需要在短時間內，我國要掌握和運用目前人類最高精尖的知識和技術的全部，這幾乎是不可能完成的任務。但對於我們中國人來說，雖然難度大，但這也是我們擺脫西方限制唯一的途徑。在晶片製造的整個產業鏈上，從矽片到光刻機，欣喜地發現有眾多的國產企業開始取得了突破，相信假以時日，國產晶片製造一定能崛起。
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