芯片“四姨太们”的套路，一边忙融资，一边忙发展

在1991年上映的电影《大红灯笼高高照》中， 巩俐扮演的四姨太为了争宠，假装怀孕，最后事情泄漏。好心的大少爷对她说：“你也真蠢，怀孕这种事，做假能假得了几天？”四姨太说：“我蠢？我不蠢！我早就算计好了，开始是假的，只要老爷天天到我这儿，日子久了不就成真的了？”

汉芯虽然“功败垂成”，但他们的思路和套路却被“继承”了下来。在半导体产业热火朝天的今天，“四姨太们”不仅越来越多，花样更加丰富：PPT公司、合资公司、代理等模式活跃在这个市场当中，他们到底是当代汉芯还是一手忙融资，一手忙发展，还是真的想做实事？乱花渐欲迷人眼，我们应该如何看待这种现象呢？

一、未成曲调先有情的“PPT”公司

钱多的地方机会就多，进来的公司也就多。半导体毫无疑问是现在资本追逐的新战场。在这种情况下，有一些公司打着瞄准新兴领域或卡脖子市场，在地上撒下了一把国产化的诱饵，吸引了众多资本蜂拥而上，资本又帮助编撰出更加美好的故事。。。。。。

不少AI芯片公司、芯片设计企业、设备和材料厂商喊着响亮的口号，高举着“解决卡脖子，提升产业链供应链安全”的旗帜，带着制作精良的PPT迈进了中国半导体产业。在慷慨激昂、为国分忧的口号下，雾里看花实则精明百倍的资本实际上却在为无法落地的AI公司、通过东拼西凑出来的芯片设计企业、挂羊头卖狗肉的设备和材料厂商挂起了“长明”的红灯笼。

时代变迁，资本、产业这些“陈老爷们”愿意给假孕的“四姨太们”一次次机会，不论是国产替代的口号，还是先进技术突破的理想，他们都抱有希望的火种。当然，有意思的是，陈老爷地位日趋下滑，只要是处于备孕状态的姨太，就拥有产业地位，现在是资本的陈老爷打着红灯笼找有潜在怀孕体质的姨太太。

二、茅台加了镇的茅台镇酒

“真代理，假研发”成了当下芯片创业企业中四姨太效应的新模式。他们既做代理，又搞研发，新瓶装旧酒，换了个外套，便成了“中国芯”。 茅台加个镇，购买需谨慎；高举中国芯，投资要小心；口口国产替代，可能把你伤害 。尤其是材料类代理企业，将他人的材料混入自己产品中，犹如在自创酒中勾兑了极低比例的十五年茅台，便摇身一变成为了国窖陈酿，是出自茅台还是茅台镇，真假难辨。有的公司是用茅台的瓶子换上茅台镇的酒，还就成了飞天茅台；有的则是用自己的瓶子，换上别人的酒，自己的酒也就成了陈酿。假作真时真亦假！

更有一些企业，就像《亲爱的》电影当中人贩子拐走别人家的小孩， 干脆用买来的材料玩起了狸猫换太子的把戏，用自己的桶装别人的材料，买来的也说是自己的，换了一个“中国制造”的马甲就敢称自己是国产，给产业造成了一种“大突破”的假象 。

在设计企业中，更是八仙过海各显神通。有的买别家芯片，有的买晶圆自己封装，有的买“Logo”权，有的全部委托给设计服务公司。反正对外都说自家芯片，安能辨它是雄雌！

但从另一方面看，如果代理公司能够坚持不懈地进行研发，不断地在茅台中加入自己的酒，不断地提高这个比例，茅台镇或许也能够摆脱茅台的影响力，找到属于自己的定位。拐走别人家孩子的“四姨太”，希望能够再次上演“狸猫换太子”的戏码，孕育出属于自己的孩子。

三、阳澄湖里洗了澡的合资公司

国际公司将一些毛利低，意义不大的产品或者授权或者委托或者经销给国内公司，成立合资企业；有的更多是IP授权技术转让，把低端市场给到国内企业。 讲着技术引进再转化的故事，但在代理容易研发更难的无情现实面前，只能打上市捞钱的如意算盘 。

结尾

科技 竞争、政府重视、市场需求、解决卡脖子风险、增强产业链安全，尤其是科创板，使得芯片成为大风口，自然“四姨太”们也随风而来，各领风骚，各有绝招。对这种现象我以前多持批判的态度，写过不少讽刺的文章。 但当“四姨太”越来越多，似乎也得到更多的认可甚至支持的时候，我不禁思考，是不是我错了？

