原来芯片是这样出来的

原来芯片是这样出来的

芯片是一个高精尖和专业化的产业，需要全球分工来协同完成，而美国在整个芯片产业梯队中处于领先地位并且垄断了核心技术。

芯片的生产过程可以分成三个步骤，分别是设计、制造和封测（封装和测试）。

芯片设计

芯片的版图设计就像建筑工程里的施工图，按照图纸厂商就可以开始生产。产业链上游的芯片设计是知识密集型行业，需要经验丰富的尖端人才，这个领域的巨头企业有美国的高通、英伟达、超微等。

与设计阶段紧密相连的一个关键工艺是被称之为“芯片之母”的EAD（电子设计自动化）软件，这是芯片设计过程中必须使用到的软件，并且EDA软件的算法会直接决定芯片设计的优劣。

因此EDA软件也是芯片产业中最容易被“卡脖子”的关键领域，目前美国企业楷登电子（Cadence）、新思科技（Synopsys）和明导国际公司（Mentor graphic）是EDA软件三大龙头企业，占据了全球78%和中国77%的市场份额。

芯片制造

芯片的制造就是按照版图设计，通过上千的工艺步骤，从无到有在硅片上做出芯片（此时还是裸片）。

制造环节是投入巨大，进入门槛极高的一环。在这方面占据全球超一半产能的企业是中国台湾的台积电，目前台积电最先进工艺可将制程推进到5nm级别，而国内以中芯国际为代表的晶圆代工厂能实现量产的制程是14纳米。

在制造环节，想要将设计的电路从版图转移到硅片上，依靠的工艺是光刻，这就少不了另一个关键设备——光刻机，其中最高端的EUV（极紫外线光刻机）只有荷兰的阿斯麦尔（ASML Holding N.V）能生产。

封装测试

封测是芯片制造的最后一步，也就是芯片完成封装保护和性能测试，至此，一颗芯片制造完成。

国内封装业起步早、发展快，目前在全球已经具备一定的竞争力。2020年全球前十大封测企业中，中国大陆企业长电科技、通富微电和华天科技分别位列3、6、7名。

芯片生产环节及主要生产模式

图源：艾瑞研究院

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