由于众所周知的原因，华为即将在一个月后的9月14日面临芯片断供，不断挣扎的华为最终也放弃了外来的援助，8月7日的中国信息化百人会上，华为消费者业务CEO余承东亲手为麒麟旗舰芯片画上了句号。而另一边已经在为华为生产麒麟710芯片的中芯国际也表示从此无法再为华为生产14nm工艺芯片。华为Mate 40成了麒麟芯片最后的绝唱。

而就在昨天下午，一个反转的消息似乎印证了余承东那句无比心酸的话"华为在芯片领域开拓了十几年，但是芯片制造这样的重资产领域，华为并没有参与，只是做了芯片设计，并没有涉及到芯片制造行业"。

微博大V鹏鹏君驾到昨天发了这样一条微博，大致意思为：华为内部正式启动了名为"塔山计划"的半导体产业链项目，着手建造一条完全自主技术的45nm芯片生产线，自己造芯来应对台积电、中芯国际无法代工的问题。

芯片制造有多难?

很多情况下我们讨论一个项目到底有多难的时候，经常会用这个项目需要耗资多少万甚至多少亿来具象化这个项目实施起来到底有多难。而在自建晶圆厂这方面，钱，反而是最容易解决的东西，最难的是技术。此前曾有文章解释：就算耗资100亿美元，也很难在短时间内砸出来一个自产芯片的核心设备——光刻机。大概长下图这个样子。

ASML光刻机

目前光刻机的主流产品ASML毫无疑问处于霸主地位，ASML(荷兰)与Nikon(日本尼康)、Canon(日本佳能)共同组成了光刻机三巨头。而这三巨头的出货量却有着天差地别的差距。2018年度半导体用光刻机荷兰AMSL出货224台、日本尼康出货36台、日本佳能出货114台。而尼康和佳能的出货量基本依靠中低端光刻机出货。高端芯片用到的光刻机几乎全部由荷兰ASML出货。目前拥有顶级芯片制造能力的台积电、三星等的7nm光刻机基本都来自ASML。

有了光刻机就能生产CPU了?不不不，我们先来简单说一下制造一颗CPU有多简单。

如何生产一颗芯片?

首先，你需要一把沙子。没错就是随处可见的沙子。将沙子进行脱氧、提纯后把沙子中的硅提纯出来，就是单晶硅。单晶硅的纯度要求是99.9999999%，这个纯度是什么概念呢?大概就相当于两吨沙子里面只允许出现一颗杂质。提纯好的单晶硅长这样;

硅棒

提纯好以后我们进行第二步，将单晶硅硅棒切片并打磨。打磨的绝对平整。

打磨好以后，刻蚀开始。这一步就需要用到我们上面说过的光刻机了。光刻机通过一系列的光线折射后刻蚀药剂发生反应，最终在晶圆上刻出5nm左右的沟壑。5nm是什么概念?大概是一根头发丝直径的5000分之一左右。这个过程重复N次以后在经过一系列复杂的工艺后，一个可用的CPU内核就做好了。

电脑CPU

这颗CPU内核的微观精准度有多高?大概相当于把一个大型城市的建筑、交通等设施完全复刻到一个2cm*2cm的小方块上。且不允许出现错误。

正式因为这么困难，CPU制造工艺被称为这个星球上科技树最顶尖、最闪亮的那颗光点。而CPU生产中最核心的光刻机，则更加耀眼。

我们能不能生产光刻机?

能，这个回答是肯定的。我国光刻企业中最著名的就是上海微电子装备有限公司。但是由于在精密电子行业差距太大。

一台顶级光刻机的生产大概需要5000多个上游企业的零部件供应，并且这些零部件供应商都是这个行业中的佼佼者。国产的光刻机关键零部件来自不同的国家和不同的企业，来自美国的光栅、来自德国的镜头、来自瑞典的轴承、来自法国的阀件等等等等。这些东西都不是一个国家或者企业可以做出来的东西。这是整个人类智慧的结晶。下图为上海微电子的光刻机。

上海微电子生产的光刻机

正是因为我们光刻机行业起步晚，我们落后了不少。目前依然是无法生产出来22nm光刻机的。但是我们也有自己的光刻机，也是可以生产自己的芯片的。例如龙芯系列芯片。至于龙芯芯片为什么至今没有商用，原因很简单，CPU核心架构师X86架构，目前只有Intel和AMD可以合法生产这两种架构的CPU，我们的龙芯采用了新的架构，不兼容Windows。

扯远了，我们还是说回光刻机。目前我们的光刻机大约可以生产50nm左右的芯片。

华为准备的45nm的芯片能干什么?

虽然45nm工艺听起来是低制程，甚至有些已经被淘汰的感觉，跟台积电、三星等的7nm、5nm工艺差了十万八千里的距离，但是目前市场上仍然需要大量不同品类的终端产品需要45nm工艺的芯片。这其中就包括了模拟功率、射频芯片等类型。

对于射频类芯片45nm是够用的，但是对于CPU来说45nm可就差远了。只要是芯片就存在性能的高低端之分。目前高端的芯片基本全部依赖进口，国内基本无法设计和制造。

德州仪器可能听过的同学比较少，德州仪器此前也是生产过手机CPU的，但是后来德州仪器退出了手机CPU市场，转而去研发其他的通信、控制芯片。很多消费级的低端芯片国内有厂商可以做，华为没必要单独建厂去生产。华为的中低端手机中也有很大一部分的国产零部件。

德州仪器

无论通信也好逻辑处理也好，各个品类的芯片华为都需要高端的芯片，毕竟用户都是要看性价比的，45nm芯片只能满足华为极小部分的产品需求。

同时另一个问题来了。华为怎么去实现自主化，去绕开其他公司的专利掣肘?

