大科普文一你不知的芯,美国断芯对华为

一直想写一篇大的科普文，构思很久，想写的东西太多，又不知道从哪里落笔，就一直拖着，突然就感觉不能拖着了，需要写出来，哪怕只有一个人看，也等于传递传给了一个人，今天写的内容主要是下面几点

一：美国断芯对我们意味着什么，你所不知道的芯

二：阿尔斯通被美国收购的前因后果，真的如《美国陷阱》所言？

三：美元怎么收割世界，美国人花钱全球人买单

四：中国为什么总和中国过不去，为什么不能和谐相处？

之前也写过几篇不成熟的文章，如果大家有兴趣的话可以点击下，感谢您的支持

今天的华为不是昨天的中兴，更不是三星，东芝，阿尔斯通

华为不是30年前的东芝，东芝事件始末

我写下了想对华为说的话，一切乌云终将会过去

华为

5月，美国商务部最新宣布的决定扩大了之前针对华为的禁令，要求所有依赖美国设计和技术的外国芯片制造商，必须在取得美国商务部的特许之后，方可向华为出口芯片产品。针对华为的新限制从15日开始生效，但是美国商务部说，正在生产芯片的外国制造商有天的缓冲期，目的是为了减少即时经济冲击。

这就意味着，原来的要求美国企业“只许老老实实”，现在，已经扩展为全球外国企业的“不准乱说乱动”。

看到这里，很多人会说，断就断，大不了我们自己造，原子弹不也是从无到有的过程吗，多年后，后人有可能总结我们时代会提到，这是继石油战争之后又一次大国的博弈，称之为芯片战争

电路板

什么是芯片？

我简单的给大家科普下，芯片又叫微电路、微芯片、集成电路，是半导体元件的总称，在电子学中是一种把电路小型化的方式，并时常制造在半导体晶圆表面上。简而言之，芯片其实就是嵌含集成电路的硅片，体积不断变小但保持处理能力不变。再说的简单点，就是载有集成电路的半导体元件

看到这里看不懂是吧，没关系，我们继续往下看，什么叫集成电路

集成电路是一种微型的电子器件。利用一些技术把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，然后镶嵌在半导体基片上，然后再封装管壳，成为一个具有电路功能的微型结构，这个就是集成电路。至于什么叫做晶体管，什么叫电阻电容啥的，今天不是我们科普的主要内容，那既然知道什么叫集成电路了，把集成电路封装在半导体上，是不是就是芯片了？如果不是太严谨的话，可以这么说

那什么叫做半导体呢？我们经常听到这个词，有的人会说，半导体不就是我们上学时候听的收音机嘛，那时候晚上还有讲座，增大的广告，什么热线电话啥的（咳咳，跑题了），收音机在刚出现的时候是用的真空管，后来半导体晶体管出现了，而半导体所制作的第一个商品就是收音机，所以半导体也就成了半导体收音机的代称了。所以半导体可以指收音机，收音机不单是半导体，那什么叫做半导体呢？还是这个问题，根据电流通过的啥，物体分为三种，导体和绝缘体，还有介于两者之中的半导体

怎么通俗的解释呢？让我想下

导体就是你和你的邻居妹妹在玩耍

半导体是你想和你的邻居妹妹玩耍，可是过不去，你就从你家窗台翻到她家窗台，然后去找她玩耍

绝缘体是你想翻窗台和邻居妹妹玩耍，爬到阳台发现，我擦，你家方圆10里之外没有邻居.....（10公里也就是电子不能翻越的距离5ev）

三者区别

总结：

导体就是我家大门常打开，开怀容纳天地

绝缘体是常年大门一把锁

半导体就是欲拒还迎，没事搞暧昧

所以说半导体最受欢迎，关于它的项目研究也比较多

有的人看到这里会骂娘，王德发，什么跟什么啊

别急，接着来，芯片就是载有集成电路的半导体元件，那半导体是怎么做出来的呢？

基于一些简单的原因，科学家用硅作为半导体的基础材料，为什么选硅，说了嘛，基于某些原因，总结起来就是排序整齐，平整啥的，不在今天的探讨范围之内，硅长什么样子呢？下图

