芯片制造真的很难吗？
首先先直接回答你的问题，芯片制造很难，高精尖的设备，包括原材料大部分都依靠进口，不是某一个国家能单独搞定的，就算是荷兰的ALSM也是靠着大部分的进口完成的光刻机。题主之所以问到这个问题，肯定是源于近日芯片被卡脖子的一些思考。从去年的中兴事件，到后面的华为，大疆等中国科技企业被美国所谓的制裁。说实话，我受够了听到这些消息，也像题主一样不断的在学习了解，甚至是在想办法。
但是情感上的期望更多的是让我们认清现实和着手去做，具体情况仍然需要客观分析。下面我给题主介绍一下我们芯片的差距。以及为什么会有这个差距。一，在芯片设计领域，中国做的水平不错，仅次于美国。中国在设计方面的短板是在设计工具方面。在芯片的设计领域我们做的不错的，芯片设计水平也位列全球第二，连续几年登上世界第一宝座的“神威.太湖之光”超级计算机用的CPU芯片就是典型的代表。
而在手机，电脑和服务器CPU芯片性能也达到国际先进水平。而在手机平板等消费者市场5G芯片设计的整合性一点不输高通，甚至在功耗控制与5G基带整合方面还更强。但是在设计工具方面还存在短板。芯片设计需要依赖电子设计自动化工具(EDA)，这一工具使设计者可以使用计算机进行逻辑编译，化简，分割，综合，优化，布局，布线和仿真等工作，从而完成芯片设计。
但是在这块的3家软件服务商是3家美国的公司。二，在芯片制造领域与美国的差距可能有一二十年的差距，需要不断持续投入去追赶我曾看过媒体对倪光南老先生的采访，他的解释非常清晰。芯片制造领域包括制造工艺和制造装备两个方面。芯片制造听起来像传统制造，但是其制造工艺和装备的精密要求远远超过后者。具体工艺又包括，光刻，刻蚀，离子注入，薄膜生长，抛光，金属化，扩散，氧化等。
而与上述工艺对应的是200多种关键制造装备，包括光刻机，刻蚀机，清洗机，切割减薄设备，分选机以及其他工具所需要的扩散，氧化清洗设备等。每种装备的制造技术要求都很高，制造难度大且价格高昂。有了这些设备还不够，还要开生产线，建厂，制定经营计划，而且建厂和设备的安装和调试就需要2-3年的时间。而芯片设计更新迭代又特别迅速，等设备和厂真正能投产时候是否能满足市场需求也尚且不知。
在材料方面，芯片制造所需的材料大部分都需要进口，有的材料比如光刻胶则完全需要进口。国产材料的销售规模占全球销售的不足5%。这块与美国确实存在较大的差距，有专家评估，我们夜以继日的不断攻克难题不断追赶，也至少需要一二十年的时间，这还没考虑未来国际形势可能的变化。三，中国半导体起步晚是历史原因，主导理念的偏差是导致创新推进不够是现实原因。
1947年美国贝儿实验室发明了半导体点触式晶体管。到1956年中国才制造成了第一根硅单晶，早期计算机是分立元件(电子管，晶体管)做的，那时候中国还可以跟随国外的计算机技术。但是后面集成电路发展到大规模集成电路时，中国没有集成电路的产业支撑，追赶就很乏力了。另外我们从理念上说，在很多方面，我们希望能通过更省事的办法解决问题，所谓造不如买，买不如租就是这个时候提出的。
实践证明，核心技术是买不来的，也必须通过一代代人的不断积累和奋斗，踏踏实实的追赶。结论：通过以上篇幅我已经解释清楚了我们在芯片领域差距在哪以及为什么会有这个差距。我们通过客观分析了解清楚了现实，也知道我们主要是在芯片设计工具方面以及芯片的制造方面去追赶。虽然需要时间，但是我相信短期我们可以跟上步伐，中期可以超越，长期可以领先。
从历史来看，咱中华民族从来都是愈挫愈勇，愈勇愈奋的。从第一颗原子弹的成功，到第一颗氢弹，第一颗卫星，再到第一艘航母，哪个不是抱着破釜沉舟的心态克服重重困难而取得的成功。顺便说一句，为什么美国不断封锁？其中很重要的原因也是美国也看到了中国在芯片领域取得的进步以及不断取得的成果(年轻的华中科技大学甘棕松教授首次在世界范围内实现了单线9nm线宽的超分辨率光刻；在刻蚀机方面，美国归国的科学家尹志尧2017年正式敲定5nm刻蚀机)。
