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前言
最近 ， 中科大的朱士尧教授直言：“造5nm的芯片要比造原子弹难10倍以上”这番言论可引发了不小的轰动 ， 毕竟原子弹可是关乎人类生死存亡的“大杀器 。 ”
教授还直言“如果美国的软件工具不给我们用 ， 我们将设计不出芯片”而芯片只不过是微小的零件 ， 真有这么高的难度吗？
究竟是教授“夸大其词”还是正如教授所说呢？
造原子弹的难度
当听见教授说芯片的制造难度是原子弹的10倍之上的时候 ， 很多人都觉得教授说的有点夸张了 ， 一个小芯片怎么能跟原子弹比？但实际上教授还真没夸张 。
但是把芯片的制造原理和原子弹的制造原理都摊开来看的话 ， 就会发现两个技术的难度差距可谓是天壤之别 ， 如果说造原子弹的难点在技术上 ， 那芯片的制造难点就是在全产业链上 。
如果想制造原子弹的话就需要克服两个关键的难点 ， 那就是高浓铀/钚的提纯和核反应的控制 ， 对普通国家来说确实难以克服 ， 但是对一些强国来说 ， 只要资源到位 ， 技术并不难攻克 。
目前世界上已经有了不少国家都掌握了制造原子弹的技术 ， 除了联合国的五个常任理事国之外 ， 印度、朝鲜、巴基斯坦等国家也拥有自己的核打击力量 。
这也就表明只要一个国家有研究的决心 ， 并且拥有一定的科研实力在加上资源的投入 ， 制造原子弹的想法并不是天方夜谭 ， 原子弹的难点主要在技术攻破上 。
而且距离第一颗原子弹的研究成功 ， 已经快近百年的历史了 ， 随着核物理学的知识传播 ， 原子弹的制造原理也不是顶级的机密了 ， 甚至在网上都能找到一些公开的资料进行研究 。
那制造芯片有什么不一样呢？
造芯片的难度
刚才也提到过 ， 芯片制造的难点在全产业链上 ， 可以说芯片的诞生是多个环节共同组装出来的成品 ， 这就相当于自己家里的家具 ， 来自不同的品牌 ， 不同供应商共同组成了自己的家 。
这种好处就是可以大大的减少了研发的时间 ， 比如一百个项目自己研究的话就需要一项一项的研究 ， 但如果将项目分出去 ， 找一百个供应商来做 ， 就可以同时研究 ， 研发时间大幅缩短 。
而且芯片的设计也是非常精密的环节 ， 设计人员得以芯片的具体用途为基础 ， 用专业的EDA软件进行芯片设计才能有顶尖的性能 ， 如果稍有差距就会导致问题百出 。
举个例子来说 ， 只有荷兰ASML一家公司能制作5nm芯片的EUV顶级光刻机 ， 它包含了十多万个零部件 ， 涉及了全球五千多家供应商 ， 任何一个环节出问题都会导致芯片无法制造 。
这就导致芯片的制造难度呈几何倍数的增长 ， 如果没有光刻机 ， 将造不出芯片 ， 如果没有EDA软件 ， 连芯片都画不出来 ， 没有材料、测试平台、封装技术连芯片的成品都拿不到 。
相较于原子弹来说 ， 不仅要克服技术层面的困难 ， 还要克服产业链以及供应商的难题 ， 如果所有的项目都自己来做的话 ， 所需的时间和资金将会再次翻倍增长 。
那这个EDA 软件又起到什么作用呢？
美国的EDA软件
教授说的美国如果不给我们提供软件 ， 会影响我们设计不出芯片的工具就是EDA软件 ， EDA软件可是称它为软件设计过程中的“超级大脑” ， 也是美国“卡脖子”的一种好手段 。
不论是最初的电路构图设计 ， 再到版图的精细绘制 ， 以及后续的模拟仿真和验证优化 ， 一直到最后供以生产的物理版图 ， 每一步都离不开EDA软件 ， 没有软件 ， 设计工作都无法完成 。
而目前市面上90%的EDA市场都被美国的三个巨头公司 ， Synopsys、Cadence和Mentor所垄断 ， 美国也深知EDA软件的重要性 ， 牢牢地把握着相关的技术和市场 。
一旦限制中国使用先进的EDA软件 ， 中国的芯片企业就会因此陷入困境 ， 而我国的华为公司就是很鲜明的例子 。
华为被美国列入实体清单之后 ， 华为就无法获取到最新的EDA软件更新了 ， 直接导致麒麟芯片后续高端版本研发受阻 ， 华为先进制程的推进就只能暂时的搁置 。
而且不止华为一家 ， 国内众多芯片设计公司都面临着同样的困境 ， 由于全球的EDA市场长期被美国企业垄断 ， 国内自主的EDA软件虽然有发展 ， 但是高端缺口在短时间内难以填补 。
那我国该怎么打破困境呢？
中国芯片产业现状和突破
在2022年的时候 ， 美国就开始对我国实施了EDA的出口禁令 ， 直接就针对我国下一代的GAA晶体管技术 ， 即使有再强的制造能力 ， 没有EDA连芯片图纸都画不出来 。
面对如此严峻的环境 ， 我国并没有因此放弃 ， 在被“卡脖子”的困境之下 ， 我国的芯片产业开始另辟蹊径 ， 就像华为 ， 虽然被点名封锁 ， 但是还是凭借着“芯粒”技术突破僵局 。
华为的芯粒技术 ， 说的通俗一点就是将许许多多的小芯片拼成一个“大芯片” ， 通过这种拼凑的方式能在一定程度上绕开一些美国的封锁 ， 包括光子芯片也是传统芯片突破的希望 。
而且光子芯片可以利用光子传输信息 ， 速度快、功耗低 ， 我国中科院研发钽酸锂光子芯片也取得了重大的突破 ， 并且有希望摆脱对光刻机的依赖 ， 如果能量产的话 ， 对芯片产业将会有很大影响 。
并且刚才也提到过 ， 芯片制造的难点是全产业链的合作 ， 近些年来 ， 我国开始通过政策扶持已经大量资金的投入 ， 开始在材料、设备等领域形成自己的产业链 。
像我国的中芯国际、华为海思、以及长江储存等企业 ， 以后都会是国产芯片的中坚力量 ， 还是教授也说了：“中国的芯片发展问题 ， 急不得 。 ”
结语
芯片的产业发展是需要时间积累的 ， 而且近些年来我国在各行各业取得的进步都有目共睹 ， 不论是原子弹还是航空航天 ， 从被国外封锁到现在的独立发展 ， 我国都付出了时间进行耕耘 。
【中科大教授：5nm芯片比原子弹难10倍 ，美国不给设计软件做不了】现在的EDA软件和光刻机难题 ， 经过我国的努力 ， 总会能实现突破 。
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