人算不如天算，进入 21 世纪，智能手机横空出世，芯片的能耗和体积一下成了关注点，于是 ARM 架构一飞中天，几乎垄断了手机芯片。
小结一下：
X86 架构，能耗高、体积大、性能强。
ARM 架构，能耗低、体积小、性能弱。
于是，一个占了电脑，一个占了手机，直到今天，仍是主流设计方案。至于其他 3 个轮子或 5 个轮子的汽车，多多少少还是有些劣势，没有形成主流。
最近有新闻说，中国和 ARM 要成立中方控股的合资公司，ARM 欲借此重回芯片制造商的角色。
决定汽车用几个轮子，距离造出汽车还差得很远。有了基本架构，后面的设计依然是漫漫长征路，所以还得要有好工具：EDA 软件。
Synopsys，Cadence，Mentor，三巨头几乎垄断了全球 EDA 市场，一水儿的美帝公司。直到最近，熬了三十年的华大九天终于露头了，这家中国电子信息产业集团的二级公司，连续多年以 50% 的年增长率狂追，算是站稳了脚跟。
虽然借助 EDA 软件的仿真功能可以判断电路设计是否靠谱，但要真正验证这种精巧线路的靠谱程度，只有一种办法，那就是：用！广泛的用！长久的用！正因为如此，芯片设计不光要烧钱，也需要烧时间，属于试错周期较长的核心技术。
既然是核心技术，自然就会发展出独立的公司，所以芯片公司有三类：既设计又制造、只设计不制造、只制造不设计。
但凡要处理信息，基本都有芯片，包括通信芯片、服务器芯片、手机芯片、电脑芯片等等。早期的芯片复杂程度不算夸张，所以设计制造可以在同一家公司完成，最有名的：美国英特尔、韩国三星、日本东芝、意大利法国的意法半导体；中国大陆的华润微电子、士兰微；中国台湾的旺宏电子等。
外国、台湾、大陆三方，大陆的起点最低，早期的产品多集中在家电遥控器之类的低端领域，手机、电脑这些高端芯片几乎空白！
后来随着芯片越来越复杂，设计与制造就分开了，有些公司只设计，成了纯粹的芯片设计公司。如，美国的高通、博通、AMD，中国台湾的联发科，大陆的华为海思、展讯等。
大名鼎鼎的高通就不多说了，世界上一半手机装的是高通芯片，AMD 和英特尔基本把电脑芯片包场了。电脑和手机是芯片市场的两块大蛋糕，全是美国公司，世界霸主真不是吹的。
台湾联发科走的中低端路线，手机芯片的市场份额一度排第三，很多国产手机都用，比如小米、OPPO、魅族。不过后来被高通*有点惨，销量连连下跌。
华为海思是最争气的，手机处理器芯片麒麟，市场份额随着华为手机的增长排进了前五。个人切身体会，海思芯片的进步真的相当不错。最近华为又推出了服务器芯片鲲鹏 920，5G 基站芯片天罡，5G 基带芯片巴龙 5000，性能都是世界顶级的，隐隐看到了在芯片设计领域崛起的势头。
展讯是清华大学的校办企业，比较早的大陆芯片企业。前段时间传出了不少危机，后来又说是变革的开始，过的很不容易，和世界巨头相差甚多。
大陆还有一批芯片设计企业，晨星半导体、联咏科技、瑞昱半导体等，都是台湾老大哥的子公司，产品应用于电视、便携式电子产品等领域，还挺滋润。
在大陆的芯片设计公司，台湾顶住了小半边天，另大半边天原本是塌着的，现在华为算是撑住了。还有一类只制造、不设计的晶圆代工厂，这必须得先说台湾最大的企业：台积电。正是台积电的出现，才把芯片的设计和制造分开了。2017 年台积电包下了全世界晶圆代工业务的 56%，规模和技术均列全球第一，市值甚至超过了英特尔，成为全球第一半导体企业。