国产芯片的难点在哪里？
我回答的题目是：芯片实现真正意义上的国产：只要抓住发展机会就不难“国产芯片”，真正意义上的国产，其关键核心技术一定是“百分之百”由国内自主研发出来的，其关键核心部件一定是“百分之百”由国内在国内自主研发出来的关键核心技术支持下生产出来的；如果不是这样的芯片，似应该叫做“国内芯片”。当然了，芯片如果实现了这样的国产，非关键核心的技术和非关键核心的部件实现国产就根本不在话下了，而且，完全有可能主要是由国外给提供的，而不像现在这样是反着来的。
先来捋一捋国产芯片的发展现状。显而易见，国内如今发展国产芯片还艰难着，这是总体现状。具体看，华为的海思半导体本来连5纳米芯片都能设计出来，跟高通、苹果的芯片设计水平等高，但是，华为一被断供芯片代工，海思就连14纳米以下的设计能力也不能实现了，海思难了！这是由于国内外的代工厂都遵守美国禁令，于是，华为没有了自家设计的新的高中低端芯片，只能依靠库存来做高端手机，华为难了！华为又被断供了芯片成品，高中低端的全被断供，华为出售了做中低端手机的荣耀，高端手机还是得依靠库存的芯片成品，华为难上加难了！国内的紫光展锐原本就设计不出高中端的芯片，眼看着华为落难却想帮但帮不上，只能在一个较长时期之后才能帮上，紫光展锐难了！国内的中芯国际由于使用美国技术而失去了华为14纳米大单，10纳米以下先进工艺遭受了重大不利影响，荷兰的ASML至今也没有供给那台7纳米EUV光刻机，其实，即使供应了，梁孟松准备好了的对7、5纳米制程工艺研发也会停顿，遇上了 1 个几乎绕不过去的坎，中芯国际难了！上海微电子看上去似乎不难，其实也难，说不难是因为自家实现了国产、国内配套厂即供应商也实现了国产，何况中芯国际不是难在只差 1 台极紫外光刻机，华为不是仅仅因为国内代工厂只差国产极紫外光刻机，说难是因为创立时间晚、技术积累少，根本上是因为极紫外光刻机这设备太难制造了，必定需要一个较长的过程，自家在发展中间又被国外给断供过，所以90纳米光刻机9年之后才量产，以后还将被长期封锁；长电科技同样似不难但其实难，不难是因为自家封装封测技术为世界先进，难在也没有实现国产化，路还长着；国内芯片材料厂、芯片工艺设备厂，还有芯片架构厂、设计软件厂，等等，也都是似不难其实难，难点不少，排除需要时间。
紫光展锐、中芯国际、上海微电子、长电科技等芯片企业各自的难堆在一起，让国内犯难了！包括/远不局限于国内手机企业，加一起，不得不花了世界各国第一多的钱买国外的尤其是美国的高中端及低端芯片，还花了不少国外代工钱特别是购买国外DUV光刻机的钱，明明知道美国及其盟国盟友正在关键核心技术上封锁中国，又正在卡中国芯片企业、与芯片相关企业的脖子。
国产芯片的难点在哪里？仅从上面的列举、举例即可知，多了！难点遍及国内的全产业链、全供应链、全芯片行业，既在于设计，又在于制作工艺，还在于芯片架构、设计软件、设备制造、材料制造，不一而足。过去，除了华为海思所在的芯片设计环节，其它各环节全没有达到高端化，关键是国内芯片产业包括设计环节在内都没有达到真正意义上的国产化，所以，现如今才全都还被封锁着，华为和中芯国际等国内企业才全都被多只手卡着脖子。