硅石

这玩意看着不像是能上面镶嵌集成电路的样子啊，对的，要处理，怎么处理呢？（有的读者要骂娘了，你丫能不能不要自说自话）

第一步是冶金级纯化，此一过程主要是加入碳，以氧化还原的方式，将氧化硅转换成98%以上纯度的硅。大部分的金属提炼，但是，98%对于芯片制造来说依旧不够，仍需要进一步提升。因此，将再进一步采用西门子制程（Siemensprocess）作纯化，如此，将获得半导体制程所需的高纯度多晶硅

接着，就是拉晶的步骤。首先，将前面所获得的高纯度多晶硅融化，形成液态的硅。之后，以单晶的硅种（seed）和液体表面接触，一边旋转一边缓慢的向上拉起。至于为何需要单晶的硅种，是因为硅原子排列就和人排队一样，会需要排头让后来的人该如何正确的排列，硅种便是重要的排头，让后来的原子知道该如何排队。最后，待离开液面的硅原子凝固后，排列整齐的单晶硅柱便完成了。

是不是听起来特别高大上，其实一张图就看懂了

提炼硅

因为在提纯时候不停的旋转，所以长下面这个样子

提炼出来的硅柱

或者是这个样子的

这不是圆珠笔

这玩意太大了，还需要切割，切完长这个样子

晶圆

你有可能又要疑惑了，这玩意确定不是粘锅修茶壶的铁皮吗？大哥，还真的不是，这样你看着不好看的话，你看下图

带芯片的晶圆

瞬间高大上了，有木有，有木有！有的人问（有的人：我们没问）为什么叫晶圆？（精元？？？王德发）为什么？你说为什么，因为是圆的，难不成叫精方？不，叫晶方？是不是感觉很有道理呢？

为什么下面这张图比上面那张看着高大上了呢？因为下面这个已经镶嵌上了电路板，然后把这一个个的集成电路？切割以后封装，就是芯片了

好了，我们的内容今天结束了？不，没有，上面讲的全是简单的，我们国家自己都能搞得，如果只是这样的话，那美国断不断跟我们没什么联系，主要的还在下面，好心情破坏ing开始！

晶圆切割好了以后，其实很简单啊，只用往上面把电路装起来就ok了，是不是很简单？听起来很简单，实际上是，一块mm直径的晶圆，16nm工艺可以做出块芯片，10nm工艺可以做出块芯片，少年，你觉得你的手，可以在一块30厘米的东西上装多少电路？更何况！你从哪里听说的晶圆上面能直接装电路？？？它起码需要四个步骤：

这密密麻麻的就是芯片

金属溅镀：将欲使用的金属材料均匀洒在晶圆片上，形成一薄膜。

涂布光阻：先将光阻材料放在晶圆片上，透过光罩（光罩原理留待下次说明），将光束打在不要的部分上，破坏光阻材料结构。接着，再以化学药剂将被破坏的材料洗去。

蚀刻技术：将没有受光阻保护的硅晶圆，以离子束蚀刻。

光阻去除：使用去光阻液皆剩下的光阻溶解掉，如此便完成一次流程。

最后呢，就像是打印机一样，把芯片打印在晶圆上，然后切割成一个个，封装，出售！

看到这里的话，你有可能觉得，看起来挺难的，可是看不出来美国怎样打压华为啊，不急，接着往下看

上面说到的单晶硅和晶圆片对我们来说都不是事，难的就是下面，下面说芯片的具体制造过程

芯片制成需要什么？需要烧钱，不光要烧钱，也需要时间沉淀，属于“烧钱烧时间”的核心技术。一般这种技术烧到最后都会发展出独立的公司，所以芯片公司有三类：设计制造都做、只做设计、只做制造。

