自研顶级芯片有多灾？首先要占领光刻机难题

就目前来看，如果不以商业化为目地的话，在这几种芯片中，最顶级的该当便是量子芯片。

若以商业化为目地的话，那么最顶级的芯片便是硅基芯片。

目前来说，可商用的最顶级的CPU也便是硅基芯片，其最高的制程工艺为4纳米。
紧张的产品有高通的骁龙8gen1，联发科的天玑9000。

最顶级的光刻机，每小时可以处理200片晶圆，且最高制程工艺下探到了4纳米。
这便是ASML生产的NXE:3600D第三代极紫外EUV光刻机。

无论是骁龙8gen1，还是天玑9000，都是由ASML生产的极紫外EUV光刻机生产的。
也便是说，在以商业化为目地的条件条件下，芯片必须得有光刻机生产。
从这个角度来看的话，从我国目前的实力出发，无疑是生产召盘级的芯片更为困难，毕竟先有光刻机后有芯片。
现在的状况是无法制造召盘级的光刻机，那么就无法生产处召盘级的芯片。

如果不以商业化为目的话，那便是制造出最顶级的光刻机更难。

目前来看，我国最为顶级的光刻机的制程工艺依然勾留在90纳米，详细产品是DUV步进投影式光刻机。

而光刻机最主要的三大部件是光源，物镜，工件台。

至于芯片的话，海内该当是可以设计出制程工艺为4纳米的顶级芯片，但是生产不出来。
而以现在的技能可以拿出来的芯片，其制程工艺最高的为14纳米。
不过呢，制程工艺为5纳米的麒麟9000也算是顶级的芯片，与骁龙8gen1和天玑9000比较，性能也不差多少。

根据比拟的结果来看，

在光刻机上:90纳米4纳米。
而国际上早在1991年，就研制出了制程工艺涵盖90纳米的，DUV步进投影式光刻机，距今已有31年。
而海内至今还没有制程工艺超过90纳米的光刻机。

在芯片上:14纳米4纳米。
而国际上在2014年，由英特尔生产出了Broadwell桌面级芯片，距今已经有8年了。
而海内可以生产14纳米芯片是在2019年，距今才有3年。

也便是说，在顶级光刻机上，与国际顶尖水平差了31年。
在顶级芯片上，与国际顶尖水平差了5年。

这样来看的话，海内与国外还是光刻机的差距比芯片大得多。
以是说，研发出世界顶级的光刻机的难度更大。

众所周知，硅基芯片的性能与制程工艺有较大的关系。
每每是，制程工艺越小，芯片内部就可以集成更多的晶体管，同时呢，芯片产生的热量越少，处理速率就越快。
这也是，芯片生产厂家不遗余力追求更小制程工艺的根本缘故原由。

而如今，骁龙8gen1和天玑9000的制程工艺都达到了4纳米。
骁龙8gen1芯片的晶体管密度为1.67亿个/平方毫米，而总的晶体管数量超过120亿个。

天玑9000芯片的晶体管密度大于1.71亿个/平方毫米，一共集成了超过153亿个晶体管。

目前来看，海内最为顶尖的手机端芯片便是麒麟9000。
该芯片采取了台积电5纳米制程工艺，集成了153亿个晶体管。

经由多方的评测，得出来以下的结果。
麒麟9000芯片的能耗，功耗，CPU多核性能要比骁龙8gen1要强一些。

以是说，麒麟9000是可以媲美骁龙8gen1的。

当然了除了顶级的硅基芯片之外，我国的量子芯片或者量子打算机的实力也极为强大。

已经研发出的量子打算机有“九章一号”，“九章二号”，“祖冲之一号”，“祖冲之二号”。

个中九章一号量子打算机在求解高斯玻色取样数学问题的打算速率，比环球运算速率最快的超级打算机“富岳”，还要快上100万亿倍。
而九章二号量子打算机的运算速率又比九章一号快了100亿倍。