所谓自主化，就是在国内把内功做足、把本事做强。现在看“国产化”的历史和过程很短该有多好啊！如果一直都没有过“国产化”这个专用词，只是有自主化，就更好了。所谓国产化，是在“国外化”特别是“美国化”之后才有的，先购买、引进再中国化。回头看，其实，国产化的历史和过程真就可以是很短的，肯定几年的功夫就可以终结了，因为国内在20世纪六七十年代虽然一开始是引进、模仿，但追赶的速度很快，当时跟外国包括最厉害的美国差距不大，几年而已，那时还没有ARM、新思科技、高通、台积电、ASML、日月光，问题的关键是，六七十年代之后，国内半导体行业若是接着主要致力于组织有关企业赶紧专注于实现国产化，就会很快实现中国化了，加上在此基础上的自主研发，特别是基础研究，再加上还能够时不时地引进来外国包括美国的技术，另外加上学习到和掌握了外国包括美国技术的人才归国创业、加盟，至少完全能够跟后来的ARM、新思科技、高通、台积电、ASML、日月光等等国外企业同时达到高端水平了，最关键的问题是不仅达到了高端化，而且还实现了自主化，岂止是达到了国产化，这只因为六七十年代我们国内的芯片企业跟这些个国外企业相比不是后来者，恰恰相反，是先发者，中国人、中国企业连后发先至、后发制胜都能做到，何况先发了！那时的国内芯片企业及其行业，本该是现在全球芯片企业和芯片行业的领先者、引领者。
实际上，我们的国内曾经有过很多时间发展自己的高端芯片，而且曾经有过高起的发展基点，更重要的是曾经有过把国内芯片业尽快做得强大这个内在的驱动力量，其实，还有过国外包括美国企业供应高端芯片部件这个重要的外在机缘，加一起是多少个良好的机会了？分外难得！分外珍贵！好在，我们国家如今正在更大力度地砸布局、砸政策、砸金钱、砸人才，国内芯片企业在技术上自立自强之心更为坚定了，加上我们国家为世界最大芯片市场这个机缘还在，总而言之是发展机会仍然不少，剩下的问题就是砸时间了，相信主要依靠我们国内研发出来的技术，必定会把国产芯片的难点一一排除掉！。
5纳米芯片与7纳米芯片哪个好？
毋庸置疑，同样电路设计条件下5nm的芯片肯定比7nm芯片的芯片性能要好。nm（纳米）是一个长度单位，数字越小说明芯片的加工工艺越先进。芯片的加工工艺有个专业名词，叫制程。为什么同样的电路设计：5nm制程的芯片就是比7nm制程的芯片好呢，其中的原因还是让我为您娓娓道来。什么是芯片的制程芯片是手机、电脑等很多电子产品的核心器件，因为封装在电子产品内部，很少人能够看到其庐山真面目。
事实上，芯片是由大量的晶体管按照特定设计图纸的要求连接起来，从而实现数据运算与处理的大规模集成电路。因此可以看出，晶体管是组成芯片的基本单位。晶体管的结构如下图所示：晶体管由源极（Source）、漏极（Drain）和栅极（Gate）三部分组成。电流从源极流向漏极，栅极可以控制源极和漏极间电流的通断；栅极的宽度决定了电流通过时的损耗。
制程就是指晶体管中栅极的最小宽度，以7nm芯片为例，7nm芯片就是指该芯片中晶体管的栅极最小宽度为7nm。制程对芯片性能的影响芯片行业流传着一个定律叫，摩尔定律。它是由英特尔的创始人之一戈登·摩尔提出来的，内容是：当价格不变时，芯片上容纳的晶体管的数量，约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。
从中我们可以读出以下信息：晶体管数量决定了芯片性能的高低。栅极的大小可以决定晶体管体积的大小，而栅极的大小取决于芯片制造过程中的制程。也就是说制程决定了芯片的性能，其影响主要体现在以下两点：1.芯片功耗和发热的减少：栅极越窄，源极和漏极间的电流通过时遇到的阻力越小，芯片运行的电流就可以越小；另外电流损耗部分转化成的发热就越少。
因此芯片的运行功耗和发热量就可以有效降低。2.数据处理性能的提升：晶体管体积越小，在同等面积的条件下，可容纳的晶体管数量就会增加。晶体管相当于一个开关，晶体管数量越多，开关就越多，对电路里电流的逻辑控制能力就越强，芯片对数据的处理性能也就越强。综上所述，芯片的制程直接影响到芯片的性能。人类对芯片性能的无限追求，导致了芯片制程的不断进步。