芯片设计

第一步，芯片IC设计

复杂繁琐的芯片设计流程，多复杂？用数以亿计的器件组成如此庞大的电路，想想就头皮发麻，所以芯片的设计异常重要，重要到了和材料技术相提并论的地步，盖房子还需要图纸，所以芯片的复杂性注定它不可能离开电脑算法，芯片设计师需要先写代码而不是直接画结构图，叫硬体描述语言，写完以后把代码用电子设计自动工具EDA转换成逻辑电路。逻辑电路会有很多层，这么多层堆叠，就完成了IC设计环节，国内有做这个的吗？有，我们经常听到的海思，就是做这个的，并且做的不错，海思呢，又是华为子公司，但是！这里有个但是，海思是很牛逼，但是术业有专攻，首先编写程序的硬体描述语言HDL，电子设计工具EDA，都不是国产软件，美国的，而美国商务部禁令的第一条还记得吗？华为及其海思半导体使用美国管制清单内软件和技术所设计和生产的产品都将被管制，是不是感觉很恶心，看到这里先不要激动，后面还有，海思是在ARM公司的结构上做的研发，现在ARM在做几代的产品呢？现在ARM已经在卖A79了，华为还在用A76，甚至于连.A78，77都没用过

A76

为什么呢？很简单啊，ARM公司不给卖啊，此时的ARM公司早已不是英国公司，而是被日本软银收购了，软银当家人是谁呢？孙正义，对，就是那个给马云投资的人，人还不错吧，咱先不说他套现不套现阿里股份，ARM公司，是第一个站出来停止给华为合作的美国以外的公司，华为进入日本5G产业软银也是第一个宣布不购买华为5G设备的公司。哎，因为不给最新的架构，那就只能继续优化老的结构了，可是再怎么坚固的土坯也干不过钢筋混凝土结构啊，所以华为就必然就干不过高通三星了，那ARM为什么这么为难华为呢，因为它也加入了反5G联盟，所以要想拿到ARM授权，就算不是最新的，只需要做两件事就行了

一，要求华为共享5G技术

二：共享5G技术以后授权费也不能少

ARM

王德发？？？我花钱买你的授权，几个亿一点不少，你说收回就收回，没一点合约精神，现在让我免费共享5G技术？这么不要脸吗？你没看错，就是这么不要脸，你能拿我怎样，不服气自己造啊看到这里你有可能会问了，为什么我们不自己造呢？是技术不行吗？是起步晚吗？也不是，那是什么呢？是因为我们没有软件大公司，那为什么没有软件大公司呢？因为我们有盗版啊，你辛辛苦苦搞出来，我破解就行了，干吗要投入人力物力去搞研发呢？那我们有赚钱的互联网公司吗？有啊，还不少，但是都是赚快钱的，谁会下大功夫去搞这些底层操作系统呢？也许大家开始都是想为祖国的互联网争一口气，可是身边的伙伴们忘了初心，却挣的钱比你越来越大，你还能守初心吗？你就是他们眼里的怪胎，蠢人！如果不是这次美国的打压，认识到这点的人就更少了，从IC开发的HDL，EDA我们都已经受限了，美国也知道我们的软肋，所以第一条，我们就不容易克服，找国外的公司？禁令通俗解释就会，但凡使用关于美国一切有关的产品，需要给华为供货的，都需要美国批准，哪怕你用了谷歌邮箱，美元，这是我们以后需要提到的长臂管辖权的内容，今天不赘述，其实海思已经可以算是全球顶级的几家芯片设计之一，只是队友不给力，没办法

