问题

中国的芯片行业到底哪一具体环节被卡脖子了?

回答
中国芯片产业,被“卡脖子”的问题,并非单指一个环节,而是环环相扣、层层递进的复杂局面。如果非要 pinpoint,那最关键、最核心的“卡点”无疑集中在高端芯片的制造(特别是先进制程的光刻环节)和设计工具链(EDA)上。

咱们就掰开了揉碎了,一样一样说:

1. 先进制程光刻机:皇冠上的明珠,最难攻克的堡垒

这绝对是中国芯片制造业最让人心焦的痛点,没有之一。

什么是光刻? 简单来说,光刻就是把电路图案“印”到硅片上的过程。想象一下,你要在一张唱片上刻出唱针走的沟槽,光刻机就是把这个“沟槽”的信息,通过光(通常是紫外线)和掩膜版(相当于一个精密的电路蓝图)转移到涂有感光材料的硅片上。
为什么先进制程的光刻机这么难?
分辨率极限的挑战: 芯片上的电路越来越精细,晶体管越来越小,要求光刻机使用的光源波长必须越来越短。从早期的可见光,到深紫外(DUV),再到目前最尖端的极紫外(EUV)。EUV光源的波长只有13.5纳米,这比DUV的193纳米短了十倍以上。波长越短,对设备的精度要求就越高。
光源技术的壁垒: 产生EUV光源本身就是一项极其艰巨的任务。目前只有少数国家(如荷兰、美国)掌握了这项技术,它们通过高能激光轰击液态锡珠,产生高强度的EUV光。这中间涉及了激光技术、真空技术、材料科学等多个前沿领域,其复杂性和成本是天文数字。
精密光学系统的极致要求: 如此短波长的光,在空气中会被吸收,所以EUV光刻机必须在超高真空环境下运行。同时,由于EUV光会像X射线一样被大多数材料吸收,所以不能使用传统的透镜,而必须使用特殊的反射镜。这些反射镜需要达到纳米级的表面精度,并且表面覆盖着多层精心设计的反射膜(如铪/钼多层膜),能够将EUV光反射到指定方向。一个EUV光刻机可能包含几十个这样的反射镜,每一个都堪称艺术品。
纳米级别的机械精度: 整个光刻过程,从掩膜版到硅片,从光源到反射镜,都需要在纳米尺度上进行精确控制和对准。一点点的晃动、变形,都会导致电路印歪,最终变成废品。这要求整个设备的机械结构、传动系统、温度控制系统都达到前所未有的精度。
掩膜版(Mask)的制造: 制作EUV掩膜版同样是个世界级难题。需要用电子束精确地在石英基板上绘制出电路图案,并覆盖反射膜。这个过程的精度要求极高,一旦出错,整个掩膜版就报废了,成本也非常昂贵。
谁是那个“卡脖子”的国家? 荷兰的ASML公司是目前全球唯一一家能够生产EUV光刻机的公司。而EUV光刻机上的关键零部件,比如蔡司(Zeiss)的光学系统,也高度依赖欧洲企业。由于种种原因,中国目前无法从ASML购买最先进的EUV光刻机。

2. EDA(电子设计自动化)软件:芯片设计的“操作系统”

虽然光刻机是硬件制造的硬伤,但EDA软件则是芯片设计领域的“命门”。

什么是EDA? EDA工具是专门用于芯片设计、验证、布局布线、以及生成制造所需的GDSII文件的软件系统。没有EDA工具,现代复杂的集成电路设计根本无法完成。你可以把它理解为芯片设计师的“操作系统”和“全套工作台”。
为什么EDA是关键?
设计流程的严谨性: 芯片设计是一个极其复杂和细致的过程。从概念提出、逻辑设计、物理设计,到最后的验证,每一步都需要精密的EDA工具支持。比如,电路逻辑仿真、时序分析、功耗分析、物理验证(DRC/LVS)等,都离不开EDA软件。
高级工艺的适配: 随着芯片制程的不断推进,电路的密度越来越高,各种物理效应(如串扰、量子效应)的影响也越来越大。EDA工具需要不断更新,以适配这些新的工艺规则和设计挑战。
寡头垄断的市场格局: 目前全球EDA市场高度集中,主要由三家美国公司主导:Synopsys(新思科技)、Cadence(楷登电子)、以及Siemens EDA(原Mentor Graphics)。这些公司拥有几十年的技术积累和海量的IP(知识产权)库,其软件功能强大、成熟稳定。
“卡脖子”的表现:
先进EDA软件的获取受限: 对中国大陆的公司来说,特别是想要设计最先进的芯片(例如使用7nm及以下制程),要获得这些顶级EDA公司的完整、最新、最高阶的工具许可,会面临诸多限制,甚至被禁用。
核心算法和知识产权的壁垒: 这些EDA公司不仅提供软件,更重要的是它们积累了大量与芯片设计方法论、工艺模型相关的核心算法和知识产权。即使我们能开发出基础的EDA工具,要达到国际顶尖水平,还需要时间去积累和突破这些核心技术。
生态系统的依赖: 很多芯片的IP核、标准单元库等,都是基于特定的EDA工具生态系统开发的。一旦离开了这个生态,设计流程就会出现断裂。

3. 其他关键环节的“卡点”

除了上述两大核心环节,还有一些其他环节虽然不至于“致命”,但同样存在“卡脖子”的风险,需要持续投入和努力:

高纯度电子化学品和靶材: 制造芯片过程中需要使用各种超高纯度的化学试剂、气体、以及金属靶材。这些材料的纯度直接影响芯片的性能和良率。中国虽然在部分材料上有所突破,但在最尖端、要求最苛刻的领域,仍有依赖进口的情况。
高精密检测与量测设备: 制造完成后,还需要精密的设备来检测和量测芯片的性能、尺寸、缺陷等。这些设备同样存在技术壁垒,尤其是用于先进制程的设备。
EDA之外的设计IP和IP核: 很多核心的芯片功能模块,例如CPU核心、GPU核心、内存控制器等,都以IP核的形式存在。这些IP核往往由少数几家公司掌握,拥有核心IP可以加速芯片设计,但也带来了对外依赖。
制造工艺中的设备和材料: 除了光刻,其他制造工艺环节(如刻蚀、薄膜沉积、离子注入等)所使用的设备和材料,也存在一定的技术壁垒。例如,用于先进制程的刻蚀设备,其精度和控制能力是关键。

总结:

中国芯片产业的“卡脖子”问题,并非一日之寒,而是全球技术分工、历史积累和地缘政治等多重因素交织的结果。最核心的瓶颈,依然是掌握在少数几个发达国家手中的“尖端制造设备”(尤其是EUV光刻机)以及“核心设计工具链(EDA)”。

解决这些问题,需要长期的、持续的、战略性的投入,包括基础科学研究、人才培养、以及产业链上下游的协同创新。这就像一场长跑,我们正处在爬坡的关键阶段,挑战巨大,但也并非没有希望。

网友意见

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大部分回答都是去年这会儿的,今年情况好了一些,毕竟不是每一个设备都像光刻机那么困难。

还是那句话,所谓的“光刻机的国际合作”不包含拉美非洲澳洲亚洲,甚至不包括东欧南欧,基本上只有荷兰德国美国等极少数国家,核心供应商就只有荷兰德国美国法国日韩和台湾省的17家公司(微博说法,具体列表没找到)。其中日韩台的供应商处于“核心但不重要”的地位,就像马来西亚的AMD封装厂你不能说不核心,但技术壁垒就没那么大。

这样一看,所谓的“国际合作”更像是一种话术,因为国际并不等于美国+法德荷。这些国家和地区加起来也就是五亿人口,连全球的10%都不到…


而对于中国来说,日本可以争取,韩国和台湾省甚至人可以直接来。而核心且重要的比如光源镜头和工件台这些自己已经有了,靠着ssa600和ssb520就能喂起来。虽然江湖传言ssa600的效率只有尼康的三分之一,不过只要是持续使用总能改进出来的。

而其他环节的问题有的是效率问题,有的是良率问题。


我们没有选择其实,只能迎难而上。当然,作为普通人,能做的就是买一些国产芯片的产品即可。

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简单地说,其实是卡死在买办手里。

卡脖子,那就意味着有上半截,和下半截。人家往中间一卡,你就难受了。

芯片就是因为你有庞大的下半截产业,上半截需求和设计都有,中间脖子部分的制造却不行,所以,这里被人卡。

但是,如果你没有那么强的需求呢?也就是没有了上半截,别人怎么卡?

俄罗斯没有下半截的电子产业,也不受芯片卡脖子。

长话短说。逻辑是这样的:

1,明明1M的程序能处理的事,非得把程序搞成1G。

2,造成无尽的算力依赖。

3,造成无尽的芯片制程需求。


我在国外的时候,那里网费巨贵,只要开通流量,起步就是每个月10刀,而且只有100M的基本流量。有段时间我就用这100M的流量,用微信,登银行,做转账,谷歌查信息,看逼乎。最后一天还能剩几M爽一把(咱是老抠)。

你在国内试试?有事没事跟你弹点东西出来,什么都没干,隔三差五又是更新,又是升级,又是点击送优惠券。不更新不升级还不让使用。简直是流氓。一眨眼几百M就没了。

当然,流量已经不是一个问题。但问题在于,这些流量走了,对用户球用没有啊!纯属就是浪费资源,空耗时间。

也就是说,只要我们的APP稍加优化,少发点没用的广告,不那么吃流量、吃内存、吃算力,对芯片的需求根本就可以下降一个数量级。

那么各个手机厂商对芯片新能的追求也不会那么狂热。

芯片的发展也不会被推得如此迅猛。

所以说,是买办们不断地把我们推向别人的砧板上。

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我的印象中,人们普遍说的卡脖子,指的是某些国家和公司不卖给我们芯片,不卖给我们光刻机等制造设备。

别人不卖给我芯片和光刻机,是别人的芯片行业的销售策略问题。

芯片不说了,是现成产品,别人想卖不想卖是别人的自由。

光刻机虽然是荷兰的,但专利技术由很多国家共同持有,形成专利联盟。一个专利国不同意,都不能卖,这是联盟规定好了的。

既然是针对中国芯片行业,我个人感觉卡脖子这个词,用词不当。

你自力更生努力做自己的事情,别人来打断你,才是卡脖子。

本来就是别人的东西,你要找别人要别人不给,这算什么卡脖子?

