為什么高通麒麟蘋果的最新芯片都是臺積電或者三星來生產(chǎn)的？

此時此刻或許你的手機剛好刷到這篇文章，或許是華為、或許是蘋果、也或者是小米、OV等，但是你知道嗎？這些手機的芯片基本都是由臺積電或者三星制造出來的。

很多不禁問，為什么頂級手機芯片都是由臺積電、三星制造的呢？沒有第三家嗎？

這個還真沒有！一起來看看為什么吧！

制造芯片真的很難，沒有足夠的實力是絕不可能造出先進(jìn)的芯片的

芯片是一種極其復(fù)雜的工藝，制造芯片就是在挑戰(zhàn)物理極限，把晶體管無限的縮小，在固定空間內(nèi)放入更多的晶體管。

看似薄薄的芯片其實絕對不是你想想的那樣簡單，芯片中的晶體管也是疊加了無數(shù)層，就像一幢幢高樓例如：存儲芯片普遍達(dá)到了64層，高端的已經(jīng)達(dá)到了128層，工藝越來越復(fù)雜，電路搭錯的幾率就會越高，因此就要求極高的精密度和極高的制作工藝。

芯片制造的過程：

清洗硅片；目的是確保硅片清潔無污染、無針孔、缺陷，且利于光刻膠粘附，采用電鍍和去離子液來清洗；預(yù)烘和底膠涂覆；目的是為了增強光刻膠和晶圓表面的黏附性；光刻膠涂覆與烘干；對準(zhǔn)；一項非常重要的操作，對精度要求極高，例如： 5am線寬尺寸 要求對準(zhǔn)精度在1am 左右；曝光；使用特殊的光線對掩模與待加工基片的光刻膠層進(jìn)行選擇性的照射，光刻膠中的感光劑會發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，從而使感光區(qū)域和非感光區(qū)的化學(xué)成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)變化。顯影；曝光結(jié)束后加入顯影液，正光刻膠的感光區(qū)、負(fù)光刻膠的非感光區(qū)，會溶解于顯影液中，光刻膠層中的圖形就可以顯現(xiàn)出來了；刻蝕或離子注入；刻蝕過程中出現(xiàn)失誤，將造成難以恢復(fù)的硅片報廢，因此必須進(jìn)行嚴(yán)格的工藝流程控制，半導(dǎo)體器件的每一層都會經(jīng)歷多個刻蝕步驟；光刻膠的去除；一種采用等離子、特殊溶劑、等方法去除光刻膠的過程。

制作芯片對精密度要求是非常高的，就像在一顆大米粒上雕刻一張清明上河圖，而且這顆大米還是一直在移動，而且要求機械動作誤差為皮秒（百萬分之一秒）。

而且芯片的制造并不是一遍就可以完成的，大都是幾百次、甚至是幾千次的反復(fù)制作，才能夠完成。這種挑戰(zhàn)物理極限的工藝難度是可想而知的。

這種技術(shù)需要龐大的資金支持，而且要持續(xù)地投入，來確保領(lǐng)先對手。因此沒有足夠?qū)嵙Φ墓竞芸炀蜁惶蕴?/p>

除了龐大的資金支持，技術(shù)也是非常必要的。

臺積電和三星的制造技術(shù)是如何來的呢？

臺積電的成功很大程度上得益于創(chuàng)始人張忠謀。

張忠謀1931年出生于浙江寧波，畢業(yè)于斯坦福大學(xué)電機系，臺灣積體電路制造公司創(chuàng)始人，被外界稱為“芯片大王”。先后出任德州儀器公司副總裁、臺灣工業(yè)技術(shù)研究院院長，后創(chuàng)建全球第一家專業(yè)代工公司——臺灣積體電路制造公司。2018年6月5日，正式退休。

1931年，張忠謀出生在浙江寧波，雖然那時候處于最艱苦的歲月，但是他從來沒有放棄學(xué)業(yè)。經(jīng)過艱苦的努力，18歲的張忠謀考上了美國的著名學(xué)府--哈佛大學(xué)，成為了當(dāng)時哈佛大學(xué)唯一的中國人。

一年后，張忠謀做出了驚人的決定—轉(zhuǎn)學(xué)到麻省理工學(xué)院專攻機械工程。并于1952年獲得了麻省理工學(xué)院機械工程碩士學(xué)位。