芯片设计就跟画图纸一样

第二步，芯片制造

我们之前说过了晶圆，晶圆制作最牛的有两家，一家是三星，虽说是韩国企业，而股权结构让它赚的钱都是给美国的，所以这是为什么美国一直不对其下手原因，另一家就是台积电，台湾企业，看到这里是不是精神一震呢？为什么说这两家牛，因为刀工，三星现在能做到7nm,过不了半年，能做到5nm，台积电现在做的5nm，对的，你没看错，台积电比三星刀工好，那5nm什么概念呢？一根头发的直径是-纳米，这里说的是直径，不算了，头皮发麻，大陆有刀工好的厂家吗？有，中芯国际！中芯国际现在能做的是14nm,算起来和台积电，三星差了三代，10nm7nm5nm,为什么这么落后呢？其实不落后，中芯国际现在已经能做7nm的了，为什么不做？厨师不给刀，怎么切？工具没有，只有玄铁大剑，那去哪里买呢？

阿斯麦

刀，只有一家在卖，荷兰阿斯麦ASML，学名叫做极紫外光刻机，就是经常提到的EUV，按理说这么屌的东西应该很多制造商才对啊，怎么会只有一家，理由很简单，投资大，研发时间长，问题是还不一定能研制的出来，所以很多公司都放弃了，例如日本的尼康，佳能，虽然公司这么牛，可是不用担心，年生产12台，年出货18台，年26台，三星不久前订购了15台，总价值3万亿韩元，折合人民币约亿元，那么一台就是12亿元，堪称史上最贵半导体设备了。虽然价格较高，但是！虽然贵，可是一年做的少，卖的少啊，再加上要拿出百分20的利润去研发，所以咱随便一家房地产公司，销售额轻松秒杀阿斯麦，奥利给！

那去买总行吧，只要有价钱，就不怕买不到，中芯国际在年初下的订单，到现在了还没收到货，谁知道还会等到猴年马月呢，按理说能接订单的话，肯定是能做出来，为什么要两年呢？这里的话就不得不提阿斯麦的股权结构了，第一：英特尔有阿斯麦15%的股份，台积电有5%，三星有3%，有些时候吧，钱不是万能的。第二，美帝整了个《瓦森纳协定》，敏感技术不能卖，中国、朝鲜、伊朗、利比亚均是被限制国家。什么是瓦森纳约定？就和之前的巴统委员会差不多，一群不想让你发展的一伙人组成的一个盟，互通有无，大家一起规定，好东西一起分享，禁止出口，不给社会主义国家，就算他们想喝汤，也得等我们肉吃够了，例如年上海微电子的90纳米光刻机研制成功(核心部件进口)，年美帝允许90nm以上设备销售给中国，后来中国开始攻关65nm光刻机，年美帝允许65nm以上设备销售给中国，再后来美帝开始管不住小弟了，中芯国际才有机会去捡漏一台高端机。所以现在中国和先进的芯片技术相差大概7.8年的样子，再者，制作芯片只需要光刻机吗？不，还需要PVD机，刻蚀机，CVD（不是放碟那个）重要性仅次于光刻机的刻蚀机，中国的状况要好很多，16nm刻蚀机已经量产运行，7-10nm刻蚀机也在路上了，所以美帝很贴心的解除了对中国刻蚀机的封锁。至于后两种，也是老美垄断，所以，怎么说呢？任重而道远

光刻机

这里又有人说了，切不了小的，那我们搞的大一点的不就行了，为啥不把芯片做的更大一点呢？他的一片是10cm，我们搞20cm，他装10个电路板，我们搞15个，大不了就是东西做出来大一点，性能不就赶上外国了嘛？

答案很简单：钱！刚才我们说，一块mm直径的晶圆，16nm工艺可以做出块芯片，10nm工艺可以做出块芯片，于是价格就便宜了一半，在市场上就能死死摁住竞争对手，赚了钱又可以做更多研发，差距就这么拉开了。

说个题外话，中国军用芯片基本实现了自给自足，因为咱不计较钱嘛！可以把芯片做的大大的。另外，越大的硅片遇到杂质的概率越大，所以芯片越大良品率越低。总的来说，大芯片的成本远远高于小芯片，再者，人家的手机是装口袋里，你的跟个空调主机一样，你干吗？

