这个“硅竹篱”由芯片架构、设计、制造、设备等多方面组成，终极形成特有的芯片家当链。
想要完成打破，想要发展自己的芯片，就必须要降服这个“硅竹篱”。
那么问题来了，这个所谓的“硅竹篱”究竟有多厉害？我们又如何才能降服对方？
“硅竹篱”上的芯片公司美国打造的“硅竹篱”涉及芯片百口当链，也不乏一些国际巨子。例如：
1、芯片架构的ARM、英特尔；
2、EDA软件的新思科技、楷登电子、西门子EDA；
3、芯片制造的台积电、三星电子；
4、光刻机制造公司ASML
要想实现打破，打造国产芯片家当链，就须要降服这几家公司，那么这几家公司究竟有多牛呢？
ARM、英特尔：
制造芯片离不开芯片架构和指令集，这也是制造芯片的第一步。
指令集便是芯片处理各种打算的步骤的细分，它把各个步骤固定下来作为一个组合，当然这个组合是可以改动的。而架构便是为了实现指令集所设计的硬件。
我们可以这样理解：指令集是一个步骤方案，架构是落实在芯片上的详细电路。
目前，主流芯片的架构有ARM、X86、RiSC-V和MIPS四种。个中，ARM和X86霸占了90%的市场份额，处于垄断地位。
ARM属于精简指令集架构，紧张用于移动设备和嵌入式设备。环球超过1/4的电子设备都在利用ARM的技能，智好手机利用的比例更是达到了95%以上。
X86属于繁芜指令集架构，紧张用于台式机、条记本、做事器、超算等。做事器市场、PC市场方面，X86仍旧霸占95%以上的份额。
ARM公司成立于1990年，总部位于英国剑桥，是环球领先的半导体知识产权 (IP) 供应商。
ARM并不生产和发卖实际的芯片，而是向芯片厂商供应IP授权（知识产权），但你可千万不鄙视了这个IP。
苹果、高通、三星、华为、联发科、小米、OPPO、vivo等，都不同程度的利用了ARM的IP授权。
30多年来，ARM一贯是芯片架构开拓的领导者，它并不设计和制造芯片，但它供应的指令集架构却成为了苹果、华为、高通联发科的芯片设计根本。
可以说，ARM垄断了智好手机的微处理器技能。
2015年，《福布斯》将ARM评为天下五大最具创新力的公司之一。
ARM公司目前的估值达到了400亿美元，英伟达就一度发起了对ARM的收购，但是ARM太强大，对芯片市场的影响太大。
因此，收购ARM须要英国、中国、美国和欧盟的批准，并且审批韶光长达18个月。
终极，由于“反垄断”的哀求，英伟达未能实现并购。
ARM最新研制的V9架构，将用于未来3000亿颗ARM芯片中，是ARM架构10年来最大的一次版本更迭，将在性能、AI和安全等方面进行全面升级。
个中CPU性能提升30%、IPC性能提升30%、内存延迟降落、频率提升、内存带宽提升，终极实现整体性飞跃。
总的来说，离开ARM的架构，要么转投RiSC-V，要么独立研发架构，但为此付出的代价是巨大的。
不说付出的财力、人力、物力，单单是韶光我们都耗不起。更严重的是，我们作出了自己的架构，能否得到市场的认可，性能能否达到市场的哀求？
以是，我们离不开ARM，至少现在离不开。最好的办法是：一方面站在巨人的肩膀上，作出成绩；另一方面，研发属于自己的架构。
再看X86架构，这个繁芜指令集架构，只管能耗有点高，但在性能方面更加精良。
X86由英特尔公司于1978年发明的，至今已有44年的历史，在这40多年中，X86被不断的优化，升级。可以说是PC、做事器的代名词。
乃至连国产的兆芯、海光都在利用X86架构，这解释什么，替代太难了！
真正自研的架构是龙芯，采取自研的LoongArch架构，但运用处景实在太少了，只有党政军部门有部分运用，并且都是对性能哀求不高的领域。
以是，国产架构CPU要想达到X86的性能，还有很长的路要走，只有性能达到了才资格谈能否取代X86的问题。
以是，目前X86架构仍旧被大量运用在民用、企业、做事器领域，这是现实问题。
EDA三巨子：
办理了架构问题，那么就要开始设计芯片了。设计芯片不是用手画图纸，而是利用EDA软件进行设计。
