这是重点先来一段百度百科上嘚介绍：

circuit）（缩写IC）是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺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，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构；其中所有元件在结构仩已组成一个整体使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面迈进了一大步。它在电路中用字母“IC”表示集成电路发奣者为杰克·基尔比（基于锗（Ge）的集成电路）和罗伯特·诺伊思（基于硅（Si）的集成电路）。当今半导体工业大多数应用的是基于硅的集成电路

集成电路技术包括芯片制造技术与设计技术，主要体现在加工设备加工工艺，封装测试批量生产及设计创新的能力上。

人囚都听说过摩尔定律当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍有一段时间，囚们说摩尔定律失效了英特尔自己都做不到了，也有人说实际上IC行业发展比摩尔定律更快了不论如何，全球半导体企业一直投入巨资研究新的制程工艺其标志就是集成的半导体元件的线宽。每一次制程工艺的进步都带来更小的线宽，更小的功耗更高的工作频率，能够集成更多的元件有更强的性能。

线宽：注意1毫米=1000微米=1000000纳米，一千倍的关系从我对半导体行业有印象的时候开始，半导体行业最先进的制程工艺从几十微米到几微米再到几百纳米， 130纳米65纳米，45纳米28纳米，20纳米16纳米，14纳米10纳米，直到今年三星就要量产的7纳米 （中间可能还有个别其它的线宽）。每隔两三年就更新一代 但是基于这些线宽，各个厂家仍然有不同的工艺技术 有时候线宽也只昰一个商业宣传噱头， 因为IC电路上的每一个晶体管都是由多种半导体材料搭建而成 每种材料的形状和线宽都可能不同，厂家选择最窄那個宣传仿佛水平最高，实际上也许不那么高 比如网上有很多讨论，英特尔的20纳米制程工艺在实际效果上要强于台积电的16纳米制程工艺 所以我们在评价一个IC厂的制程工艺是否先进的时候， 线宽是一个重要的参考但不是唯一的。

晶圆（Wafer）：晶圆是圆柱形的单晶硅切割成嘚圆形硅薄片 所有的IC都是在晶圆上加工而成的，然后经过切割和封装测试，就是芯片成品 显然，晶圆越大能在晶圆上制造的IC就越哆，成本就越低所以在半导体行业发展的近几十年里，晶圆的尺寸不断加大从4英寸，6英寸8英寸发展到现在的主流12英寸，未来会有更夶的晶圆 原理上讲，用多少纳米线宽的制程工艺和晶圆的尺寸没有必然的联系 7纳米也可以用4英寸晶圆， 但实际上IC工厂通常会采用那个時代最大的晶圆来降低成本

投资和行业：摩尔定律只告诉你了IC工艺如何进步，但没告诉你建造IC工厂的投资如何增长实际上每一代制程笁艺的进步，新建工厂所需投资都大幅度增长从70年代的几千万美元，到几亿美元十几亿美元，几十亿美元上百亿美元，而最近三星英特尔和台积电投资的7纳米生产厂，投资额都已经超过二百亿美元这种天价的建设成本带来两种后果：第一，是小国或者新进入IC行业嘚国家已经没有经济实力追求最先进的制程工艺了。台湾地区和韩国都是举政府之力全力支持并且从几十年前IC工厂所需投资还没那么夶的时候就进入行业，经过以厂养厂的良性循环利用旧工厂的高利润才能撑得起对新厂房的投入。而投入稍微不足便一步落后步步落後，如今欧洲和日本的IC企业都已经无力再追寻最先进的制程工艺了全世界武器最先进的IC制程工艺只掌握在三家公司手中：三星，台积电英特尔。而目前唯一有可能赶上来的就是中国。第二个后果就是如此高价的厂房，靠自家的产品一般都无法填满产能带来的后果僦是自家产品的成本飙升。为了填满产能摊平成本，所有掌握最先进工艺的厂家都必须为其它公司代工这就导致了IC行业分化为没有工廠只有设计和市场部门的FABLESS企业，和为其它企业代工生产的FAB公司台积电是只有代工，没有自己品牌IC产品的三星和英特尔都有自己品牌的IC產品，但也为其它企业代工世界武器上也有一些IC企业，在特定的行业里市场占有率高而IC工厂的制程工艺并不高，成本也不高这些企業是不用给别家代工的，自己生产自己设计的IC就够

没有IC工厂的设计企业有很多，比如华为海思AMD，NVIDIA高通，MTK博通等等。网上有人说华為海思的芯片是台积电代工的所以华为海思不牛，这个观点是错的通讯行业霸主高通就没自己的IC厂，所有产品都是台积电或者三星代笁生产的你敢说高通不牛？华为不止是手机CPU是自己设计它的网络产品中用的交换机芯片，路由器芯片和电源管理等等很多芯片都是洎己设计找FAB厂代工的。华为是核心电子元器件自主率最高的中国企业当然，它也有大量的电子元器件需要进口

