CPU是人類技術發展的里程碑，但CPU技術我們依然差距太大

今天我們來說說CPU，CPU算是二戰以後人類技術發展的一個里程碑，一部手機或者是一台電腦，都一定會有CPU，這是手機和電腦的靈魂，沒有CPU手機和電腦就無法運行。每一款高性能的CPU裡面都至少有著幾十億的晶體管，這是數十年來摩爾定律爆發的結果。既然有著數十億晶體管，那麼假如其中有幾個晶體管損壞了，是不是意味著整個CPU都損壞了呢？

答案肯定是否定的，CPU工程師又不傻，自然會考慮到這個問題，於是就出現了冗餘設計，每個CPU裡面並不是每個晶體管都會使用到，在製造之初就會加入一部份看似沒啥用的晶體管，尤其是在存儲功能，一旦出現了損壞，就會自動切換線路，使用後備路線，避免整體運行的造成的不良影響。則有點像我們人體，我們人體也有著億萬個細胞，偶爾出現部分細胞損傷是無傷大雅的，不過唯一不同的是我們人體能夠自我修復但是CPU不行。

但讓如果出現了太多的晶體管罷工，CPU也是會罷工的，這需要達到一定的數量級。不過大家也不用擔心，日常使用是很難達到這個數量級的損壞的，除了一些小雜牌。CPU的耐用程度可不是吹的，就算你電腦主板燒掉了甚至是自然生鏽了，基本CPU還能用，就是這麼耐用，不僅僅是電腦的CPU手機上的CPU也是一樣的，手機的損壞基本都不包括CPU。如果我們能夠將CPU的內部結構放大來看的話，就會發現它的內部結構簡直就像是一座超級大型的城市地圖，億萬個晶體管有序排列，分工明確，不同區域有不同的分工，令人嘆為觀止。

為什麼CPU的質量如此之好呢？那是因為有能力生產和設計CPU的廠家就沒有幾家，電腦CPU基本都是來自Intel和AMD，Intel的質量更好一點，而手機方面，大大小小的有能力生產晶元的也就華為、高通、三星、聯發科，基本就這幾家，但這幾家也幾乎都是代工的。因為CPU的生產工藝要求非常的嚴格，不能有一點點的灰塵也不能有一點點的細菌，這都會對最後生產出來的CPU產生很嚴重的結果。同時這幾十億的晶體管也不是大家想像的一個一個的安裝上去的，一個CPU裡面晶體管數量這麼龐大，而且還這麼小，一個一個安裝得裝到什麼時候。這麼多的晶體管是通過光刻機通過光刻蝕刻手段造出來的，工藝流程相當的麻煩，目前最高工藝製程是7nm工藝製程，能夠實現7nm工藝製程的廠家也僅僅只有三家，分別是台積電、英特爾和三星。

相信看到這裡大家也都知道了，生產CPU最重要的就是光刻機了，由其是7nm工藝製程更是離不開高性能的光刻機，全球的頂級光刻機基本都被荷蘭的ASML壟斷了，ASML製造的光刻機是目前全球最頂尖的。一台光刻機的製造時間和製造成本是非常高的，目前ASML最新的光刻機單台售價就已經高達上億美元，儘管光刻機的售價非常之高昂，但是追求者絡繹不絕。三星、台積電、英特爾就是花費了重金從ASML購買的光刻機，沒有這台光刻機，即便你有合適的生產工藝，你也無法完成生產。

相信大家也都知道了光刻機才是晶元能否製造的一個關鍵因素，尤其是高端晶元，既然如此我們國內沒有光刻機嗎？光刻機的內部結構非常的精密複雜，毫不誇張的說，目前全球99%的光刻機都來自荷蘭ASML，價格高是一點，而且有錢也不一定能夠買得到，ASML生產的光刻機屬於有市無價，這一點也令很多晶元生產廠商非常的被動，如此國內自然不會放棄光刻機，國內企業一直都在研發光刻機。但非常的遺憾，國內的光刻機起步非常的晚，這一點直接導致了我們的光刻機技術非常的落後。

目前上海微電子設備公司已經生產出來90nm的光刻機設備了，90nm和目前最高水平的7nm差了多少代？至少比ASML落後了10年，但這已經是我們國內能夠生產的最頂尖的光刻機了。不過我們國內的企業也都在努力了，但是這需要一段很長的時間才能夠實現，其實不僅僅是我們國內，就連美國對此也無濟於事，美國這樣的國家也僅僅只能通過控股ASML，來實現對光刻機技術的控制。

最近中國科學院光電技術研究所，研發了世界首台解析度最高的紫外超高光刻機，使用365nm波長的光，即生產22nm工藝晶元，並且通過高深度比刻蝕、多重曝光等工藝手段可以實現10nm一下的晶元生產。這是一項全新的技術，是世界史無前例的。同時這台設備，使用的波長更長，跟普通的紫外光相比，同時成本更低相較於ASML的光刻機來說。雖然說這一項技術還有這很大的弊端只能夠做到短期點線光刻，無法滿足晶元的複雜圖形，但這項技術的突破已經足夠成為打破ASML的壟斷的契機了，假以時日必然能夠打破ASML的壟斷，同時也為我們國產晶元實現彎道超車提供了契機。

雖然這一項技術還不夠成熟，但最終也將會成為挑戰台積電、三星和英特爾背後霸主的有力籌碼。相信未來在我們晶元科學家的不斷努力下，我們能夠實現晶元研發國產化，將來指日可待。未來在晶元行業我們也是有機會能夠實現自主產權的，目前雖然有華為的晶元在支撐，但實際上華為的晶元也有很多來自國外企業，架構就是。雖然我們在晶元行業已經有了進步，但也不容樂觀。但我們依然在努力著，核心技術才是一個國家真正強大的武器，不僅僅是國家企業也是如此。單光刻機技術，

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