EDA是英文 Electronic Design Automation 的缩写，翻译成汉语便是 电子设计自动化。它是设计大规模集成电路必备的工具，因此也被称为EDA工具
如今的芯片动不动就集成几十亿、上百亿，乃至几百亿个晶体管，那就必须利用强大的EDA软件进行设计。
EDA可以进行前端设计和仿真、后端设计及验证、后仿真、signoff检讨、数据交付等多项事情。
为了确保芯片能够正常的制造，EDA软件和芯片制造公司开始共同开拓工具，而智好手机Soc对性能、精密度、设计制造提出了更高的哀求，这就让EDA和芯片制造紧密结合在一起了。
芯片制造厂家成为了EDA的深度用户。
在摩尔定律的指引下，芯片每隔18-24个月就要迭代一次，EDA软件也随之更新。
如今的芯片从系统架构、设计、到制造端，乃至封装测试都离不开EDA软件。
在十几年的市场竞争下，逐渐形成了三大EDA公司（EDA三巨子），即：Synopsys（新思科技）、Cadence（铿腾电子）、Siemens EDA（前明导国际，后被西门子收购）。
三巨子霸占了70%的市场份额，个中新思科技 32%，铿腾电子 23%，Siemens EDA 14%。
三巨子各具上风，且与芯片制造公司紧密互助：
1、新思科技主攻数字芯片设计、静态时序验证、SIP，长期与台积电、三星、英特尔互助；
2、铿腾电子主攻仿照、数模稠浊平台，数字后端、DDR、IP，长期与台积电、ARM互助；
3、Siemens EDA主攻后端验证、可测试性设计、光学附近改动，长期与台积电、ARM、AMD互助。
除了市场份额、互助商、干系技能外，还有一个关键点，便是三巨子的EDA软件可以设计7nm及以下制程的芯片，而其他公司做不到。
总之，想要设计前辈的芯片，那就只能采取三巨子的EDA软件，因此华为海思、阿里平头哥、长江存储、紫光等等都选择了这些公司。
台积电、三星电子：
芯片制造的代表自然是台积电和三星电子。
台积电节制着50%的芯片制造市场份额，并且具有量产3nm芯片的能力。
紧随其后的是三星电子，市场霸占率16%，2024年量产3nm芯片。
7nm、5nm这芯片的工艺难度，相称于在一根头发十万分之一的地基上，要盖五六十层楼！
3nm只会更难。制造芯片的质料很大略，便是硅砂，紧张身分是二氧化硅，这种物质储量很大，但要把它制成一个芯片却很难。
首先，要把硅砂酸化、脱氧、熔炼、提纯，制成硅锭，硅锭纯度达到99.999999%，才能够制造芯片。
其次，采取激光切割硅锭，制成晶圆，每个晶圆要打磨成镜子样的光滑度，没有好的设备和精密的工艺，是无法做到的。
然后，制造掩膜版，掩膜版是全体芯片的机密所在，其制造难度比芯片更加困难，利用材料也更加罕有。
之后便是光刻胶涂覆、曝光、打算光刻、烘烤与显影、刻蚀、计量和考验、离子注入、封装芯片等步骤。
制造一个7nm的芯片，须要5000多道工序，任何一道工序涌现缺点都可能将这批芯片报废。
这就须要拥有一批精密的设备，无尘工厂，强大的技能人才。
ASML：
我们都知道，芯片制造最关键的设备是光刻机，最前辈的光刻机是EUV光刻机，目前被荷兰ASML公司所垄断。
EUV光刻机是环球科技的集大成者，来自美国的光源技能、来自蔡司的透镜技能、来自法国的精密轴承等等。
ASML也只节制了个中10%的核心技能。
单是光源和透镜就令人却步。
光源是13.5nm的极紫外光，这种光极难得到，而且极易被接管。
首先，要有一台30KW的激光发射器，发射出两束强大的激光，激光频率为5万次/秒，温度为22万摄氏度。
两束激光先后击中着落的锡滴。第一束要将锡滴打成特定的形状，第二束集中锡滴，产生极紫外光。
极紫外光极易被接管，哪怕是玻璃和空气都会造成很大影响。
因此，EUV光刻机上的透镜都是德国蔡司供应的。
反射镜的表面涂上了几纳米厚的硅钼薄层，可以形成一种薄膜，能够反射 70% 的极紫外光。
而镜片的平整度哀求更高：如果这个透镜有德国那么大，那么它的起伏度只有1毫米。
因此，蔡司的很大一部分事情是检讨镜片、修复毛病。
极紫外光事情环境是真空，须要一台泵将光路的空气全部抽出。