畢業(yè)后，張忠謀進(jìn)入了德州儀器工作，20年時間張忠謀在半導(dǎo)體行業(yè)中打拼得有聲有色，更在德州儀器公司做到了集團(tuán)副總裁及半導(dǎo)體集團(tuán)總經(jīng)理的職位。不僅如此不服輸?shù)膹堉抑\還獲得了斯坦福大學(xué)電機系博士學(xué)位。

隨后，張忠謀離開德州儀器，開始回國創(chuàng)業(yè)，于是全球第一家專業(yè)代工公司--臺灣積體電路制造公司誕生了。

可以說，臺積電在創(chuàng)立之初就有很強的技術(shù)支持和管理經(jīng)驗。

當(dāng)然萬事開頭難，臺積電一開始也并不被看好，尤其是面對三星、英特爾、摩特羅拉這些巨頭。

1988年張忠謀通過私人交情得到了英特爾的訂單的同時也獲得第一項專利進(jìn)而成立北美子公司,這才讓臺積電從絕望中重新振作起來。緊接著1990年首次獲得國際級半導(dǎo)體企業(yè)的質(zhì)量認(rèn)可,訂單從這時起得到了穩(wěn)步上升。

當(dāng)時，臺灣正在快速地發(fā)展，天時地利人和，臺積電獲得了巨大的成功。

2005年，臺積電的毛利率超越了其他同行；2001年28nm技術(shù)突破，成為了第一家突破28nm技術(shù)的企業(yè)；隨后10nm、7nm、5nm技術(shù)都是世界領(lǐng)先。

這些技術(shù)的領(lǐng)先，大部分源于臺積電擁有專業(yè)團(tuán)隊，尤其是創(chuàng)始人張忠謀，從美國學(xué)習(xí)了先進(jìn)的知識，技術(shù)和管理經(jīng)驗。

三星的芯片技術(shù)又是如何來的呢？

向日本東芝“學(xué)習(xí)”新技術(shù)：

東芝

1983年 ，三星建立了第一個芯片工廠，成功開發(fā)出韓國第一個64K DRAM 芯片。而那時的日本半導(dǎo)體剛剛經(jīng)歷了飛速發(fā)展，做到了世界第一。三星電子開始頻繁接觸日本東芝公司。

1986年三星成功邀請到東芝半導(dǎo)體事業(yè)部部長川西剛。之后，三星被獲準(zhǔn)參觀了東芝的芯片工廠，設(shè)備配置等，三星卻趁機挖走了管轄生產(chǎn)線的生產(chǎn)部長，建設(shè)了一個和大分工廠相同構(gòu)造的工廠。

很快，三星就開發(fā)了256位芯片、486位芯片，并正式進(jìn)入全球芯片市場的競爭中。

90年代日本金融危機爆發(fā)，日本經(jīng)濟受到嚴(yán)重的沖擊，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)也遭到巨大的打擊，業(yè)績下滑，產(chǎn)品銷售不暢，職工薪酬問題等等紛紛冒出來。

于是三星再次看到機會，開始趁機挖走日本的半導(dǎo)體人才，還搞出了《人才活用計劃》，通過高薪、配套的服務(wù)，獲得了大量的技術(shù)、設(shè)備、甚至是情報。

此后三星開始在芯片領(lǐng)域急速發(fā)展，成為了半導(dǎo)體領(lǐng)域最大的一匹黑馬。

梁孟松帶領(lǐng)三星電子進(jìn)入14nm時代

2006年，臺積電人事變動，技術(shù)大拿梁孟松受到降職打壓，驕傲的梁孟松憤而辭職，離開了臺積電。

三星看到了機會后，開出了年薪3000萬人民幣的天價，邀請梁孟松入職，三星會長李健熙親自接見梁孟松，更是把他贊為“芯片界的比爾蓋茨”，梁孟松被“感動的一塌糊涂”，決意在三星重新闖出一片天地。

梁孟松加入三星后，對三星半導(dǎo)體進(jìn)行了大刀闊斧的改革，并與臺積電展開了激烈的競爭。梁孟松力排眾議，主張放棄已經(jīng)跟不上節(jié)奏的20nm制程，直接由28nm制程升級到14nm。

2015年，三星完成了了14nm工藝，而此時的臺積電還是16nm技術(shù)，三星一舉超越了臺積電成為了世界第一。之后三星不斷蠶食臺積電的市場份額，并且成功地獲得了蘋果和高通的大單。