中国芯片行业是自我研发生产的问题,自己做不好,跟卡脖子没关系。

打个比方,中国大疆无人机的技术全世界最牛,它不把自己核心制造技术卖给全世界,是不是卡了全世界无人机行业的脖子?

别扯什么商家想进,zf不让,所以是卡脖子。

我们不要谷歌公司进入,限制很多外国影视剧进入,对于这些商家来说,我们是不是在卡他们脖子?

别人辛辛苦苦研发出来的东西,本就有主控权,卖不卖给我是别人的权利。

别人不想卖了,也不违法违规吧,又没欠我什么。再说,别人不卖给我的是成品,又没阻止我们自己研发制造,芯片行业是自主研发制造行业,哪儿卡了我们自己制造研发的脖子?

如果别人知道我在自己研发,把我的研发基地炸了,或者把我的研发资料偷了,研发人员挖了,那叫卡我脖子。

别人做得出来,我们做不出来,别人不卖给我们他们的成品,就这么简单。

自己技不如人,怎么还搞得跟别人有不共戴天之仇似的?

(这里原本有两个比方也删除了)

以下是补充内容:

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我看到有评论说,因为不提供华为芯片,并不是什么芯片公司自己所愿,而是后面有大国作梗,所以就是卡脖子。

说这种话的人是没有丝毫逻辑思维能力的。

且看题目:|“中国芯片行业到底哪一具体环节被卡脖子了?”

没问你芯片不提供给你,卡了你中国其他什么跟芯片相关产业的脖子,问的就是中国芯片行业本身。

外国公司提供不提供你芯片,是外国芯片行业的事情。

题目讨论的是本国芯片行业有没有被卡脖子。

你管外国公司,还是超级大国,提供你芯片也好,不提供你芯片也好。

跟我们本国造不出芯片有什么关系?

它提供你芯片,你的芯片行业也造不出来,它不提供你芯片,你芯片行业也造不出来。

题目讨论的是自己芯片行业被谁卡脖子。

确实没人卡,自己造不出来怪谁去。

有人说,不卖光刻机给我们,就是卡我们芯片行业的脖子。

光刻机的研发生产制造是芯片产业的一部分,我们没有这个能力。

这不还是怪我们自己吗?

别人又没阻止我们自己研发光刻机,只是不卖给我们而已。

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中国一直到80年代,都有自己的一套完整芯片产业链。

但是改革开放以后,没有竞争力,死掉了。

90年代搞大下岗,基本全灭。

现在,中国的芯片产业链是转移来的。

转移过来的,给你的国家有限制。

中国从50年代就是西方的敌国。

冷战后有所放松,911后因为反恐一度放得很松。

奥巴马时期甚至提出过,要把中国拉进去,对落后国家技术封锁。

当然G2这个事情没有谈成,但是技术封锁一直是松动的趋势。我们的芯片产业也能发展。

现在大约是180nm以上的材料设备工艺能自主。断了进口也能继续量产。依靠进口材料设备,中芯国际量产14nm,7nm也差不多了。

这个势头是最近几年才变的。

根源大概可以算棱镜门。

棱镜门出来,我们感觉不安全,出了法律应对。在重要机构,去外国设备。

然后,我们也有很多关键设备在西方国家的通讯节点。我们应对,西方反而感觉自己不安全,中兴华为就倒霉了。

中兴华为一被打击,国家发现,原来我们这套都不安全,芯片就成了焦点。

其实,80年代搞引进后,我们的产业链就在美国主导的世界循环之中。

不止是芯片,各个行业稍微高端一点,供应链就是国际化的(或者说西方化的?)

要重新搞内循环等于产业链重塑。非常困难,芯片只是一个例子。

中国有十多亿人,可以有集中体制,但是仅仅靠这个资源内循环,上限不高。

中国完全内循环的时间很短,大致是中苏翻脸到尼克松来访这段时间,其他时间都是在引进的

所以,芯片产业链要追赶,扩大开放,引进技术依然是必要的。

不过,引进的东西不是自己的,随时可断,把引进的消化基础上形成自己的落后产业链,能自我循环,才有希望追赶。

我们有歼20,而中国有飞机设计制造能力是从吃透米格21开始的。

米格21的设计错误,我们到了90年代设计师来华才知道,几十年没人敢动。

在仿造米格21的过程中,所需的各种材料,器件,乃至制造材料的工艺,制造器件的设备都慢慢有了。

这些基础有了,才能设计出有很多毛病的歼8,好歹是能自己设计制造飞机了。

有了歼8,才有和平典范计划,去美国看到了飞机应该怎么造。

引进西方电子技术,俄罗斯发动机,以色列的导弹,开始用西方的设计软件(当年5元盗版盘一个ug)。

这才有准三代机的枭龙。

这个时候,真的能设计制造歼10了,这算是有了真正的设计制造能力。但是发动机还要进口。

有这些积累,才有歼20,而且一直到2021年换了自主发动机,这才国产化。

这是几十年的追赶过程。

而且是封闭市场,军方采购。

如果自由市场竞争。歼7时代已经有F16了……。


芯片也需要这种体制来追。

高纯度硅造不出来,得国家研究机构攻关,企业研究量产。

光刻机造不出来,得一个零件一个零件的攻关,光源怎么造?轴承怎么造?镜头怎么造?

