5G高速發(fā)展，電子元件芯片升級也如火如荼地進(jìn)行。作為晶圓代工業(yè)中國技術(shù)第一的臺(tái)積電于明年一季度或者二季度量產(chǎn)5nm芯片。三星明年一月份才能夠?qū)崿F(xiàn)量產(chǎn)7nm芯片，而5nm芯片的設(shè)計(jì)工作在近期才完成，量產(chǎn)還需要投入更多的時(shí)間和更大的人力。芯片設(shè)計(jì)制造競爭異常激烈，工廠企業(yè)生產(chǎn)難度非常大！

01

芯片制作工藝精細(xì)且復(fù)雜

5nm，表面上只比7nm少了2nm，但世界一大半的工廠無法滿足技術(shù)要求。

芯片生產(chǎn)流程：冶煉單晶硅錠（Intel建造300㎜硅錠廠耗資35億美元）、硅錠切割成大約1mm厚度的晶圓、蝕刻清潔晶圓表面大約2μm厚的三氧化二鋁和甘油混合物、晶圓表面鍍膜（二氧化硅氧化保護(hù)層）、旋轉(zhuǎn)澆涂光刻膠、多次蓋膜光刻、溶解光刻雜質(zhì)、離子以超過30萬碼的速度注入、晶體管絕緣體封蓋、電鍍硫酸銅、打磨拋光、金屬導(dǎo)電層連通、芯片測試（進(jìn)口100%測試率）、晶圓切割、芯片封裝、測試功耗承受能力、分等級發(fā)貨進(jìn)入上下游芯片生態(tài)鏈。

02

5nm芯片市場源頭是一座獨(dú)木橋

從澆涂光刻膠到芯片測試環(huán)節(jié)都是涉及nm級工藝，如果要看清楚每項(xiàng)操作，須用顯微鏡才行。每個(gè)工廠的工藝流程在細(xì)節(jié)上存在差異，導(dǎo)致成品的質(zhì)量差異很大，所以每一批的電子芯片設(shè)計(jì)、制作都是先選好生產(chǎn)廠再進(jìn)行工藝評估、進(jìn)行投產(chǎn)，如果更換廠家會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)時(shí)間、成本大大增加，并且以同樣的設(shè)計(jì)工藝能生產(chǎn)出成品的找不出二家。

納米級操作就需要極精細(xì)操作設(shè)備才能完成，現(xiàn)階段市面上能夠有5nm工藝的EUV***基本被ASML壟斷。荷蘭ASML生產(chǎn)的EUV***的造價(jià)在1億美金左右，交設(shè)備時(shí)間為1-2年，時(shí)間成本很昂貴。

03

5nm芯片性能強(qiáng)，很難造

從三星的5nm工藝芯片來看，相較于7nm芯片，在邏輯效率上提升25%，整體性能提升10%，功耗降低20%。

5nm芯片性能有明顯提升，但是能制造的工廠屈指可數(shù)。對比麒麟980芯片，在不足1cm2的面積上，可擁有69億個(gè)晶體管，那么5nm級別的芯片將會(huì)有至少96.6億個(gè)晶體管，芯片的設(shè)計(jì)、制作工藝難度陡然增加。

總結(jié)：

電子元件、IC芯片市場，是一片沒有硝煙的世界頂級戰(zhàn)場，技術(shù)難度高、投入資本大、消耗時(shí)間長是這些企業(yè)面臨的核心難題，一個(gè)小小的數(shù)字變化，難倒了曾經(jīng)懷揣夢想的高科技人。