没错，晶圆代工厂又是台湾老大哥的天下，除了台积电这个巨无霸，台湾还有联华电子、力晶半导体等等，连美国韩国都得靠边站。
大陆最大的代工厂是中芯国际，还有上海华力微电子也还不错，但技术和规模都远不及台湾。最近台积电开始布局大陆，落户南京，这几年台资、外企疯狂在大陆建晶圆代工厂，这架势和当年合资汽车有的一拼。
大陆中芯国际的 14nm 生产线刚刚上路，还在尚需努力的阶段。大家还是更愿意把这活交给台积电，台积电几乎拿下了全球 70% 的 28nm 以下代工业务。
美国、韩国、台湾已具备 10nm 的加工能力，最近台积电上线了 7nm 工艺，稳稳压过三星，首批客户就是华为的麒麟 980 芯片。这俩哥们儿早就是老搭档了，华为设计芯片，台积电制造芯片。
悄悄说一句，三星和台积电的大*都是美帝财阀，不然人家怎么能叫美帝呢？
说真的，如果大陆能整合台湾的半导体产业，并利用灵活的政策和庞大的市场促进其进一步升级，中国追赶外国的步伐至少轻松一半。现在嘛，中国任重而道远呐！
芯片良品率取决于晶圆厂整体水平，但加工精度完全取决于核心设备，就是前面提到的 “光刻机”。光刻机，荷兰阿斯麦公司 (ASML) 横扫天下！不好意思，产量还不高，你们慢慢等着吧！无论是台积电、三星，还是英特尔，谁先买到阿斯麦的光刻机，谁就能率先具备 7nm 工艺。没办法，就是这么强大！
日本的尼康和佳能也做光刻机，但技术远不如阿斯麦，这几年被阿斯麦打得找不到北，只能在低端市场抢份额。
阿斯麦是全球唯一的高端光刻机生产商，每台售价至少 1 亿美金，2017 年只生产了 12 台，2018 年 24 台，这些都已经被台积电三星英特尔抢完了，2019 年预测有 40 台，其中一台是给咱们的中芯国际，不过最近听说莫名其妙被烧了，得延期交货。
既然这么重要，咱不能多出点钱吗？第一：英特尔有阿斯麦 15% 的股份，台积电有 5%，三星有 3%，有些时候吧，钱不是万能的。第二，美帝整了个《瓦森纳协定》，敏感技术不能卖，中国、朝鲜、伊朗、利比亚均是被限制国家。
有意思的是，2009 年上海微电子的 90 纳米光刻机研制成功 (核心部件进口)，2010 年美帝允许 90nm 以上设备销售给中国，后来中国开始攻关 65nm 光刻机，2015 年美帝允许 65nm 以上设备销售给中国，再后来美帝开始管不住小弟了，中芯国际才有机会去捡漏一台高端机。
不过咱也不用气馁，咱随便一家房地产公司，销售额轻松秒*阿斯麦，哦耶！
2018 年底有则消息让人惊出一身冷汗，最早中科院只是淡淡说了句光刻项目通过验收，然后铺天盖地的 “中国光刻机终于翻身农奴把歌唱”，闹到最后连人民日报都坐不住了，直接批 “国产光刻机自嗨文” 误导公众，损坏中国科研形象。引一句原文：“这台光刻机要想应用于芯片，还要攻克一系列技术难题，距离还相当遥远。”
相比于光刻机，中国的刻蚀机要好很多，16nm 刻蚀机已经量产运行，7-10nm 刻蚀机也在路上了，所以美帝很贴心的解除了对中国刻蚀机的封锁。
不过离子注入机又寒碜了，2017 年 8 月终于有了第一台国产商用机，水平先不提了，离子注入机 70% 的市场份额是美国应用材料公司的。涂感光材料得用 “涂胶显影机”，日本东京电子公司拿走了 90% 的市场份额。即便是光刻胶这些辅助材料，也几乎被日本信越、美国陶氏等垄断。
