1什么是工艺制程？

工艺制程是集成电路制作过程中的术语，指的是MOS晶体管（MOSFET，金属-氧化物半导体场效应晶体管）的栅极长度（如：28nm、20nm、14nm、7nm等）。这个长度用于表征集成电路的集成度高低。尺寸越小，代表每个晶体管所占面积越小，单位内晶体管数量就越高，代表着集成度就越高。或者理解为，制程越小，单位芯片存储量越大，处理器就可以拥有更多的功能和更高的性能。

2芯片的重要性？我们脖子被“卡”在哪？

芯片被称为工业时代的“粮食”，人类智慧皇冠上的明珠。手机、电脑、物联网、云计算、飞机轮船等，都需要芯片进行驱动，可以说几乎各个行业都不离开芯片的支持，其重要性不言而喻。在大国竞争愈演愈烈的今天，芯片更被视作国之利器，谁掌握了更先进的芯片技术，谁就能在未来的发展中掌握主动权。

多年来我国对芯片的进口额一直远高于其他行业。数据显示，2021年我国对集成电路的进口额高达2.79万亿元，远超过了原油进口额的1.66万亿元。

 

图 | 2021年中国各类产品进口额及增速（亿元）

其实在集成电路制造方面，我国上世纪70年代就已经展开了对光刻机等相关设备的研发，但当时“造不如买、买不如租”的理念盛行，外加上芯片行业本身需要巨额投资，回报率低，诸多因素让西方国家在半导体行业掌握住了话语权，也让芯片成了中国的致命短板。

而近年来中美科技竞争日益加剧，美方通过技术封锁手段试图达到遏制中国科技发展的目的。在前期要求相关企业对中国禁售高端光刻机、向华为公司施加“芯片禁令”、组织“芯片四方联盟”围堵中国等措施后，又推出了《芯片和科学法案》——在寻求重夺行业主导权的同时，限制和阻止半导体国际企业在中国大陆的既有制造能力和计划中的先进制造能力，进而将这些制造能力虹吸到美国。美国在“芯片法案”中加入“中国护栏”条款，让企业在中美产业政策中选边站队，利用产业政策扰乱国际市场和全球供应链。

尽管“芯片法案”将发挥一定作用，但是否能真正改变全球半导体格局还有待观察。他认为，“芯片法案”存在若干局限性，例如低估了芯片产业转移、再造的难度。美国智库战略国际研究中心也分析认为，在复杂和高度依存的全球价值链中，美国和中国的半导体企业早已深度融合，要使供应链完全本地化，将付出巨大的经济和技术成本。因此，全球半导体行业完全“脱钩”是非常不切实际的。据波士顿咨询公司等机构估计，如果华盛顿采取对华“技术硬脱钩”政策，可能会损害一些美国半导体企业的利益，这或将使它们丧失18%的全球市场份额和37%的收入，并减少1.5万个至4万个高技能工作岗位。换言之，“芯片法案”提供的补贴很可能无法弥补半导体企业将工厂从中国迁往美国的成本。

我们常说中国芯片被卡脖子，而被卡在哪？其实就是高端芯片被卡在制造技术上。芯片产业作为一条产业链，大致可以分成设计、制造和封装测试等三部分，还有多个非常重要的旁支，比如制造环节的制造设备、材料，芯片设计端的设计公司EDA。美国坐拥各类芯片设计、制造到封测的知识产权，专利技术，更是拥有一大批实力雄厚，可以主导整个芯片产业链的大公司，如英伟达、IBM、高通、苹果等。欧洲坐拥芯片精密设备仪器，欧洲在芯片设备领域尤为显著的就是光刻机。ASML公司的光刻机可谓鼎鼎大名，占据了80%的光刻机市场。日本坐拥有众多材料和上游元器件公司。50%的全球半导体材料市场出自日本，日本半导体材料工业发展状况可见一斑。中国台湾坐拥代工和封测绝对优势。有全球最大的集成电路代工厂台积电，有全球最大的封测厂日月光。

中国大陆在芯片领域起步晚，相对来说较为落后，芯片工艺制造领域落后于发达国家2到3代。不过中国大陆在封测在全球也占据很高的市场份额，华为、中芯国际等作为国内国际芯片巨头，在芯片领域也有着自己的一技之长，华为在芯片设计领域处于全球第一阵营，华为的海思芯片就是一个例子。中芯国际在芯片制造不断发力。

3成熟工艺制程、先进工艺制程以及14nm

美国对中国采取禁止高算力芯片输入、停止相关设备出口和服务支持、禁止一切美国人（美国国籍或持有绿卡）为中国大陆芯片产业工作，其目的就是将我国芯片技术水平锁死在成熟制程，无法发展先进制程。

开篇提到，一般来说，晶体管中栅极的宽度越窄，晶体管就越小，电流通过时的损耗越低，性能也越高，制造工艺也更复杂。目前，业界普遍认为28nm是成熟制程与先进制程的分界线，28nm及以上的制程工艺被称为成熟制程，28nm以下的制程工艺被称为先进制程。

然而，芯片不是越小越好，先进制程芯片的性能虽好，但耐久性差，只在手机处理器等少数领域应用，在工业、汽车、军事等领域，反而成熟制程芯片更加可靠。直至今日，成熟制程仍然有着无法替代的价值。

近年来，随着用户及车企对芯片性能的要求日渐提升，迈入先进工艺制程的14nm生产线在半导体中也越来越关键，而能掌握对14nm工艺芯片的规模量产，将能满足市场80%左右的工艺需求，这对芯片自给率的提升起到了至关重要的作用。几个月前，我国已正式实现了14nm这一先进工艺制程芯片的量产。

进入14nm阶段后，对于中企及消费者而言，最大的意义就是实现了先进芯片的自由，代表着国产芯片可以在绝大多数关键领域自给自足，摆脱受制于人的困境。比如中端PC处理器、手机芯片、5G基站芯片、显示驱动芯片、存储芯片、车机芯片等都可以实现自给自足，帮助许多企业解决了排队等订单的问题。而且数据显示，台积电有50%的芯片都是采用14nm及以上制程工艺，这也意味着中企将有更多的机会从台积电手里抢订单。

此外，14nm能量产之后，也许7nm芯片的量产也不远了。DUV光刻机是生产14nm工艺芯片不可或缺的关键设备，而浸润式DUV光刻机经过多次曝光后也能达到7nm工艺，虽然会导致成本更高、良品率难以控制，但至少能解决从0到1的突破。尽管14nm制程距离顶尖的3nm工艺还有很大的差距，EUV光刻机也是摆在中国芯面前的一座大山，但我们完全有理由相信，这一切都难不倒中国科学家，只是不太久的时间问题而已。

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