之后臺積電將三星告上法庭，理由是梁孟松將技術(shù)泄露給三星，之后梁孟松離開三星，輾轉(zhuǎn)去了中芯國際。

而三星在失去了技術(shù)大咖加持后，迭代逐漸放緩，盡管制作工藝也達(dá)到了5nm，但是市場份額被臺積電搶走大半。

三星的關(guān)鍵技術(shù)得益于日本東芝和臺積電離職的梁孟松，加上自身的努力，同樣成為了芯片代工領(lǐng)域的頂級企業(yè)。

除了技術(shù)外，還需要一種必備的設(shè)備——光刻機

芯片制造的核心設(shè)備是光刻機，最先進(jìn)的EUV光刻機不是你有錢就能買到的

芯片制造離不開一款精密設(shè)備—光刻機

ASML生產(chǎn)的 光刻機

EUV光刻機制造難度極高，基本代表人類科學(xué)技術(shù)、工業(yè)制造的最高成果。其中難度最大的是鏡頭和光源。

光刻機的鏡頭采用蔡司技術(shù)，蔡司是德國歷史悠久的光學(xué)儀器廠商，其產(chǎn)品向來是“高貴”的代名詞。同樣的一個鏡片，不同工人打磨，光潔度相差十倍。鏡片材質(zhì)均勻，更需要幾十年甚至上百年的技術(shù)沉淀。

光刻機的光源使用波長極短的極紫外光，該技術(shù)是使用激光產(chǎn)生等離子源產(chǎn)生13nm的紫外波長。這種光源工作在真空環(huán)境下，產(chǎn)生紫外波長，然后由光學(xué)聚焦形成光束，光束經(jīng)由用于掃描圖形的反射掩膜版反射，由于極紫外光的固有特性，產(chǎn)生極紫外光的方式十分低效。能源轉(zhuǎn)換效率只有 0.02% 左右。

而光刻機要做的事情，要比在一粒米上雕刻清明上河圖還要難，機械動作誤差為皮秒（百萬分之一秒），而且要在恒溫、恒濕、真空中操作，這些基本都是挑戰(zhàn)人類極限的工作。

世界上最先進(jìn)的光刻機是由荷蘭ASML生產(chǎn)的EUV光刻機，而且是100%的壟斷，也就是說沒有這種光刻機，是無法制造出頂級芯片的。價格約為1.6億歐元每臺，折合人民幣約12.5億元，關(guān)鍵是有錢還不一定能夠買到。

荷蘭ASML的光刻機不賣給中國，那么這些光刻機都賣給了誰呢？

一半賣給了臺積電，另一半則是賣給了三星和英特爾。

2020年ASML公司一共生產(chǎn)了26臺EUV光刻機，其中一半是臺積電買走了，而英特爾三星則承包了另一半。

臺積電為什么要買一半的光刻機呢？

當(dāng)然是為了卡住其他公司，防止競爭對手超越自己，因為ASML每年光刻機的產(chǎn)量極其有限。臺積電，三星英特爾等公司都是他的主要客戶以及股東，按照協(xié)議，這些股東是有購買設(shè)備的優(yōu)先權(quán)的。那么，沒貨了，其他想購買光刻機的公司就不能這么及時有效地將光刻機買走了。這也是一種競爭手段，盡管不太光彩。

EUV光刻機是多個國家合力的結(jié)果，僅憑荷蘭是無法制造出來的，美國、德國、日本等都提供了技術(shù)支持，這也就是為什么美國可以讓ASML拒絕向中國提供EUV光刻機的原因。

看到這里，網(wǎng)友不禁問：中國有沒有制造芯片和光刻機的企業(yè)呢？

答案是有！

中芯國際就是中國制造芯片的企業(yè)，上海微電子就是國產(chǎn)光刻機制造企業(yè)。但是與國際上先進(jìn)的技術(shù)還有些差距。

中國的中芯國際+上海微電子與臺積電+ASML差距有多大呢？為什么制造不出頂級芯片呢？中芯國際

2000年4月3日，張汝京籌集了14億美元資金在開曼群島注冊了中芯國際（SMIC），并把公司地址定在上海。同年8月1日，中芯國際在上海浦東新區(qū)張江高科技園區(qū)打下第一根樁，12月21日，中芯國際在上海正式成立，中國自己的芯片制造企業(yè)誕生了。

