华为要想实现芯片自研自产,目前仍是一条漫长且艰难的道路。主要是由于专业软硬件开发以及顶级技术的垄断和封锁,给自主研发生产芯片造成了极大困难。
芯片是由几十亿甚至上百亿晶体管组成的集成电路。芯片的生产主要由设计和制造两个环节构成,其中设计部分还包括前端设计和后端设计,分别交由不同的公司完成。目前能够独立做到设计和生产一体化的只有英特尔和三星两家企业。首先,制约芯片设计的主要是EDA技术,通过代码编制摆脱人为绘制集成电路图的束缚,极大地减少了芯片研发的时间和成本。同时,还要求成熟的制造工艺,也就是制程,制程越小,晶体管越小,芯片的性能越好,目前国际最先进的是5nm制程。在这样软件和工艺形成捆绑的局面下,国际芯片的65%以上掌握在EDA软件三巨头上,包括新思科技、铿腾电子以及明导国际,而在国内这三家企业更是掌握了95%的垄断市场。华为研发好自己的EDA技术和制程工艺,是实现芯片自研自产的第一步。
其次,芯片生产的核心机器是光刻机,而这种仪器对精细程度的要求极高。第一步铺胶,要求形成极其精确的覆盖层,平均厚度控制在正负2nm以内。而最难的部分是光源,如何寻找到波长足够短的光源来实现20nm以内的制程需要更进一步的探索,目前市面上主要采用7nm的EUV技术。同时,光刻机工作还需要严格的真空环境,保证光源不吸收其他物质; 极为平整的反射镜,要求最低点和最高点的厚度差不超过一根头发丝的厚度。在如此严苛的要求下,全球能够生产光刻机的企业只有十余家。因此,光刻机的生产也成为了华为自主研发芯片的一大难题。
综上所述,解决好EDA技术、制程工艺和光刻机生产技术,将成为华为自主研发芯片上的重大突破。