几万个零件可能需要几千家企业,几千个大学去逐一攻克。

这个过程是花钱看不到效益的,重新造轮子,造出来拿到市场上还太贵,卖不出去。

而且还可能失败很多次,有几百个零件十年八年研发不出来,研发出来,人家升级好几代了。

这个时候国家可以扶持市场。180nm没关系。

只要软件优化好了,办公,收银,游戏,数据库……都没问题。

拿出128k编魂斗罗的精神,WPS有10M内存,200MHZ的CPU,微信有1M内存能飞起来。

0.35微米时代也是正常办公的,不用说180nm。

落后自主工艺有人持续买单,足够日常使用,形成循环,持续进步。追赶比先发容易一点。

十年八年后,可能是国外1nm,完全自主7nm。这就够用了。

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大家看的报道大多数都在说光刻机啊,EDA啊卡脖子,业内人士跟你说,每一个环节都在卡脖子。。。咱一个一个说:

1、外延材料:这玩意是器件性能的一个决定性因素,他决定了器件的本征特性。之前基本上是靠进口,现在国产原片也可以批量用了,但从质量上来说,还是差那么一点。另外国内缺少材料设计和生长工艺优化的人才,材料结构也没什么可抄的人家老外都不报道了。

2、器件:这个优化起来就更困难了,看博士论文有很多,但实际上大多集中在前沿新结构或者优化一些工艺上,很难用到工程领域。而且这些博士们毕业了要么转行做电路,要么被国企骗过去内卷(逃)。实际工程应用上最缺少的是,在成熟的基础上改善那么一点点就可以了,然而就是这么一点点,没人说的清工作机理,只能慢慢试错。就是那个故事嘛,画个圈值50,知道在哪画个圈值1w。

3、工艺:这个最主要的就是光刻机了,其实光刻机只是各类工艺设备的一个缩影,因为它最复杂最称得上瓶颈。短期内解决的是怎么修,长期解决的是怎么造。

4、仿真软件(EDA):这玩意,大家都玩盗版说白了光脚的也不怕穿鞋的。其实这几年也在搞,能不能搞出来,说不好,瓶颈在于仿真算法和整体软件的各个功能接口与架构。就算搞出来,大家也不一定会用。说不定,就用盗版设计了,然后商业用途对外说这是我们用国产软件设计的(逃x2)。

5、电路设计:这个大家一直吹,说电路设计水平跟国际差不多,还不是抄的差不多(逃x3)。不过有一说一,有不少团队是真正在做创新的,水平也真的牛,这个是真的。但在一些军工国企内部,由于大量的定制项目和部分管理问题,真正能做研究、做创新的人很少,大部分都在内卷为了一两个小指标抠来抠去。我就是做设计的,用师傅的话说就是老外在闷头搞什么我们不知道,人家也不会跟我们说,真的哪一天搞了个革命性的东西,把现在这些东西都淘汰掉了,不仅自己没饭吃,还要挨打。

6、封测:这个呢,属于产业链结尾了。虽说差距不大,但最近5年一直在提三维集成,5G OTA测试啥的。所以也给了大伙不少启示,就是不能禁锢在自己的这一块田里,要向前向后看,未来一定是多领域的联合发展。封测这块,也有不少高端设备,都在欧洲人手里,这块目前还是能引进的,但国产也要加油啊。

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半导体工艺有上千步骤,卡的地方太多了,在这里列举几页也列举不完,如果你从芯片成品开始往上游找:

封装,制造,设计

这每一个大环节里都有自己独自的小产业链,每个都涉及到不同供应商的设备、材料,服务等。

不同供应商产品组合起来的产线良率不同,还有自己独家的工艺积累。

所以不同环节的攻克,互相的配合,利益的交织,对外合作等等补课是一个系统工程,需要充分的论证规划与协作。


除了工业界,其实承担很多研究任务的高校也是一块,国内好点的高校,比如双一流的高校,基本都有自己的微纳加工实验室,主要包括

SUSS或尼康的光刻机(包括进口的光刻胶,显影液,选涂设备,离心设备,烘干设备等)

FEI的电子束和离子束设备(包括硬件的离子源,真空系统,传送系统,监测系统,和长期积累的软件集成)

日本ULVAC,台湾一众厂家的真空镀膜设备(包括英国的分子泵,日本的晶振监测,美国的真空计等等)

其他的什么STM,MBE系统,各种刻蚀机,各种CVD,膜厚仪,台阶仪,退火,离子注入,椭偏仪等等就不列举了。

这些高校的已有设备,每年新购设备很多都是进口,包括很多耗材。

国产北方华创和沈科仪虽然做了很多,现在也开始逐步采购,但远远不够。

科研的竞争极其激烈,不是高校不愿意研发和试错国产:

而是学生要毕业,老师项目按时间表要考核,学术成果时效性要竞争,根本没时间和机会。否则老师学生自己在学术圈都生存不下去

而同时很多优秀学生毕业也会选择外企公司的中国部门。

现在内卷如此激烈,很多人是各自行业的大列车上一个普通螺丝钉,在列车轰隆行走过程中不被震下来,不掉队已经要竭尽全力,都没有选择。

机制的改变,统筹的规划,利益的分配调整势在必行。否则教师,毕业学生等虽然都是小人物,但生存本能优先的动作汇合起来,就是社会和产业大势。

这不是一两家公司的事,不是单靠华为一家的带动可以解决的。

没有顶层的长期决心和投入,没有个人与行业,国家三者利益的统一,没有切实的行动和利益重新分配,只喊口号或大基金投钱难以从根本上改变现状。

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以前觉得有个样机跟着仿制挺容易的,结果后来了解到这种高精尖的东西仿制成本可能更大,还容易被带偏思路,不如自研。真的佩服老一辈的军工科研人员啊!