2001年9月25日，中芯國際第一片0.25微米產(chǎn)品上線生產(chǎn)。

2003年中芯國際開始與國際巨頭合作，先是和日本東芝簽署技術(shù)授權(quán)和代工協(xié)議，接著又與摩托羅拉簽署長期戰(zhàn)略合作協(xié)議，同年設(shè)立了天津分公司。2004年，中芯國際就在美國、香港上市，成為了世界領(lǐng)先的半導(dǎo)體制造企業(yè)。

快速發(fā)展的中芯國際，招來了同行的嫉妒與競爭，其中就有一個對手叫—臺積電。

2003年，臺積電起訴中芯國際侵害其專利技術(shù)。臺積電指稱：中芯國際通過延攬臺積電員工——數(shù)量超過100人，要求部分人員為其提供臺積電商業(yè)秘密，要求對中芯國際判處禁令，并支付10億美元賠償。

臺積電通過起訴中芯國際侵害專利技術(shù)，最終導(dǎo)致中芯國際內(nèi)部人事動蕩，公司創(chuàng)始人張汝京被迫離職，公司出現(xiàn)了5年的連續(xù)虧損。

此后幾年中芯國際調(diào)整了公司戰(zhàn)略，不再專注于工藝制程的提高，而是注重公司內(nèi)部的管理，其實是由于管理層動蕩，被迫放慢了發(fā)展腳步。

2015年2月13日，中芯國際與國家集成電路基金合作，獲得了30億元的融資。這筆資金除了公司日常經(jīng)營，還債之外，還有一個重要任務(wù)，就是“攻克14nm技術(shù)”。

2017年曾在臺積電任職的梁孟松也加入中芯國際，梁孟松曾在臺積電擔(dān)任主管技術(shù)的處長，號稱“技術(shù)狂人”，自此中芯國際在工藝上突飛猛進(jìn)，并于2018年末，實現(xiàn)了14納米工藝技術(shù)。

其實中芯國際和臺積電的技術(shù)很有淵源，創(chuàng)始人張汝京同樣有過美國留學(xué)的經(jīng)歷，也曾在德州儀器公司任職，也在臺灣創(chuàng)建了芯片代工公司。后來創(chuàng)建的中芯國際很多管理層和技術(shù)人員都是臺灣人，后來的CEO梁孟松也曾是臺積電公司的技術(shù)大咖，號稱“技術(shù)狂人”。

毫不夸張地說，在中國這片熱土上，憑借中芯國際的技術(shù)經(jīng)驗，如果有EUV光刻機的加持，超越臺積電也只是時間問題。

但關(guān)鍵是沒有EUV光刻機啊！

目前最高端的國產(chǎn)光刻機是上海微電子公司制造的，工藝制程為90nm，在國內(nèi)市場份額超過80%，并且也銷往國外。

上海微電子制造的光刻機和荷蘭ASML的EUV光刻機相比，卻處于低端序列，根本無法制造手機芯片，這也是華為麒麟芯片被“卡脖子”的一大原因。

目前光刻機可以分為三個檔次：

荷蘭ASML壟斷了高端光刻機市場，代表作：EUV光刻機；日本尼康和佳能占據(jù)了中端光刻機市場，止步于28nm；上海微電子只能占據(jù)低端光刻機市場，90nm光刻機。

目前我國的光刻機水平處于市場最底端，和日本都有差距，和荷蘭ASML差距則更大。

最先進(jìn)的EUV光刻機，在臺積電的生產(chǎn)技術(shù)下，已經(jīng)成功量產(chǎn)5nm芯片，蘋果A14、麒麟9000已然應(yīng)用于手機上，3nm工藝制程也在試驗階段，上海微電子的90nm工藝與ASML的5nm工藝相差5代。

芯片制造技術(shù)落后幾年，光刻機相差5代，這就是我國芯片制造領(lǐng)域的處境，也是為什么華為的麒麟芯片無法代工的根本原因。

問答總結(jié)

目前高通、麒麟、蘋果的最新芯片都是臺積電或者三星來生產(chǎn)的，沒有第三家。從技術(shù)上來看，臺積電第一，三星電子第二，排在第三位的是英特爾。

英特爾目前的工藝水平在10nm左右，而且僅為自己的電腦芯片提供制造服務(wù)。

而我國的中芯國際目前工藝水平在14nm左右，真的沒有能力為高通、華為、蘋果代工芯片。由于制造技術(shù)和制造設(shè)備的原因，這種格局還會持續(xù)數(shù)年。

我是科技銘程，以上是我的回答，希望可以幫到您，如有不妥之處，敬請批評指正！