芯片一直都是汽車的重要組成部分，從傳統(tǒng)汽車到智能汽車，芯片扮演著越來越重要的角色?！叭毙尽钡膯栴}已經(jīng)慢慢得到緩解，但“缺中國芯”的問題還一直存在。今天先從芯片是怎么做的開始說起，再聊聊汽車芯片的分類和應(yīng)用，最后再說一下我對國產(chǎn)芯片的期待和擔(dān)心。

Part 1怎么用沙子做芯片

    芯片是怎么來的，是用沙子做成的嗎？其實沙子是打造芯片的地基——硅晶圓的基礎(chǔ)。

    而「硅晶圓」最初的模樣我們都見過：我們所熟悉的沙子。普通沙子在高溫作用下轉(zhuǎn)化成純度約99.9%的硅。

●硅熔煉：經(jīng)過熔化，從中拉出鉛筆狀的硅晶柱

●硅錠：再用鉆石刀將硅晶柱切成圓片

●切割：最后拋光，便形成硅晶圓，芯片的地基——晶圓完成

硅晶圓的直徑常見的有：8英寸（ 200mm）12英寸（300mm）

直徑越大，單個芯片成本越低，但加工難度越大。

晶圓做好之后，需要進行：光刻、摻雜、切割、封裝，才能變成最終的成品。

其中最難的步驟是光刻。

●光刻：硅片上涂光刻膠

紫外線透過掩膜照射光刻膠，掩膜上印著預(yù)先設(shè)計好的電路圖案；光刻過程中曝光在紫外線下的光刻膠被溶解掉，清除后留下的圖案和掩膜上的一致。

用化學(xué)物質(zhì)溶解掉暴露出來的晶圓部分，剩下的光刻膠保護著不應(yīng)該蝕刻的部分。蝕刻完成后，清除全部光刻膠，露出一個個凹槽。

●摻雜：摻雜是通過離子注入，賦予硅晶體管的特性。

先把硼或磷注入到硅結(jié)構(gòu)中

接著填充銅，以便和其他晶體管互連

然后可以在上面再涂一層膠，再做一層結(jié)構(gòu)。一般一個芯片包含幾十層結(jié)構(gòu)就像密集交織的高速公路。

●封裝測試

芯片做好后，用精細的切割器將芯片從晶圓上切下來，焊接基片上，裝殼密封。經(jīng)過測試后就可以包裝銷售了。

Part 2汽車芯片用在哪里？

    芯片一直都是汽車的重要組成部分。傳統(tǒng)汽車中，主要會用到分立器件、模擬芯片、邏輯芯片等等，構(gòu)成傳統(tǒng)的電子控制器ECU來實現(xiàn)對車輛的控制。

    新能源汽車會使用功率芯片，是電驅(qū)動系統(tǒng)的“心臟”，包括線控制動和轉(zhuǎn)向控制等都離不開功率芯片。

    而智能汽車在這個基礎(chǔ)上，還需要用到的高算力芯片的異構(gòu)芯片，包含GPU、CPU（Graphics Processing Unit，主要負責(zé)的任務(wù)是加速圖形處理速度）、NPU等等，這些構(gòu)成了汽車的高算力SOC芯片，也是智能汽車的“大腦”。

    智能汽車還需要大容量的存儲芯片，它是智能汽車的“記憶“。隨著云和邊緣計算在智能汽車 領(lǐng)域越來越重要，對存儲器的需求與日俱增。

    另外，智能汽車里還有感知芯片和通信芯片。

● 感知芯片，比如攝像頭CIS是智能汽車的“眼睛”。激光雷達、毫米波雷達也需要數(shù)量眾多的射頻和光電芯片，來提供給智能汽車足夠強的感知能力。

● 通信芯片分為兩類，一類是車內(nèi)的高速互聯(lián)芯片，一類是車輛和外界通信的芯片，主要作用是把智能汽車里面的數(shù)據(jù)進行高速傳輸。

    因此我們看到傳統(tǒng)汽車在通往電氣化和智能化的過程中，需要的芯片越來越多，芯片的制程要求也越來越高。

（28nm以上的 16 14nm以下）

Part 3芯片?發(fā)展天花板對智能汽車的影響

    在最新的出口管制新規(guī)，中國在先進計算芯片和制造先進半導(dǎo)體的能力受到了約束，具體涉及范疇：

◎16nm或14nm以下制程的非平面晶體管結(jié)構(gòu)a（FinFET或GAAFET）的邏輯芯片；

◎半間距不超過18nm的DRAM存儲芯片；

◎128層或更多層的NAND閃存芯片。

    根據(jù)臺積電在2021年的工藝來看，受到限制的主要包括RF、Logic、先進的Analog和eNWM芯片，這對于中國汽車產(chǎn)業(yè)走向智能化，無疑蒙上了一層陰影。汽車行業(yè)只是一個終端應(yīng)用行業(yè)，對于高制程芯片的需求在未來5年左右能夠體現(xiàn)出來，因此智能汽車要發(fā)展，這有賴于中國半導(dǎo)體行業(yè)的突破。

    小結(jié)：目前我們需要持續(xù)觀察這個管制對于中國半導(dǎo)體行業(yè)的影響，汽車行業(yè)能做的是扶持傳統(tǒng)工藝下的汽車芯片國產(chǎn)替代，5年以后會不會在在智能汽車上形成代差，這是我比較擔(dān)心的。