芯片产业同样如此。

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世界上的任何事情都是这样:有束缚才思挣脱;有困局才有破局;有压力才有动力……,这是一个事物的两个方面,既对立又统一的客观规律,一个哲学和世界观的问题,完全符合唯物主义的《辩证法》和《矛盾论》,人类社会就是在这样的客观世界里成长壮大起来的。有了问题就需要解决问题,运用科学和智慧,寻找最有利的方式和方法。走我们自己的发展道路,那就是”独立自主,自力更生"!在困境中寻求出路。目前,国产芯片被卡脖子的现象,说明了两个问题,一个是美西老牌科技霸权强国害怕和不甘被赶超;另一个是国产芯片在世界相关行业的实践和应用中引领了方向,实现了弯道超车!出现被"卡脖子"这样的事情,是一种非正常和非理性甚至是霸凌式的恶性竞争,也是一种竞争世界里的极端行为。从我们国家诞生那夭起,就一直处在美西霸权反华国家集团的围追打压的坏境之下,但是,“中国人民有志气,有能力,一定能够在不远的将来,赶上和超过世界先进水平"。伟人的教导言犹在耳,我们的赶超,始终在路上,芯片行业也不例外。

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工程师的工资。10个人五年后能省下3个都算很不错了。只要到成家年纪了,几乎就到头了。

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肯定不是北航集成电路学院搞得什么自旋电子

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禁令缘起于今年的5月15日美国宣布对华为的第二轮制裁:凡是使用美国设备所制造的芯片都不准供给华为——但制裁的日期宽限到9月15日。

9月15日晚间,中芯国际表示,公司已依照规定向美方申请继续供货华为,并重申将严格遵守相关国家和地区的法律法规。

目前,已经向美国商务部提交许可申请的中外厂商还有台积电、高通、联发科、三安集成、三星显示器、SK海力士等。但美国商务部还未向任何公司发放向华为供货的许可证。

消息面无独有偶,前不久美国芯片巨头英伟达官宣,将以400亿美元的价格收购芯片架构公司ARM。

目前全球95%以上的手机和平板电脑芯片都是基于Arm架构设计的。在中国,ARM架构中国授权客户超过150家,华为也是ARM主要客户之一。

Arm在美国有研发地,受到美国出口法管控,所以如果收购成功,ARM很可能被纳入美国的管辖范畴,雪上加霜

瓶颈是什么?

国产芯片的脖子到底卡在了哪?这还要从芯片的制作过程讲起。

芯片ETF(512760)跟踪的中华半导体芯片指数(990001)为例,编制方案把芯片行业分为上游材料和设备、中游设计和制造、下游封装和测试,一共6个细分子行业

美国对华为的限制主要卡在前面四个,材料和设备、设计和制造

美国去年就已经卡过一次华为了,主要在设计层面,但华为海思设计实力超群,麒麟处理器名扬全球,这轮卡脖子没成功,脖子伸一伸,跨过去了。

今年继续升级,开始卡制造

芯片制造,让芯片从图纸上变为实体芯片。制造需要光刻机,光刻机在晶片上雕刻出芯片成百上千万的电子线路。

目前全世界技术最领先或者精度最高的就是荷兰的ASML光刻机,而能给华为海思麒麟9000芯片制造出来的只有台积电。

国内企业目前只能做到7nm工艺,无法做到 5nm工艺。国内芯片制造的龙头在积极研发N+1制程,对标7nm;同步研究的N+2制程,争取对标5nm。

这2nm的区别,可能就是国内芯片行业被卡到脖子的关键所在。

引用科技媒体的比喻,一块未雕刻的芯片就好比是一块有一百个小格子的棋盘,而7nm工艺就是拿7个小格子一组的组合去填满这块棋盘;5nm工艺就是5个小格子一组的组合填满棋盘。

7nm工艺只能填14个组合还未填满,但是5nm工艺能填20个组合,并且填满了棋盘。

“全村的希望”在哪里?

国产替代站上时代潮头,“全村的希望”在哪里?

第一,产业链。

国外的产业链有很大的分离。比如苹果,设计在美国完成的,供需生产环节在国内完成。

国内的产业链是一站式的。在芯片设计制作过程中的许多环节国内都有。比如光刻软件被美国垄断,光刻材料美日韩领先,包括设计软件和刻蚀软件——国内其实都有,只是百废待兴。

第二,国家大力支持。从上到下,不能更支持了。随着外部封锁的加剧,芯片行业的国产替代进程也必然会受到国家最大力度的支持,包括出台免税政策、吸引人才回流。近期第三代半导体概念的活跃也和将被写进十四五规划的消息有关。

这几年的科创板开板,为很多芯片公司上市提供很好的融资渠道,包括大基金一期二期,合起来3000亿的资金撬动了整个社会万亿资本。

芯片产业的未来,大概是“虽千万人吾往矣”的大江大河。我们对芯片行业的未来并不悲观,而芯片板块的回调不论从时间还是幅度来看都已经比较充分,后续可以关注芯片ETF。

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工艺

材料

器件

(指望华为吧,某s开头的公司,我在这说了,明年能拿出28的机器,我**倒立拉稀吃s)

