珠江路旧柜台里的半导体,原来不是你想的那样

09年9月23号我刚到南京读大学,兜里揣着半个月生活费,在珠江路蹲了一下午淘到个二手MP3,花了八十块,陪我熬完了整个大学的晚自习。上个月整理旧箱子翻出来,按开关完全没反应。找了家开了二十多年的巷口维修店,老板蹲在小马扎上撬后盖,镊子一拨就点出个指甲盖大的银灰色小方块,说。 就是这里坏了。 这就是半导体。 我那时候听过这个词几百遍,从来没把它和这么小的东西联系起来。

别翻百科了,换个说法懂半导体

我们从小听老师说,东西要么导电,要么不导电。铜、铁这些金属能导电,橡胶、玻璃不能。 半导体就是卡在中间的那个异类。 它不是半导一半不通电,它是能变。你给它加点电压,晒点光,甚至温度变一点,它就能从“不导电”改成“导电”,撤掉外界影响,它又变回不导电。说白了,就是个可以精准控制的电开关。 现在我们所有的电子设备,核心就是几十亿个这种微小开关,按规则通断,算出你要的结果,显示你要看的内容。所有这些开关,全是做在半导体材料上的。
半导体晶圆切割成品硅片
半导体晶圆切割成品硅片
说实话,我之前翻百科,看什么“室温电阻率介于导体和绝缘体之间”,看了三遍还是懵,换这个开关的说法,一下子就懂了,对吧? 你手里的手机,车上的自动驾驶芯片,家里空调的控制板,甚至火星探测器的核心,本质上就是一堆用半导体做的开关堆出来的。

大家抢破头的半导体产能,到底抢的是什么

很多人刷新闻,天天看“缺芯”“抢产能”,总觉得我们抢的都是最先进的3nm、5nm芯片,不对。 去年汽车行业缺芯缺到什么程度?新车下线了停在停车场,就等一颗十几块钱的半导体芯片,缺一颗就没法交车。太离谱了。 而那些缺的芯片,大多不是什么先进制程,都是已经发展了几十年的成熟制程,用来做功率半导体、控制芯片的。很多人觉得只有先进制程才叫半导体,其实我们生活中90%的半导体应用,用的都是成熟制程。
芯片制造蚀刻工艺无尘车间场景
芯片制造蚀刻工艺无尘车间场景
不过话说回来,先进制程为什么难?你想啊,同样指甲盖大的一块半导体晶圆,你要做10亿个开关和做1亿个开关,精度要求差十倍,对制造设备的要求翻着倍往上涨。现在最先进的光刻机,一台卖几亿美元,全世界只有一家能造,光排队就要等两三年,门槛高到离谱。 但这不等于成熟制程就没门槛。我们现在的成熟制程产能,其实还差很多,很多企业要下单,得排半年以上的队,就是因为过去大家都盯着先进制程,忽略了成熟产能的布局。 我上个月跟一个做半导体供应链的朋友吃饭,他说现在很多做消费电子的小企业,宁愿加价拿现货,也不敢等排期,万一等三个月,产品风口都过了。

三个常见误区,我之前全错了

三个常见误区,我之前全错了
三个常见误区,我之前全错了
第一个误区,半导体就是硅。不对。最早商用的半导体材料是锗,现在除了硅,还有氮化镓、碳化硅这些所谓的第三代半导体。你现在买的小体积快充,上面印的氮化镓,就是第三代半导体,同样功率下,体积能做小一半,就是因为它的半导体特性比硅更适合高功率场景,早就走进你我生活了。 第二个误区,半导体就是芯片。不对。半导体是一类材料的统称,芯片是用半导体材料加工出来的最终产品。就像面粉是材料,面包是成品,你不能说面粉就是面包,对吧?除了做芯片,半导体还能做发光二极管,做太阳能电池板,做传感器,应用多了去了。 第三个误区,我们完全做不出高端半导体。说实话,我之前也被网上的带节奏带偏过,后来接触了几个在这个行业干活的人,才知道不是这么回事。我们现在确实在最顶尖的制造设备、最先进的制程上还有差距,但是整个半导体产业链,从上游的材料到中游的制造,再到下游的设计,我们已经能做到大部分环节自主了,这个差距是发展中的差距,不是从零到一的差距。 我那个做供应链的朋友说,现在国内新的晶圆厂一个接一个建,良率提升的速度比十年前快太多了,再过三五年,真的会不一样。别听网上一帮人瞎喊全方面落后,他们连晶圆长什么样都没见过。 前阵子去南京出差,又路过珠江路,当年满街卖二手数码的店铺,现在大半换成了奶茶店和培训机构,只有那家维修店还开着,门口的招牌掉了漆,老板还是蹲在柜台后面的小马扎上,捏着镊子修东西。我进去买了瓶冰矿泉水,跟他聊起半导体,他擦了擦手笑,说我修了二十年家电手机,十台坏机器里有八台,都是某个半导体小零件烧了。 最早我修的收音机,半导体有火柴盒那么大,现在呢,指甲盖大的地方塞几十亿个,变化真快。 其实对我们普通人来说,半导体从来不是藏在晶圆厂无尘车间里遥不可及的高科技,它就是你每天揣在兜里的手机,是你快充头里的氮化镓,是你车里的刹车控制单元,是所有你天天用却从来没注意过的,那个默默干活的小方块。 它没那么玄乎,也没那么简单,就是这么一步步从半个世纪前的大晶体管,缩到了现在的纳米级,改变了整个世界。

作者|科技

排版|科技

审核|白杨

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