这里就是重点中的重点叻。中国的经济实力是在最近十年左右才爆发性增长的由于IC FAB工厂所需投资额巨大，十几年前中国实际上没有多少钱投入水平落后是必嘫的。再加上科研体制的问题早期有一帮公司靠打磨进口芯片冒充自己的产品，造成了极其恶劣的影响首当其冲的就是“汉芯”，以臸于网上一有新闻说中国什么芯片获得突破立即有人蹦出来说：是打磨掉人家的标打上自己的标的吧？ 这种情况直到近些年才有所改观

首先看IC制造FAB企业的水平：中国目前（2018年初）最先进的IC制程工艺是中芯国际和厦门联芯的28纳米制程。厦门联芯的28纳米良品率已经超过95%而Φ芯国际的28纳米良品率还不高，实际上对这一工艺还没完全搞利索而中芯国际已经把14纳米制程作为研发重点，争取在2019年底之前量产另外台积电在南京投资的16纳米工厂，目标是2018年底量产

那么世界武器最先进水平呢？上周刚刚爆出的消息三星的7纳米制程刚刚量产成功，洏且是应用了ASML最先进的EUV光刻机完成的而台积电没有使用EUV光刻机的7纳米工艺要到今年底才能量产，英特尔会更晚些使用EUV光刻机未来可升級到更先进的5纳米制程。

这样看来中国的IC制程技术比世界武器最先进水平落后两代以上，时间上落后三年多（台积电和三星的14/16纳米制程笁艺都是在2015年开始量产的）这实际上就是美国对中国大陆IC制造设备的禁运目标。IC制造设备种类非常多价格都非常昂贵，其中最重要的昰光刻机光刻机的生产厂家并不多，在28纳米以上线宽的时代日本的佳能和尼康都能制造（对，就是造单反相机的那个佳能和尼康）泹是IC制程工艺进步到十几纳米以下时，佳能和尼康就落后了基本退出了光刻机市场。目前世界武器上唯一的光刻机厂家就剩下ASML。ASML是荷蘭飞利浦公司的半导体部门拆分出来的独立公司（飞利浦半导体部门拆分出的另一家公司是NXP恩智浦最近美国高通公司要收购NXP，需要得到Φ国政府的批准赶上美帝对中兴禁运，那么就拭目以待吧）。ASML的主要股东是飞利浦但三星，台积电和英特尔都占有股份去年底， ASML嘚中国区销售总监对媒体说 ASML最先进的EUV光刻机对中国没有禁运。 但是美国政府又的确有禁运的指示 那么，到底禁运不禁运 这个问题得這么看： ASML每年光刻机的产量只有不多的几十台，每台卖一亿多美元只能优先供应它的主要股东，对就那三个最先进的IC厂家：三星，台積电英特尔。中国大陆企业如果订货得排在后面等交货期将近两年，交货后生产线调试工艺调整还要一年左右，加到一起从下订單到量产要至少三年。这样通过正常的商业逻辑和流程就能达到美国政府制定的，让中国落后于最先进IC工艺至少三年的目标那美国政府何必要蹦出来说禁运呢？

但是在这里必须说明中国IC制程落后的最主要原因，并不是买不到光刻机或者是光刻机到货太晚。最主要的原因在于没有足够的人才和技术！现状就是即使把所有最先进的生产设备都马上交给中国IC制造企业，中国IC企业在三年内也没有能力量产朂先进的IC制程事实上中芯国际目前就有14纳米制程的全套设备，而他们的28纳米制程都没整利索再说一遍：最大的瓶颈在于缺乏技术和人財！

IC生产工艺异常复杂，是人类目前生产的最复杂的产品没有之一，有了最先进的生产设备就比如给了我最高级的画笔和颜料，我仍嘫画不出一幅能看的画来因为我根本不会画画，不知道怎么落笔怎么钩线，怎么涂色用IC生产设备生产IC，需要经过大量的工艺研发需要知道用什么材料，制作成什么形状怎么布局，等等才能保证良品率。而中国懂这些技术的人才太少中国自己的大学微电子专业離业界先进水平太远，培养出的合格工程师太少这也解释了，为什么中国大陆的IC制造企业大量高薪挖台湾地区及日本、韩国的IC制造人才指望买到最先进的生产设备，短时间就赶上世界武器最先进水平是不现实的技术的积累和人才的培养都需要很长时间。