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是人才卡脖子。看看中国和外国的芯片工程师的待遇就成了。

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这些都不是,我们是在游戏规则上被人家卡了脖子。对于一个随时能够在游戏规则上耍赖的对手,你做出多少努力都没有用,如果你一直打算遵守游戏规则的话。

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三体中地球人因为接受了三体人未经证明和亲自实验的科学,最后造成了严重后果。芯片行业也是这样。

现在我国从底层的高级封装测试,甚至是超高速AD转换器都制造困难,到芯片设计方法落后,EDA工具开发不出来,用国外的。这种困难是全方面的。现在摩尔定律即将走到尽头,我们还在光刻机这里停留,大多数单位根本没有提前布局三维集成电路和chiplet技术的意识,最根本的问题还是没有一整套的人才培养体系和产业链,形不成一套需求驱动的产业体系,行业不仅缺乏体系化,而且缺乏前瞻性。

说白了,我国计算机行业发展这么快很大程度是由于开源的浪潮导致。而大量的计算机底层设施并未开源,因此成为了所谓的卡脖子瓶颈。当生产力和生产资料分离时,我们国家就有困难了。应该多聚焦于生产力和生产资料分离的领域。而像人工智能这种生产力和生产资料(开源代码)没有分离的领域,我国就发展的快,但不能总是依靠开源代码。tensorflow,linux,gcc,postgresql这种开源代码国内的很少,获得方便的同时应该多关注一下这些方面。

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生态被卡了,国产芯片没人敢用。恶性循环。看看联想这种买办企业。还疼么帮美国企业投票抢占5g标准。

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芯片的制造流程分为三大块,分别是设计-制造-封装。

在设计方面,我们有华为海思和紫光展讯这些富有能力和后劲的企业,设计直追一流芯片设计公司。芯片设计又称为集成电路设计,对电子元器件间连线模型的建立;

在封装方面,我们大陆的封装厂商更是在全球十大厂商中占据了三席。所谓封装,就是将芯片用绝缘体材料包裹,防止芯片被腐蚀;

制造是我们最弱的一个环节,这两年我过提出中国制造升级为中国智造。但是,在芯片制造环节却出现了问题。

芯片生产必须要用到光刻机,全球顶级的光刻机为荷兰的ASML,而ASML的可行光源则为美国公司CYMER提供的技术。在别的一流制造商进入5nm制程的时候,我们最强的中芯国际还在14nm,整整差了三个代差。背后代表着我国在光刻机制造上最起码落后三到五年。

我们在17年的时候也曾试着追赶“武汉弘芯”,总投资高达1280亿,可如今三年过去了,引进的光刻机却被抵押给了银行吃灰。

但我相信正如华为所说的“没有人能消灭满天星光”。相信中国在芯片制造上也会如同其他产业上一样成为一流。要知道我们的对手从来不是美国、英国、法国、荷兰......这些发达国家。我们的对手只有一个名字外国。不信你问街上的大妈!

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每个环节

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生产单晶硅的炉子就被卡脖子了,更别提电子级的单晶硅了。

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确实,每个环节都被卡脖子。唯一的办法是创新。看到了很多借国家发展芯片产业薅社会主义羊毛的套路。对中国摆脱限制的前景有点担心。

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看似是光刻机的核心硬件技术以及部分专利被限制,但从上游IC设计层面来说,EDA软件与国际前沿技术差距较大,导致芯片设计全流程落后于国外,但是国内也在积极投入国产EDA软件的开发,从而解决芯片行业卡脖子的问题。

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看看芯片fab厂里面的国产设备就知道了。工业设备、科学仪器各种软硬件。

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几乎每一个。

从设计软件,到芯片设计,到芯片制造。

从设备到材料。

包括光刻机,蚀刻机,掩模板到硅片,cm材料,光刻机等

还有封装测试,光学校正等。

众所周知,国内不缺做7nm的光刻机,但是就是做不出来。

国内能制造28nm及以下的有且仅有华虹和中芯。其他号称能过做到这个的,不是骗子,就是只是做设计的骗子。华虹全球fab第7,中芯第5好像

这么说吧,咱们就谈我国芯片行业哪里比较好吧。

我国芯片行业好在芯片设计企业多,还算走得快(海思在设计上在全球十五强),封测现在布局比较先,还有就是市场大。

当然,芯片行业骗子企业也是集中在设计上,毕竟芯片设计只要几台电脑就可以开工。

芯片行业是个经验+技术行业,有决心,也要有时间。

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不要说芯片这种顶级技术,就说电容吧。现在贴片电容,华为手机主板上的,有几颗用国产的? 从事电子行业这么多年,做手机主板,根本不知道国产贴片电容在哪里,我知道有风华,比起村田算什么? 好歹也要向三星电容看齐啊

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中国IC产业处于高速成长阶段,近十年年均复合增长率超过20%。2020年上半年销售额3539亿元,同比增长16.1%。产业从过去的“大封测、小制造、小设计”逐步过渡到现在的“大设计、中封测、中制造”,这是很好的发展趋势

但中国IC产品的自给率低,2019年中国IC进口额超过3000亿美元,预计到2022年IC自给率可达到16.7%。从技术角度看,目前我国在IC设计环节有所突破,但整体上和先进国家差距甚大,且越往高端差距越大。以处理器IC为例,国产芯片的占有率如下表所示,产业生态令人忧虑。

我国IC产业在通用芯片领域完全无法和国际优势厂商竞争,桌面处理器市场被Intel和AMD完全垄断,服务器处理器市场Intel占比达96.7%。

在IC产业链的EDA、IP、装备、设计、制造、封装测试、掩膜制造、材料等环节上,中国在IC设计上勉强说得过去,而在其它环节均处于弱势,特别是在IP、EDA、光刻机、IC制造4个环节被卡住了脖子

除了芯片,种猪也被卡脖子了!