2015 年至 2020 年，国内半导体产业计划投资 650 亿美元，其中设备投资 500 亿美元，再其中 480 亿美元用于购买进口设备。算下来，这几年中国年均投入 130 亿，而英特尔一家公司的研发投入就超过 130 亿美元。
论半导体设备，中国，任无比重、道无比远啊！
芯片做好后，得从晶圆上切下来，接上导线，装上外壳，顺便还得测试，这就叫封测。
封测又又又是台湾老大哥的天下，排名世界第一的日月光，后面还跟着一堆实力不俗的小弟：矽品、力成、南茂、欣邦、京元电子。
大陆的三大封测巨头，长电科技、华天科技、通富微电，混的都还不错。
这全景图大概描述了从硅片到芯片的全过程及中国的设备制造商，绝对是业内专家所做，值得一看。
说起中国芯片，不得不提 “汉芯事件”。2003 年上海交通大学微电子学院院长陈进教授从美国买回芯片，磨掉原有标记，作为自主研发成果，骗取无数资金和荣誉，消耗大量社会资源，影响之恶劣可谓空前！以致于很长一段时间，科研圈谈芯色变，严重干扰了芯片行业的正常发展。
硅原料、芯片设计、晶圆加工、封测，以及相关的半导体设备，绝大部分领域中国还是处于 “任重而道远” 的状态，那这种懵逼状态还得持续多久呢？
国务院印发的《集成电路产业发展纲要》明确提出，2030 年集成电路产业链主要环节达到国际先进水平，一批企业进入国际第一梯队，产业实现跨越式发展。
从研发的过程来看，需求不缺，资金不缺，只要烧足了时间，没理由烧不出芯片。当前，中国芯片的总体水平差不多处在刚刚实现零突破的阶段，虽然市场份额不多，但每个领域都参了一脚，而且势头不错，前景还是可期待的。
文末，习惯性抱怨一下人类科技的幼稚。芯片，作为大伙削尖脑袋能达到的最高科技水准，作为其根基的能带理论竟然只是个近似理论，电子行为仍然没法精确计算。再往大了说，别看现在的技术纷繁复杂，其实就是玩玩电子而已，顶多再加个光子，至于其他几百种粒子，还完全不知道怎么玩！
芯片加工精度已经到了 7nm，虽然三星吹牛说要烧到 3nm，可那又如何？你还能继续烧吗？1nm 差不多就是几个原子而已，量子效应非常显著，作为基石的能带理论就不好使了，半导体行业就得在这儿歇菜。
烧钱也好，烧时间也罢，烧到尽头就是理论物理。基础科学除了烧钱烧时间，还得烧人，烧的异常惨烈，100 个高智商，99 个都是垫脚石！工程师可以半道出家，但物理学家必须科班出身。
不能光折腾电子了，为了把中微子也用起来，咱赶紧忽悠，哎，不对，是呼吁更多孩子学基础科学吧！
最后对于今年刚高考完的孩子，有志向报告集成电路设计专业的，国内现在开设这个专业的一共有 29 所大学，分别是北京大学，华中科技大学，天津大学，山东大学，厦门大学，华南理工大学，大连理工大学，电子科技大学，重庆大学，苏州大学，西安电子科技大学，深圳大学，福州大学，广东工业大学，杭州电子科技大学，华侨大学，西安理工大学，黑龙江大学，湖北工业大学，重庆邮电大学，暨南大学，南通大学，青岛科技大学，天津理工大学，哈尔滨理工大学，成都信息工程大学，烟台大学，西安邮电大学，国防科技大学。
学习的主要课程有电路分析，固体物理，数字与逻辑电路，微电子，半导体物理，单片机原理与应用，微电子器件，硬件描述语言，嵌入式系统原理，信号与系统，电磁场与电磁波，处理器体系结构，集成电路版图设计。
【注：全文参考了但不限于《点沙成金：半导体芯片》《中芯国际招股说明书》《2020 高考志愿填报服务》《芯片破壁者：光刻技术的鬼斧之变》《半导体行业观察》】
- 文章为作者本人观点，不代表酷安立场
