韩国芯片制造出问题？美国5G遭劫难！

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最近，一条三星给高通代工的5G芯片，因为良品率问题导致美国高通的5G芯片全部报废的假新闻，让许多人对现阶段5G芯片的发展有了兴趣。

众所周知，在全球芯片代工领域，主导地位一直被台积电和三星两家芯片代工巨头公司长期垄断。所谓芯片代工指的是半导体产业的生产环节，专门从事半导体晶圆制造生产，而自己却不从事芯片设计研发的工作。只不过与一般的代工行业不同，芯片行业的代工背后技术含量非常高。

（图源：WSJ）

（图源：BBC）

在此前的半导体行业，半导体企业是集设计与生产于一体的，并不存在代工一说。随着芯片的高集成以及晶圆尺寸成长，还有需求量的提高，建设一家晶圆代工厂不仅需要投入巨额资金，还需承担工艺成本等方面的风险，此时代工厂就出现了。

（图源：pixabay）

而作为行业内的翘楚，台积电由于技术能力很强，再加之发展迅速，所以台积电也逐渐成为了全球各大科技公司的最佳合作伙伴。目前世界一流的7nm制成工艺，就只有台积电和三星两家公司能做到，其他公司的工艺发展也由于研发慢，良品率低等问题，和这两家巨头有着不小的差距。

（图源：pixabay）

也正是因为如此，几乎全球的半导体企业都离不开台积电，我们所熟知的华为、苹果、高通、联发科等，都是台积电的大客户。目前台积电在全球芯片代工市场的份额已经高达了50%以上，紧随其后的三星，也只有不到15%的份额。

不过至于为何高通要找三星代工5G芯片，主要原因还是台积电生产不过来了。因为台积电在此之前已经拿到了华为和苹果的大量订单，这对于高通来说，无疑在生产排期上是很不利的，所以就只好找三星了，没想到还差点因为一条假新闻让人误以为美国的5G芯片要出问题。

（图源：wikipedia）

要说到芯片的制造，我们就不得不提到晶圆这个东西，很多人一听到晶圆都不知道这是个什么玩意。其实晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，这是制造半导体芯片的基本材料，而晶圆的最主要的原料是硅，美国“硅谷”的称号不也是这么由来的么。

硅是一种常见的物质，我们日常到处可见的沙子，就富含二氧化硅。这些沙子，经过多次提纯，高温整形后，然后采用旋转拉伸的方式，变成一个圆柱体，单晶硅锭。单晶硅锭就是晶圆的最初形态，经过横向切割，会产生许多圆柱形的硅片，这就是晶圆。

（图源：WSJ）

而在CPU的制造工艺中，我们总会看到CPU制程工艺为14nm、10nm等术语，这又代表了什么呢。所谓这些不同数值的纳米等级，代表的是CPU的加工精准度，简单的来理解就是芯片内部的电路与电路之间的最小距离。数值越小，同一单位内的电路密集度就会越高。

一般来说，在相同处理性能的前提下，集成化程度越高，制程工艺越精细，对于芯片的尺寸也会越小，而且会更加省电，散热也会更好。当然这并不是绝对的，需要根据体实际情况来看。

不过最近由于5G的高速发展，对于芯片的制程工艺要求也在提高。台积电表示其将加速推出5nm的制造工艺，并会在后续更新更加先进的3nm制造工艺，以应对市场的需求和现代科技的飞速发展。

其实对于5G发展来说，不仅网络协定和服务基站的建设十分关键，我们的电脑和手机等终端设备中所需要安装的5G芯片也是十分重要的，因为所有的数据交互，都需要输出端和输入端的协同配合，这两者必须都达到一个水准才能发挥出最大作用，可见5G芯片的重要地位。而其重要不仅体现在上述的制程工艺中，还有芯片电路的设计方面。

（图源：Huawei）

这其实不难理解，文章的开头我们已经说过，芯片代工厂的工作是按照甲方需求进行晶圆和芯片的制造和生产，其并不进行芯片电路的设计。所以，电路的设计就成为了这些半导体公司的工作，电路设计越合理，越高效，对于生产和实际应用来说，性价比就会更加高。所以只有设计和生产工艺都优秀，才能制造出更先进的芯片。

而设计的重要性不仅体现在芯片的生产和制造中，在其他行业亦是如此。我们所熟知的汽车品牌凯迪拉克，其在上世纪50年代的汽车设计，就采用了许多飞机和火箭的元素。

（图源：wikipedia）

在二战时期，美国有一款功勋战斗机P-38，这款战斗机十分厉害，为二战的胜利做出了不可磨灭的贡献，所以在二战后，由于美国是战胜国，所以凯迪拉克就根据这款功勋机对自己的汽车进行了设计，再加美国通过战争获得了许多钱财，经济实力也显著提高，所以这种造型奇特的汽车一经推出就引起了轰动。

（图源：Cadillac）

许多明星都把这种车当作自己的座驾，而在后续，美国航空航天事业的发展，也让大家对于火箭有了浓厚的兴趣，而此时的汽车设计，已经不再模仿飞机造型了，而是根据火箭的造型来进行设计和生产，外形更加夸张，一度达到了极盛时期，直到1973年石油危机的爆发。

（图源：wikipedia）

在石油危机爆发之后，由于油价的上涨，凯迪拉克和一众美国车企看到了石油价格和供应量对人们生活的影响，所以逐渐放弃了之前造型夸张，而且十分耗油的不合理设计。后来的美国汽车设计，逐渐开始向现代化正常化发展。

（图源：Cadillac）

到了二十世纪前后，我们的生活发生了翻天覆地的变化，科技的进步也让大家的生活更加便捷，此时凯迪拉克开始疯狂宣传自己的钻石切割设计，并用这种现代化，科幻化的设计迅速在人们心中留下了深刻印象，直至今日，钻石切割还应用在每一辆凯迪拉克汽车上。

可见顺应时代和大众口味的设计对于一个公司和其产品的重要作用，合理的设计不仅会给自己带来巨大的收益，甚至还会影响整个行业乃至时代的发展。所以，提升我们的5G芯片影响力，我们需要在科技研发和合理设计方面更加努力，才能长期占据世界话语权。

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