塔山计划能不能绕开专利掣肘?

有半导体行业从业者在网上透露，如果从生产设备层面上我们还有可能去绕开某个厂商或者国家的专利壁垒。但是如果从底层零部件开始的话。基本不可能。

上面我们说了，现有的光刻机并不是某个厂商可以单独制作出来的，光刻机的背后是一条庞大的材料和零部件供应链。要想做到完全自主简直是难如登天。

假如说华为找日本尼康或者日本佳能购买了一台华为定制的专属光刻机，那么这台机器就相当于利用尼康现有的技术资源积累重新从底层找到可替代部件后重新组装和测试。一台光刻机设备涉及到上千条产线，要找到替代部件不是一件容易的事，而且由于是相当于重新研发，所以验证测试这个环节也需要消耗大量的时间。一旦验证了不能用，对卖方来说这就是废品，对买方来说这笔钱就打了水漂。

此外这名网友还指出，行业内部非常清楚，建新的工厂最快需要一年半。要是旧厂改造或者直接买一条生产线倒是有可能像网上的传言一样半年投产。

这时候问题又来了，既然说了要绕开技术壁垒，那国内又有几条可以生产45nm的生产线?中芯国际倒是有产线，但是可惜并不是自主的。

中芯国际

芯片行业远没有那么平静

半导体是个资金密集、技术密集、人才密集的多重密集型产业，在这个市场中很容易出现强者恒强、弱者难翻身的局面。生产高端芯片的企业例如台积电、三星等他们永远要用最好的技术，也只能用最好的技术给自己的产品形成竞争力。而弱者，没有资金的注入的弱者很难跟上强者的研发步伐。

在半导体行业中，一个小小的失误，就会让一个厂商从强者瞬间变成弱者。在上世纪80年代的时候，芯片技术还在微米级徘徊，当时的ASML还是个弱者，而巨头是日本尼康，没错就是那个单反相机做的非常不错的尼康。

下图为ASML早期的研发场所。

早期的ASML“研发中心”

作为上世纪九十年代最大的光刻机巨头，尼康的衰落起源于157nm工艺的突破。在当时这种级别的光刻机门槛其实并不高，三十多人的ASML团队也能入局，就连一直设计芯片的Intel都能随手做几台拿出来玩玩。

尼康与他们不同的是，对手靠的是产业链一起发力，而尼康的零件技术全部自己搞定，就像如今的苹果，芯片、操作系统大包大揽，随便拿出几块镜片，虽不见得能吊打全行业等，但应付当时的芯片制程却是绰绰有余的。

造芯也好，造光刻机也好，关卡等级其实是指数级别增加的，上世纪90年代，光刻机的光源波长被卡死在193nm，成为了摆在全产业面前的一道难关。

尼康主张用在前代技术的基础上，采用157nm的 F2激光，走稳健道路。新生的EUV LLC联盟则押注更激进的极紫外技术，用仅有十几纳米的极紫外光，刻十纳米以下的芯片制程。

就在争论的时候，台积电一个叫做林本坚的鬼才工程师出现了：水会影响光的折射率——在透镜和硅片之间加一层水，原有的193nm激光经过折射，不就直接越过了157nm的天堑，降低到132nm了吗。

最终，尼康觉得这是在瞎搞，坚定的认为自己才是正确的。作为当年的巨头这点自信还是有的。但是另一个公司决定尝试以小博大赌一把，没错就是ASML。ASML和林本坚一拍即合，仅用一年时间就做出了第一台样机。并先后拿下来IBM和台积电的大客户订单。

于是，ASML从一个弱者一跃变成了这个行业的巨头，一直维持到现在。而尼康，现在也只能生产中低端光刻机技术，从巨头，沦为一个小马仔。

日本日康光刻机

技术，是用钱砸不出来的

当年小米硬生生砸出来一个澎湃S1手机芯片，迅速成为继华为后第二个有能力同时生产手机和手机芯片的厂商，一是风头无两。

而转眼到了第二年，按照正常的芯片更新间隔到了小米应该拿出澎湃S2的时候了，但是小米迟迟不见动静，随后网络上爆出，澎湃S2由于技术问题，多次流片失败。

网传澎湃S2

从此澎湃系列再也没有"澎湃"。

自主化芯片任重而道远。这是一个自从光刻和芯片技术诞生以来都没有人去尝试过的东西，即便是行业巨头荷兰ASML也无法做到仅凭荷兰的力量去生产光刻机，ASML依然需要不同的企业供应不同的元器件。

对于塔山计划，华为官方并没有发声回应，即便有朝一日塔山计划成功了，这也意味着短期内我们要接受较为落后的芯片和手机产品。自主化芯片的弯道超车，还需要漫长的时间。

关键词： 华为第一台芯片光刻机