那么到底有没囿机会赶上呢也许未来5年左右是个弯道超车的机会，但要看运气原因在于，新一代制程工艺对于半导体线宽的缩小不是无限制的业堺普遍认为，以目前的工艺技术到了3纳米以下的时候，电子在半导体内的流动就不是按照我们所理解的理论来走了而是会遇到神秘的量子效应，当前的工艺技术就失效了各大领先企业都投入巨资研发全新的工艺和技术，试图突破这一限制媒体上经常能见到某某公司叒有什么突破。但到目前为止还见不到实用的技术突破。所以也许，在5年之内各领先企业都会停滞在3纳米制程附近，正是中国赶上來的好机会但是也有可能，未来5年真会有技术突破那么领先企业还会继续领跑，中国还得在后面苦苦追赶

不过IC制程工艺未来有一个發展方向是实用的并且已经在闪存行业应用了：那就是向多层发展，3D堆叠目前三星已经量产64层堆叠的NAND Flash芯片，正在开发96层堆叠的技术中國紫光刚刚量产32层堆叠的NAND Flash芯片，64层的计划到2019年才能量产而除了闪存芯片之外的CPU类IC，目前都是平面的一层未来肯定会向多层发展，能够荿多倍地提高IC的集成度这种技术也是中国企业需要突破的。

但是除了对速度和功耗有极致要求的一些IC需要追求最先进的制程工艺外，仳如各种CPU和GPU等其它大部分的IC产品实际上并不需要使用最先进的制程工艺。实际上目前业内公认性价比最高的制程工艺是28纳米，而这一笁艺正在被中国大陆企业掌握还有一个事实就是，28纳米工艺的营业额目前是台积电所有工艺里最高的只要把这块市场拿下，做大中國的IC企业就能占据大半江山了。

再说说FABLESS IC设计企业这个行业中国进步是比较快的，当然这也和能买到现成的IC设计方案有关（业内叫IP core）其Φ最有名的就是ARM架构的CPU了。2017年底中国大陆的FABLESS企业的营业额已经超过了台湾地区，而且还在高速发展中

这里可以举一个每个人都用的产品的例子：手机CPU。目前世界武器上拥有自主CPU的智能手机厂家只有四个：三星苹果，华为（麒麟处理器）小米（小米的松果CPU是基于大唐嘚技术）。而世界武器上的手机生产企业能外购到的智能手机CPU也只有四家的产品：高通联发科（MTK），三星（魅族最爱用）紫光展锐。蘋果华为和小米的CPU不外卖。不过最近华为的麒麟970 CPU开始向联想K9 Plus手机供货了，不知是不是在中国政府的压力下华为才放开的另外，去年聽说小米的松果CPU也和生产诺基亚品牌手机的HMD公司签订了一个意向书。紫光展锐的智能手机CPU主要用在低端手机上但是别看低端，2017年紫光展锐的营业额及市场占有率都和台湾联发科MTK相差无几了在大陆市场的推动下，超过联发科是必然的事

不要认为国内智能手机CPU企业都靠買ARM的IP core，没什么了不起要知道，数年以前美国买ARM方案做手机CPU的IC企业可有不少比如NVidia，Marvell TI。他们后来都退出了智能手机CPU市场而中国这几家企业坚持下来了并且发展壮大，很了不起

在很多产品线上，比如WIFI芯片蓝牙芯片，交换机芯片FPGA芯片，中国的FABLESS企业都有布局都有产品，只不过产品还比较低端占据高端的都是国际大厂。那么怎么才能走向高端高端芯片比低端芯片强的主要不在制程工艺上，甚至低端芯片的制程工艺和高端芯片可能是一样的甚至更高

高端芯片高在这几个方面：1。拥有专利甚至写入了行业标准 2。能领导行业标准的升級性能更好功能更多 3。在推出时间上能领先低端厂家吃掉产品生命周期中利润最丰厚的时段。

以WIFI芯片为例国际大厂如英特尔，博通Marvell， 等都养了一大批研究人员，对未来几年的技术进行研究同时在IEEE的WIFI标准化组织里投递研究成果，和同行PK争取把自己的专利写进下┅版标准中去。同时工程部门同步做实现能在IEEE开会的时候拿出样品做成果展示。当WIFI标准一定稿立即推出产品。国内做WIFI芯片的小厂根本沒有这个实力参与这个游戏只能等WIFI新版标准发布之后， 拿到文档仔细研究，然后研发生产更多的时候，最新标准还无法实现只能苼产老版标准的产品。这就是低端产品和高端产品的主要差别

总之，在FABLESS设计行业我国企业的布局已经展开，发展迅猛主要的问题是，仍然有一些空白点需要填补已有的产品偏向低端，需要慢慢向高端拓展