以上文章看了诸多，内心的觉得如下图：
道理我都懂，可是这个鸽子怎么这么大！
芯片为什么要用沙子（硅）制造，为什么又叫半导体？芯片怎么就智能了？光刻是在芯片上刻东西吗？晶圆为什么是圆的？芯片为什么那么难造？我们到底被什么卡了脖子？……
如果你和笔者都有上面这一系列问题，那么可以接着往下读。
1. 什么是芯片"什么是芯片？"，这是笔者叩问自己灵魂的第一个问题。于是百度之：
集成电路英语：integrated circuit，缩写作 IC，在电子学中是一种把电路（紧张包括半导体设备，也包括被动组件等）小型化的办法，并时常制造在半导体晶圆表面上。
IC,难道不是电话卡吗？
于是连续百度半导体：
"一种材料，顾名思义是导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。可以用来制造晶体管。"
What?
于是连续百度晶体管：
"一种半导体器件。"
"你尊姓？""我和我爸一个姓。""那你爸尊姓？""我爸和我一个姓。"
笔者顿时陷入了对付自己无知无能的羞愧和绝望。默默的回家翻出了初中物理教材（听说马斯克也是这么学习的，末了看完了一个图书馆的书）。
晶体管，更普通的说法是可以实现单引导电半导体，对付学渣而言，就大略的理解为开关。
我们小时候都学过，开关的并联或串联可以花式掌握灯泡。同样的事理利用到芯片的领域，可以实现大略的逻辑功能，比如与（and）,或（or）,非（not）。
芯片犹如大脑，图片来源于网络
芯片，便是将很多设计好的晶体管，通过层层堆叠的办法组合取来的半导体元件。芯片中包含的晶体管达到几十亿个，而与、或、非就像是脑神经一样，当数量足够多的时候，就可以"道生一，生平万物"，芯片的"大脑"功能就产生了。
可因此往的晶体管不是这样？
历史上第一个晶体管
或者这样的吗？
晶体管单体元件
摩尔定律便是每2年放入单位面积芯片的晶体管可以增加一倍，但这么大的"开关"，怎么将几十亿个塞到指甲盖大小的芯片里面？
2．芯片"神经系统"的事理——PN结形成的开关芯片中的晶体管，并不是一个个分离的元器件装上去的，而是通过在半导体两侧加入不同种类的离子实现。
极纯的硅，最外围有4个电子，险些不导电，被称作本征半导体。
而一边掺入多一个电子的物质，比如磷，这就被称为N型半导体。
另一边，边掺入少一个电子的物质，比如硼，这里就被称为P型半导体。
用我们最原始的不雅观念，左边电子会往右边跑，于是在中间的区域，形成了一个犹如水流高低一样平常的压力。
PN结
中间加一层导体，当施加电压时，就形成了电流的通道，反之则会断电，表达"与、或、非"的开关（gate）便是以而产生。
我们说的14 nm、7nm制程,本色上便是芯片晶体管中开关的长度（Length），这个宽度越小，电流的传导就越快，损耗就越小，效率就越高。
要知道1nm只是10个原子的大小，是指甲盖厚度的十万分之一。
这也解答了关于90nm不便是大一点，功能一样的话是否可以凑合用的问题。
3．芯片是怎么造的制造芯片，如同一个投影动画的过程。
第一步，造晶圆
沙子含有25%的硅，融化了提纯，然后一直的旋转并拉起，就扭出来单晶硅棒。
如上文所述，掺杂会影响到导电性，纯度必须达到99.999999%，纯度乃至超过了蒸馏水。
然后将圆柱体的硅棒切成20mm的片，这阐明了晶圆为什么是圆形。
晶圆的切片
晶圆就犹如投影动画的幕布，是所有事情的基底。
第二步，设计芯片。
设计芯片犹如漫画家的原画一样，每一层的场景都提前设计好。
芯片设计图，一种颜色代表一层
将设计出来的精密的图案，通过高能的粒子，冲击出根据设计图纸形状透光的蒙版，这样在光照射后的可以形成设计好的图案。
设计芯片利用的软件叫做EDA，他和芯片的事理以及现有制造的方法息息相关，国产的EDA没法和国际的高下游相结合，也无法终极的验证。换句话说，可能末了设计的芯片，要么造不出来，要么不能用。
第三步，光刻加蚀刻。
光刻，便是用光侵蚀，蚀刻，便是用化学药品侵蚀。
金属是不能被光堕落的，但会被化学物质侵蚀。而一种叫做光刻胶的液体，可以被光侵蚀，而不能被化学药品侵蚀。
将晶圆涂上薄薄的一层光刻胶，光刻机通过造好的模板将光投射到晶圆上，就可以将光刻胶溶解，再通过蚀刻机的浸泡，从而形成立体的图案。
光刻的过程
光刻机很像活字印刷中的刀，刻掉了晶圆上不要的部分，形成了突起和沟壑。他的波长越短，就能够实现越风雅的投影，现在最前辈的荷兰ASML的EUA光刻机利用的是极紫外光。
芯片中的无数个PN结
在一层层的沟槽上，打上P、N粒子以及铜，再重复以上光刻和蚀刻的过程。
