74 掌握芯片制造技术（2）

2019年12月，由众芯公司和华通的半导体子公司华芯科技，联合研发的EDA半导体芯片设计平台取得了第一次全流程运行成功，系统打出了第一份可以作为流片工艺使用的芯片版图，其等效设计能力达到了14纳米线宽。

此时，国际上最先进的半导体芯片制造技术已经实现7纳米线宽的稳定状态，开始向5纳米工艺制程迈进。尽管如此，所有熟悉半导体的工程师都知道，14纳米是一道能力门槛，迈过去了就意味着海宽天空。

EDA14纳米线程的初步实现，标志着国产替代关键要素的视线希望。

软件当然是关键的因素，但设计出来的芯片最终需要的是被制造，被生产出来，这却是另一道更加困难的门槛。

就在杨立新等芯片专家全力以赴实现EDA替代的时候，有另一组人则在向着硬件突破的高峰发起一轮轮登顶冲刺。

江河，这个四十岁的中青年学者型领导已经被任命为国家半导体发展办公室主任，他的目光投向了中国半导体工业最薄弱的所在。

接到任命之后，江河先是到华通，兴华等公司实地调研，当他看到这些高科技公司因为遭遇无理打压，从发展高峰一步跌入生存困境之时，心里的焦急和随后产生的使命感，强烈占据了这位无线电专业博士的身心。

万事开头难，过去我们失去的时间，只能用辛勤努力来逐步弥补，除此之外没有任何快捷办法。

在一番全产业链调查之后，江河把目光注视到了最基础，却也是最关键的“硅片”生产。

江河之所以这样选择，是基于他的调查结果。

盖房子，不管是盖平房还是楼房，打基础是第一个步骤，越是盖高楼，越是需要牢固的基础。

硅片就是半导体工业的基础。

半导体原材料的高端市场主要被日韩，欧洲和北美的少数国际大公司垄断，中国半导体原材料在国际分工中多处于中低端领域，自给率极低。

按照业内的说法，中国在半导体原材料上除了空气(芯片加工过程中需要的特种气体)和水(高纯度去离子水)，其他都需要从国外进口。硅片是市场规模最大也是最重要的半导体原材料，在芯片制造的总材料成本中占了30%～35%的比例。

尽管硅的原料就是沙子，资源丰富且廉价，但要加工出满足芯片制造需求的硅片却不是件易事。

首先，制造芯片用的硅片对纯度的要求非常高，必须达到10亿个硅原子中最多仅有1个杂质原子的程度；其次是硅片的平整度要求也非常高，12英寸硅片的平整度要控制在1纳米以内，相当于从上海到京城拉一条直线，最大的起伏不能超过3毫米。

所有的芯片都必须以硅片为基础，没有硅片这个房子，芯片再高贵迷人，也没有可以栖身的空间。

就是这种圆形的，毫无瑕疵的圆形物体，构成了半导体产业链的第一环。

根据江河的统计报告，中国市场对12英寸硅片的需求量在2018年超过600万片，2019年增至1800万片。随着大量芯片制造厂的投产，预计中国市场在2021年对大硅片的需求将超过3500万片。

可是，这种无比重要的基础原材料，在国家发起半导体冲锋之前，自给率只有不到百分之一，而这百分之一也是一种积极扶持之后的数量。

江河看着数字不住摇头，我们太相信国际合作这种理想，太希望全球化地球村真正实现，可现实给我们上了这沉重的一课。

这时候，中国硅片的供应几乎全部被国际几个大厂占据。

其中，日商信越化学、日商三菱住友、德国世创电子、首尔硅德荣和中国宝岛的环球晶圆控制了硅片市场的94%，其中对12英寸大硅片的控制程度更是高达98%。

这些供应商没有一家在中国设厂，这样做一是要垄断市场，另一个则是为了防止技术外流。

根据最新获得的消息，那只看不见的黑手已经开始着手控制硅片对中国市场的销售，一旦严格控制，中国半导体自主产业就会失去赖以生存的地基。

实现半导体原材料自给自足迫在眉睫。

实际上，中国硅材料的研究并不落后，上个世纪五十年代后期已经拉出了第一根硅材料晶体棒，1997年中科院下属硅材料研究所更是拉出了12英寸硅材料晶体棒。但是这些都是科研成果，并没有实现到产业化的转变。

到了2019年，虽然国内也可以生产一些硅材料，但因为纯度差，精度不够，只能使用在高速发展的光伏产业里，并不可使用在芯片制造上。

既然落后，只能追赶，自古华山一条路！

江河立刻着手申请建立工厂，实现硅材料的制造。

这时候，问题又来了，作为一个学者，江河领导搞一搞方案可以，但要实现工厂运行，还是需要产业界的努力。

这种情况下，江河再度召集刘运平等人，商量如何以国家基金为启动资助，尽快实现工厂建立。

“我同意江河主任的意见，以最快速度实现半导体原材料供应。不过，我们这次建设的思路需要调整”

经过多次接触，刘运平和江河熟悉起来，他发现这个中年人一心只想着做事，没有半分浮夸和虚伪，是可以值得交往的人。

所以，听到基本计划之后，刘运平立刻举手发言。

江河以微笑示意刘运平发言。

“我们过去建设工厂，注重的是先进和成本，考虑的主要是尽快高质量生产，但忽视了设备的供应来源”

“要高速，高质量生产，只能采用国际上成熟的厂家供应设备，这样订单又全部落在了外国大厂手里。”

“这样一来，设备落在外国厂商手里，等于新工厂再次被卡脖子，只是这次卡的更深一点而已”

听到这里，在座的人都笑了，确实如此。

“我建议，这次建设新厂，主要设备从国内供应商那边采购”

“可是，国内目前的设备，还是不成熟啊”

另一位企业家说话。

“对，不使用，不改进迭代，永远都不会成熟”

林冲锋话不多，但一句话就说道了要害上。

华通科技是重视扶持国产供应链的，这几年华通开始进入家用领域，也就是所谓的消费者业务。

华通推出了诸如网络电视，平板电脑和智能手机等消费者终端产品。

为了扶持国内厂家，尽管不够成熟，华通还是尽可能采购国内元器件，尽管遭遇了很多消费者各种讽刺嘲讽，但华通扶持国内产业链的初心不改，一往如前。

“我建议，国家有关半导体基金联合产业界共同扶持国内芯片原材料供应商。”

刘运平接着发言，他提出可以用基金首先给启动资金，然后产业界负责大批量使用，采购，最后形成产业循环的方法。

刘运平随后取出笔记本，他已经在会议之前考察了一大批新生高科技半导体材料公司，并精心挑选了几家作为重点。

南京晶能的长晶炉。硅片生产及加工环节包括长晶、切磨抛、清洗和检测等工艺，对应设备有长晶炉、切片机、研磨设备、抛光机、清洗机和检测设备等。

这些设备的供应商主要集中在日、国、德国北美，且每一类设备都被几家供应商垄断。

中国国内厂商目前在长晶炉、切片机和研磨设备上有所突破，抛光机和检测设备都还接近于零。

“我们首先要做成一片龙头企业，然后再循次发展，最后带动国内半导体设备的集体腾飞。”

2019年12月，中国半导体工业“凤凰计划”全面启动，一场可歌可泣的反击战就此正式拉开帷幕。