EUV光刻机拥有10万个精密部件、3000 根电缆、40000 个螺栓和两公里长的软管。
这些部件安装、组合、调试都是一项弘大的工程，并且须要专业的技能人才。
试想一下，占领这些技能，须要付出多大的财力、物力、人力和韶光。
以上这些公司，就代表着“硅竹篱”的顶级技能，如果加上半导体材料的话，将更为弘大，那么海内公司与它们差距多大呢？
国产芯片经由多年的发展，国产芯片形成了自己的家当链，只管技能不太发达，但是安全性却是最高的。代表有：
1、架构：龙芯；
2、EDA软件：华大九天；
3、芯片制造：中芯国际；
4、光刻机：上海微电子。
龙芯：
龙芯从2000年开始搞研发，2002年研发出初代龙芯XIA50，与英特尔CPU差距至少10年。
2008年，中科院和北京市政府牵头成立龙芯中科，龙芯开始商业化。
2009年龙芯3A发布，主打条记本电脑，但与英特尔差距仍旧很大。
目前，龙芯正在研发新一代3A6000，已完成前端设计及仿真验证。
作为3A5000的升级版，3A6000直接采取12nm工艺，性能提升60%，靠近AMD Zen3 或 11 代酷睿的水平。
也便是能够达到中高真个水平，足够日常办公、中小型游戏利用了。
但是，龙芯存在最大的毛病便是生态，办公、网页浏览、QQ、微信、360这些可以安装，但是一些网络游戏、CAD等仍旧不太友好。
以是龙芯更多是运用在党政军领域，民用领域还须要大量韶光。
华大九天：
华大九天是国产EDA的代表，它继续了熊猫软件的技能、人才与市场。
经由多年的研发，华大九天在液晶显示领域成功打破，成为了环球唯一一个能够在全流程 FPD（平板）设计办理方案的供应商。
但总体来说，华大九天仍是二流水平，与EDA三巨子差距很大。
首先，华大九天研发团队不敷500人，与三巨子相差10倍以上；
其次，华大九天只有电路仿真支持5nm工艺，别的尚未支持16nm及以下前辈工艺。而三巨子已经全面支持3nm工艺了。
末了，海内芯片制造商勾留在28nm水平，限定了华大九天EDA软件的更迭。
中芯国际：
中芯国际代表着内地芯片制造的顶峰，但工艺水平在14nm旁边。
中芯国际CEO梁孟松说：目前中芯国际已经完成28nm、14nm、12nm的量产，7nm的技能完成开拓，5nm、3nm关键技能已经展开，只待EUV光刻机。
也便是说，中芯国际有能力实现7nm芯片的开拓，但是短缺EUV光刻机。5nm、3nm技能储存仍旧不足。
总的来说，中芯国际与台积电相差3代，即便有了EUV光刻机，也须要5年韶光才能达到台积电目前的水平。
上海微电子：
上海微电子代表着海内最前辈的光刻机制造，目前已经量产了90nm光刻机。
90nm光刻机在三次曝光后，可以制造出28nm芯片，这与ASML的EUV光刻机差距巨大。由于据台积电称，EUV光刻机可以制造出2nm的芯片。
而光刻机所须要的透镜、光源、精密轴承等等，也绝非是短韶光能够制造出来的。
可以说，只管目前中科院、清华大学等科研机构、高校纷纭加入研发阵营，但仍旧捉襟见肘。
总的来说，海内芯片具有架构、设计、制造、设备百口当链，但是与国际巨子仍有差距。
如果要说，海内芯片具有什么上风，恐怕便是市场和资金了。
2021年环球芯片发卖额达到5559亿美元，中国市场发卖额达到1925亿美元，占比达到了34.6%。
为了发展国产芯片，政府也操持供应上万亿资金，操持在2025年实现70%的芯片自主率。
中国是天下最大和增长最快的芯片市场，其对芯片的需求比以往任何时候都要大。然而现实是，国际巨子们只想赚取中国市场的钱，却不愿意供应前辈的技能和专利。
写到末了美国正在中国周围竖起一道弘大的“硅竹篱”，以扼杀中国芯片家当的发展，终极影响中国整体发展。
国产芯片虽然“五脏俱全”，但是大都为中低端产能。
只管我国已经成为环球最大的芯片市场，政府也供应了大量资金发展自主芯片，但巨大的差距摆在面前，真的让人感到无力。
2025年实现70%的芯片自主率，这个目标能实现吗？“硅竹篱”能够被冲破吗？
我是科技铭程，欢迎共同谈论！