许多人总嘲笑台湾放行了美猪美牛,却不知道我们早就放行很久了,说不定你今天吃的猪肉就是美猪,因为美猪实在太便宜了,到岸价据说只有4块多人民币。而且,有数据显示,在8月份进口的美猪还创了进口量的历史新高,为实现第一阶段中美贸易协议和能让我们吃上猪肉做出了重大贡献。

新希望集团老总刘永好说[1]

“养种猪就是做“猪的芯片”,现在必须冲上去自己解决,新希望要解决种猪国产化问题。”

所以,我们被西方国家“卡着脖子”的不仅仅是以芯片为代表的高科技领域,还有好多好多。革命尚未成功,同志仍需努力啊!

参考

  1. ^真没想到!除了芯片,种猪也被人“卡了脖子” 上海陆家嘴并购联盟 9月25日 https://mp.weixin.qq.com/s/xQaAe01_7NhwFHM15c0Srw
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from A to Z

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看过一个对在格罗方德工作过的台湾人的专访。

按他的话说,大陆做半导体每一个环节都会被卡脖子。相对而言,芯片设计和EDA算是最容易克服的。即便做出了光刻机、完成了芯片设计,制造芯片也会是大问题。他举台积电的例子说,制造芯片的过程有三百多个工序,需要大量工程师的配合和很多年的经验,就算能做出来也还要考虑良率的问题,在这么多工序中找到可以改进的地方也是非常难的。

大概意思就是这样,可能转述上有点问题。

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哪一个环节都在被卡脖子,哪一个没有被卡脖子呢?从人员储备,设计,材料,设备,封装测试,专利,管理理念,甚至失败的经验,全部都是卡脖子,哪一个环节没有被卡脖子呢?有一个环节,就是我们坚定打破被人卡脖子的信念和执着,就像先烈打破被外族压迫的信念一样!

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每个环节

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模拟ic设计,在fab里自己生产过晶圆,晶体管

在我自己参与的设计当中,主要有3个步骤,1.设计,2.制造,3.测试。设计和测试基本自己完成,制造由foundary (台积电,格芯等)来完成

以我的经历看,卡脖子的地方主要在设计和制造。

1.设计方面:

电路设计(关系怎么设计):电源模块等,国内水平挺不错,数模转换器,射频模块,要弱一些,处理器等领域要落后不少。弱的话就可能被卡脖子,虽然卡了我们的脖子,对方的公司也没啥好处。

EDA软件(关系用什么设计),就和大家了解的一样,落后很多,基本没有市占率,用过cadence和mentor,虽然也有些bug,但是比国内还在起始阶段的领先很多。国内也有EDA软件,但听我用过的同事说,piece of crap. 如果没有一款好的EDA软件的话,很难设计出好的芯片的。

举个例子,如果我去一家公司设计电路,一定会问有没有cadence等软件的license(很贵,小公司难负担,大公司如果突然被限制使用,也会被卡脖子).

2.制造方面:

仪器材料(关系用什么制造):天天说的光刻机,当然是制造方面比较复杂的环节,还有其他环节,比如,制造硅锭,CVD, 刻蚀等等都需要对应的机器和材料。

举个例子,以前美国没有实施限制手段时,没有EUV的时候,也没有见国内制程领先过,甚至一般落后,被限制设备后更容易被卡住脖子。

制造工艺(关系怎么制造):有了好锅好刀好材料,也不一定能炒出好菜。制造工艺的准确度,同样息息相关。比如,在制造过程中,要离子注入,怎么注,注多久,刻蚀的时候,用什么刻蚀液体,反应多久,这些都需要不断的经验积累,才能让工艺越来越准确。

举个例子,同样台积电和国内厂的40nm工艺,我会愿意选择台积电的,因为如果工艺不准确,会导致制造出来的电路设设计的不是一个指标,进而造成了电路表现/良率的下降。在这方面我们仍需要摸索和提高。


半导体的发展不是一朝一夕,要想完全不被卡脖子,还要很长的路要走。

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工艺落后,缺乏本土的先进工艺制程的领军人物!

先进设备、核心材料不能实现国产自主化,且半导体产业链没有那一块核心技术是仅被我国掌握的,导致在各方面都要受制于人。

三大EDA工具都受制于美,芯片设计方面需要要美帝大量专利授权!

每一方面都需要长期的技术积累和资金支持,主要是IC行业投入高,盈利周期长,在全球来看,这一行业本来就是寡头之间的竞争。

为了不被美国“卡脖子”,我国大有要倾举国之力发展自主造芯的趋势,投入了上万亿的资金,成立了成千上万家的芯片公司,励志独立自主造中国芯。那么,中国芯片行业到底哪一具体环节被卡脖子了?