而九章量子打算机是由76个光子构建出来的，到了九章二号量子打算机，光子就增加到了113个，随着光子数量的增加，九章二号量子打算机的性能就更强了。

不过，祖冲之号量子打算机中，含有56个量子比特，到了祖冲之二号，量子比特的数量就增加到了66个。

可以说，无论是九章，还是祖冲之。
这两个系列的量子打算机的性能，都可以迈入顶尖的量子打算机行列。
而与之相类似的超级打算机有谷歌，IBM推出的量子打算机。

除了量子打算机之外，还有碳基芯片。
碳基芯片紧张因此“碳纳米管，石墨烯”等碳基材料为核心的芯片。
相对付硅基芯来看，在理论上，碳基芯片有着1000倍的电子迁移性能，也便是有更高的传输速率，更低的本钱，以及更低的功耗。
目前已经有研究表明，同等工艺下的碳基芯片在性能方面远超硅基芯片。

在碳基芯片技能上，我国在2020年，研制出了100多纳米制程工艺的碳基芯片。
目前正在占领90纳米制程工艺的碳基芯片。
貌似美国并没有拿出实物的碳基芯片，这样来看的话，我国在碳基芯片的研究上走在了天下前列。

综合来看，在硅基芯片，量子芯片，碳基芯片上。
我国现有的产品与国际顶尖产品的差距并不是太大。
只不过，以我国现有的技能，也就只有顶级的硅基芯片无法被生产出来，其他类型的芯片还是可以依赖海内的技能来实现的。

众所周知，光刻机的最小制程工艺，直接决定了芯片性能的强弱。
光刻机的制程工艺越小，那么所生产出来的芯片的最小线宽就越小，同时芯片的性能也就越高。
而光刻机的最小制程工艺，与光源和物镜有绝对的关系。

比如说:ASML研发的极紫外EUV光刻机就利用了:cymer公司开拓的光源，蔡司公司研发的反射镜，ASML自研的双工件台。
也便是在这至关主要的三大部件的加成下，才使得ASML研发的极紫外EUV光刻机，登上环球第一的宝座。
由此可见，在光刻机的所有部件中，光源，反射镜，双工件台起着决定性的浸染。

个中Cymer公司，便是走了“激光等离子体”这条路子。
详细的技能，便是利用二氧化碳激光器照射纯锡液滴。
而纯锡液滴被加热后，也就可以发出等离子体射线，这便是极紫外EUV光刻机的光源。
看着事理是很大略，但是要知足极紫外EUV光刻机的哀求可相称不随意马虎。

光源的功率要足够高，只有经由转化后中央焦点处的功率达到250W才可以知足哀求。
这个中涉及到一个转化率的问题，目前光源的转化率都不高，如果要达到250W的中央焦点处的功率，那么最初产生激光后的输出功率也要在90KW旁边。
要让激光的功率达到90KW，那难度可真的是太大了。
也只有光源的功率达到哀求之后，才可以全速曝光晶圆。
仅仅是提高EUV光源的功率，Cymer公司就用了17年的韶光。
从1997年开始研究EUV光源，到2014年制造出功率达到250W的EUV光源。

在ASML生产的极紫外EUV光刻机中，蔡司公司研发的多片反射镜也极为主要，由于从光源发射出来的极紫外光，要经由反射镜的反射后，终极到达须要被曝光的晶圆上。
这就哀求反射镜的表面相称的光滑，只管即便减少光源不必要的损耗。

而反射镜的表面镀了80层堆叠的钼和硅薄膜，个中钼的厚度为2.8纳米，硅的厚度为4纳米。
每层都必须极为的光滑，偏差只许可一个原子大小。
也正是这样高难度的加工条件，使得极紫外EUV光刻机的所须要的反射镜的制造难度极大。

在ASML公司生产的极紫外EUV光刻机中，其双工件台便是由ASML自家制造的，其运动偏差保持在1.8纳米。
而双工件台的制造，与精密掌握，高精度丈量，精密加工是分不开的。
也只有节制了这些顶尖的技能，才可以制造出双工件台。

我国EUV光源，反射镜，双工件台的进展。

迄今为止，并没有我国研制出以上三大部件的涌现。
也便是说，在2014年Cymer公司研发出EUV光源之后的8年内；在2013年蔡司公司研发出反射镜之后的9年内，国产极紫外EUV光刻机依然没有可用的部件。
这样的差距，还真的是很大啊！

以是说，在顶级芯片和顶级光刻机上，无疑是顶级光刻机的难度更大。

好了，本日的文章分享到这就结束了，假如喜好的朋友，请点个关注哦！
--我是简搭(jabdp)，我为自己“带盐”，诚挚探求互助伙伴，互助共赢，感谢大家关注。