有人会说，之前不是说了嘛，台积电是台湾企业，台湾是中国一个省，这也是台湾为数不多领先大陆的产业，年台积电包下了全世界晶圆代工业务的56%，规模和技术均列全球第一，市值甚至超过了英特尔，成为全球第一半导体企业。美国发布“芯片禁令”后，台积电主动和其他合作伙伴协商，将大部分产能调整给华为，力保华为麒麟芯片正常生产，之后还在美国聘请了几位“社会名流”，试图说服特朗普放宽对华为的限制。虽然最终效果不尽人意，但不管怎样台积电也够仁至义尽了，比如，你有可能要问了，台积电不怕美国断供？让阿斯麦也不卖光刻机给台积电？怕，台积电也怕，美国如果这样做就是伤敌一千，自损九九九，为什么呢？我们看下台积电的股东，美国花旗托管台积电存托凭证专户，持有20.5%的股份，台湾行政院发展基金，持股比例约为6.4%是二股东，第三大股东，则是美国摩根大通投资专户，持股比例约为3.1%。三者虽然看起来不多，但是你别忘了，剩下的全是小股民，或者私募基金啥的，不算的数，3大股东当中有2大股东来自于美国，还是会受到一定影响的，即便是阿里巴巴，虽然实际控制权在马云手中，但公司在决策的时候，或多或少都会考虑到日本软银和美国雅虎。而这两个股东在，一定程度上对美国和台积电来说都会有个缓冲，但是！台积电虽然在决策上有强硬的资本，但在技术上却没有，因为目前全球绝大多数和半导体相关的技术，都来自于美国，一旦美国对台积电“动手”，其后果可比华为要严重太多了，华为还有中芯国际，台积电呢？

台积电

第三步就是封测

关于这点的话，顺带一提吧，芯片在晶圆上做好后，切下来，接导线，装外壳，然后测试，这就叫封测。

封测的话台湾老很多公司，毕竟靠着台积电，这些单子好接：矽品、力成、南茂、欣邦、京元电子。

大陆的封测公司：长电科技、华天科技、通富微电.....当然比我提的多，毕竟只是芯片产业的末端，技术含量不高。

至此，芯片完成，销往世界各地

有的读者看完后有可能会感觉憋的慌，这样的话华为就完了？华为完了？怎么可能！！！任正非老爷子很久前就想到这样，所以很早以前就投入大量资金开发自己的麒麟系统，可是还是那句话，队友不给力，为什么小米，oppo，啥的不研发呢？你猜，早在两年前，国家也斥巨资到半导体行业上，并且已经取得不菲的成果，至于什么成果不在今天讨论范围之内，大家只要记着，没你想的那么差，就行了

中华魂

这次的危机，对华为来说，何尝不是一个机会，什么都是从无到有的一个过程，之前我们还没原子弹呢，不也是照样造出来了？希望这次事件能让大家看到我们国家所或缺的技术和本质，一切都会过去，终有一天伟大的中华民族必将立于世界强国之巅，因为外国人根本不懂中国人骨子里的血性，他们不懂，让这个国家虚弱的，从来都不是外部力量，再大的外力打压只会使他们战意更浓！当他们站起来以后，想让他们屈服，只会是妄想！

有人私信我说，为什么别的国家有的设施也没有，也没自己搞，中国为什么必须要费时费力费钱，完全自主开发有必要吗？其实，没必要，我造冰箱没必要一个螺丝，一个灯泡都自己造，可是！没办法，别人不卖你，所以我说中国被巴统和瓦森纳针对的习惯了

有人私信我说，如果华为倒下了，对国内别的运营商是好事，为什么竞争对手不落井下石呢？

因为华为一直信奉的是有肉一起吃，不会自己吃光，所以你可以研究下他的企业文化，很有意思的，永远留的有份额给他的同行（别说没实力，自己可以查），还有就是同为一国企业，他们懂得唇亡齿寒的道理，如果没有华为的对抗，高通的专利不是那么便宜好拿的（便宜？不见得）

好了，一不小心写多了，写跑题了，凡事科普一点，生活更有趣一些，下期见

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