在VLSI生产的产业链中, 将芯片图形印制在晶圆硅片上的光刻机必不可少。 目前荷兰的阿斯麦(ASML)是世界上唯一有能力生产高端极紫外光刻机的公司,然而,在其17家核心供应商中,一半以上来自美国,其余为德国、瑞典等公司。 在股权结果方面,艾司ASML资料显示,其三大股东中,两家来自美国,一家来自英国。美国的资本国际集团(Capital Research and Management Company)是第一大股东,第二大股东是第二大股东是美国贝莱德集团(Capital Research and Management Company)。 此外,中国台湾省的台积电、韩国的三星等也持有阿斯麦的股份,令这两家制造商得以享有优先拿货权

在半导体业极为复杂的产业链中,从材料制造设计设备封装最后到市场,环环紧扣,阿斯麦在光刻机市场上虽一家独大,但也只是这一庞大产业链上的其中一环。 阿斯麦光刻机的镜头由德国的蔡司垄断,激光技术为美国Cymer所有,而法国公司提供关键的阀门。 在晶圆代工环节,芯片制造的重心已经逐渐从美国转移到亚洲,台积电和韩国的三星电子目前是全球两个最先进的晶圆代工生产商,但他们所需的设备则要从欧洲和美国进口。

在EDA开发软件领域,美国仍处主导地位。 一项上个月发布的最新电子设计自动化(EDA)软件市场调查显示,在世界三大芯片设计商中,美国占两家,分别为美国的新思科技(Synopsys)和益华电脑(Cadence Design Systems),另一家是德国的西门子旗下明导国际(Mentor)。

芯片的研发和生产是要尊重全球化发展的科学运行规律的。虽然总体来说美国仍在芯片业占主导地位,但是没有任何一个国家可以独立造芯片。芯片产业的成功是各国最先进技术的结晶,以阿斯麦为例,花了二十年的时间才开发出光刻机,自己也得依靠一个多达大约5千个供应商的网络,其中有多家公司在自身领域处于垄断地位。缺少了其中任何一家公司,整个全球半导体价值链就会断裂。

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总是想着全产业链,也是……全世界都在分工你要通吃,想干嘛呢?别人走过的路你得一个不落的走一遍,人家走一遍有钱赚有肉吃,你走一遍裤衩都得贴进去。

你要是在核心材料工艺方面有5%—10%垄断,也不用天天在这边说卡脖子,说不卡谁脖子

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这么说吧

唯一的卡脖子就是处处被卡脖子。

中科院院长白春礼之前说过一句话,把美国卡脖子清单变成科研任务清单。

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被卡脖子的环节太多了,希望全面的调研,然后分类汇总,从根本上去统筹解决。比如有些问题,对A行业是卡脖子,B行业也是卡脖子,C行业还是卡脖子,但从根本上来说,要解决的是同一个问题。

又有一些问题,对A来说很困难,找B也没用,找C也没用,但是ABC个行业合力可能就好解决多了。

还有些问题,就是因为市场太小,无论哪一家按市场化方式来做都是亏钱的,自然不会有人去做。但是真到需要的时候,又是特别的重要,这个时候自然需要外力来扶持。

我们当然不可能什么都自己来做,所以还是需要分层级的,有些东西必须要自己掌握,否则根本没有安全可言。有些东西虽然自己不能做,但是技术难度并不是很高,即使被卡了也容易解决,这种也是要区别对待的。

但总的来说,打得一拳开,免得百拳来,在目前的芯片制造、光刻机等领域,还是要以最快的速度来解决。欲话说皇帝不差饿兵,目前的情况是别人卡我们的脖子,其中的企业比如说台积电,华为空出来的产能马上会被高通、苹果填补,所以对于当事企业来说,他们损失并不是很大,也只能半推半就的配合。甚至对于高通这些企业,反而是有益的,他们倒是乐见其成。

而我们如果能尽快解决卡脖子问题,那么对于他们来说,是巨大的损失。这样子搞两次,这些当事企业想尽办法也不会再愿意去配合,即使是皇帝又怎么差得了一群饿兵呢?

所以我们解决卡脖子的能力越强,他们动用这项权力的能力就越弱,而且如果我们解决得够快,这个变化可能比我们想象的还要来得更快更强烈。

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不知道大伙儿看过比武大赛没?比赛包括:我们国粹的正规散打、日本相扑、西方人的摔角,还有林林总总的江湖手脚,《卡脖子》可是比武时常见招式,不会只是一下子而已,小心套路陆续来了!

言归正传,宏观说:半导体产业链的实情,,包括芯片行业的现状是[全世界散打+相扑+摔角+合法暗袭+不法动作+不可预测的坑逼],所以只能以[先天不足,后天失调]来形容我们的半导体甚至只讲芯片行业。

微观來看,与其问笔者:“哪儿卡了脖子?”倒不如问“怎么全身解套?”,残忍一点说句狠话:“咱们全身上下都卡了呀!”。

具体说半导体的环节讲三年、十年、三十年、六十年也讲不完,那个具体环节?笔者四十多年了还在学习中……

环顾芯片的现状,实话实说只觉:[前不着村,后看不到店],这情况咋说:卡哪儿了?是根基的问题。

夯实要根基]

结论是札好基本功,只有札牢札稳才能举步向前。

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