芯片的多层构造
犹如高速公路网一样平常的芯片架构就造好了。这个中的难度，犹如在头发丝上写一本三国演义。
ASML光刻机的研发用度，是几个国家配合尽力，花费了10亿欧元，并且脚下踩的是工业巨子尼康和佳能。
第四步：切割、测试、封装。
芯片的切割
芯片的封装
以上流程都是看图可明意。
全体流程包含了物理学、光学、材料学、化学的高端领域，精度哀求极高，每一步的容错率都靠近0，否则将带来指数级别的偏差。以是芯片又被誉为工业制造的皇冠。
中国在这条路上，注定是一个孤独而又艰辛的旅程。
4.芯片家当的运作模式从半导体家当链角度来看，半导体材料和设备位于家当上游，是全体半导体行业的支撑家当，中游为半导体的制造，个中集成电路的制造最为繁芜，又可以分为设计-制造-封测三个环节，而集成电路制造的资金和技能壁垒是最高的。下贱为半导体各种细分市场的运用，比如PC、通信、消费电子、汽车、工业运用等。
从运作模式上看，紧张分为IDM、Fabless、Foundry。搞懂这三种模式，就会更加理解为什么我们一会听说海思拥有自主产权芯片，一会又听说芯片制造被卡了脖子。
（1）IDM（Integrated Device Manufacture）模式：集芯片设计、芯片制造、芯片封装和测试于一身的巨无霸，百口当链的企业。代表紧张有：三星、英特尔。
（2）Fabless（无工厂芯片供应商）模式：只卖力芯片的电路设计与发卖，别的的制造等环节外包，这种企业是卖力技能设计环节。代表企业有：海思、联发科（MTK）、博通（Broadcom）。
（3）Foundry（代工厂）模式：只卖力芯片的制造加工等环节，属于你给我图纸我就照着做出来，可以同时为多家上游企业做事。代表企业有：中芯国际、台积电。
可以看出中国纵然可以设计出芯片，但是很难造出来。
5.芯片行业面临的瓶颈外祸：
2019年，我国半导体芯片干系入口金额为3055.50亿美元，进出口贸易逆差达到 2039.71 亿美元。
花费乃至超过了石油。
中美贸易争端自2018 年3月美国对中国600亿商品加征关税开始，逐渐升级。终极上升到详细的华为、复兴等科技企业限定层面。
中美事宜汇总
内忧：
目前我国对付境外材料及设备依赖程度较高，部分领域依赖程度在80%以上。
芯片家当链的国产化率
架构授权，由于手机操作系统的根本架构被美国人掌控，中国依然须要ARM等公司在芯片架构上的授权。
设计软件EDA，美国Synopsys公司和Cadence公司、德国Mentor Graphics公司，盘踞着海内约90%的EDA市场份额，海内企业追赶可能须要10年韶光。
制作芯片的核心光刻机，由于西方瓦森纳协议限定，中国只能买到 ASML掉队他人两代的产品。国产只能够供应 90-60纳米的光刻技能。
光刻胶，海内半导体光刻胶市场基本被国外垄断。
6.芯片企业现状在2010年到2018年，海内芯片企业由582家增长到了1698家，翻了三倍。但个中50%企业收入不敷1000万。导致研发用度分散，中低端竞争加剧，须要进一步的家当整合。
目前我国芯片家当人才缺口仍有30万人，对付对手企业的高管及技能核心，从中芯国际创始人张汝京，到台积电老将蒋尚义,现在又加上梁孟松，报酬层面不计代价、绝不手软。但人才的自主化培养仍须要加强。
半导体投入巨大，呈现赢家通吃，别人研制一代掉队一代的局势。从市场霸占率来看，台积电霸占了市场的半壁江山。成本开支至少每年是中芯国际的7倍。净利润达到了中芯国际的50倍。
目前台积电在环球范围内拥有 3.7万项专利。中芯国际拥有8000余件。大量的专利也帮助台积电能够在专利官司中胜出，譬如 2009 年中芯国际因专利侵权等案件，被讯断向台积电支付约10亿美元赔偿，同年中芯国际仅有1.6亿的营收，失落去发展主要契机，差距持续扩大。
2020年，中芯国际已经进入到14nm制程的量产阶段,并将成本化开支增加到43亿美元，加速追赶的过程。
而华为，也在逐渐完成巨子的蜕变，下一个100年，仍旧耸立不倒。
随着我国半导体家当链逐渐完善，各个板块均有公司崭露锋芒，虽然行业规模还无法与美国相提并论，但是在晶圆制造、蚀刻机、后期封装等方面已经能够实现对国外企业的替代。
以小米、海思为代表的设计领域，更是已经走在了前列。对付AI芯片这个全新领域，更是展开了根本架构层面的革命。
沉睡的大象已再次被惊醒，规模数千亿的大基金蓄势待发，我们有的是钱，短缺的只是韶光。
我们的目标是百口当链的星辰大海，再没有一个国家有这样的决心。届时，没有任何情由可以限定到我们。
祖国的芯片行业，未来可期。