这不禁让我想起唐朝诗人李涉的那首著名的《井栏砂宿遇夜客》：暮雨潇潇江上村，绿林豪客夜知闻。 他时不用逃名姓，世上如今半是君 。

《大红灯笼高高照》上映已经三十多年了，但“四姨太效应”却在当今的半导体产业发扬光大。如果陈进看到现在的“四姨太”们，会作何感想？

半导体材料（semiconductor material）是一类具有半导体性能（导电能力介于导体与绝缘体之间，电阻率约在1mΩ·cm～1GΩ·cm范围内）、可用来制作半导体器件和积体电路的电子材料。

基本介绍中文名 ：半导体材料 外文名 ：semiconductor material 分类 ：电子材料 导电能力 ：介于导体与绝缘体之间 电阻率 ：1mΩ·cm～1GΩ·cm 作用 ：可用来制作半导体器件和积体电路 特性 ：半导体电导率随温度的升高而升高 简介,主要种类,新型材料,实际运用,相关材料,特性信息,特性参数,特性要求,材料工艺,套用发展,早期套用,发展现状,战略地位, 简介 自然界的物质、材料按导电能力大小可分为导体、半导体和绝缘体三大类。半导体的电阻率在1mΩ·cm～1GΩ·cm范围（上限按谢嘉奎《电子线路》取值，还有取其1/10或10倍的；因角标不可用，暂用当前描述）。在一般情况下，半导体电导率随温度的升高而升高，这与金属导体恰好相反。 凡具有上述两种特征的材料都可归入半导体材料的范围。反映半导体内在基本性质的却是各种外界因素如光、热、磁、电等作用于半导体而引起的物理效应和现象，这些可统称为半导体材料的半导体性质。构成固态电子器件的基体材料绝大多数是半导体，正是这些半导体材料的各种半导体性质赋予各种不同类型半导体器件以不同的功能和特性。半导体的基本化学特征在于原子间存在饱和的共价键。作为共价键特征的典型是在晶格结构上表现为四面体结构,所以典型的半导体材料具有金刚石或闪锌矿(ZnS)的结构。 由于地球的矿藏多半是化合物，所以最早得到利用的半导体材料都是化合物,例如方铅矿(PbS)很早就用于无线电检波，氧化亚铜(Cu2O)用作固体整流器，闪锌矿(ZnS)是熟知的固体发光材料，碳化矽(SiC)的整流检波作用也较早被利用。硒(Se)是最早发现并被利用的元素半导体，曾是固体整流器和光电池的重要材料。元素半导体锗（Ge）放大作用的发现开辟了半导体历史新的一页，从此电子设备开始实现电晶体化。中国的半导体研究和生产是从1957年首次制备出高纯度(99.999999%～99.9999999%) 的锗开始的。采用元素半导体矽（Si）以后，不仅使电晶体的类型和品种增加、性能提高，而且迎来了大规模和超大规模积体电路的时代。以砷化镓(GaAs)为代表的Ⅲ－Ⅴ族化合物的发现促进了微波器件和光电器件的迅速发展。 半导体材料 主要种类 半导体材料可按化学组成来分，再将结构与性能比较特殊的非晶态与液态半导体单独列为一类。按照这样分类方法可将半导体材料分为元素半导体、无机化合物半导体、有机化合物半导体和非晶态与液态半导体。 元素半导体 　在元素周期表的ⅢA族至IVA族分布著11种具有半导性 的元素，下表的黑框中即这11种元素半导体,其中C表示金刚石。C、P、Se具有绝缘体与半导体两种形态B、Si、Ge、Te具有半导性；Sn、As、Sb具有半导体与金属两种形态。P的熔点与沸点太低,Ⅰ的蒸汽压太高、容易分解，所以它们的实用价值不大。As、Sb、Sn的稳定态是金属，半导体是不稳定的形态。B、C、Te也因制备工艺上的困难和性能方面的局限性而尚未被利用。因此这11种元素半导体中只有Ge、Si、Se 3种元素已得到利用。Ge、Si仍是所有半导体材料中套用最广的两种材料。 半导体材料 无机化合物半导体 　分二元系、三元系、四元系等。 二元系包括：①Ⅳ-Ⅳ族:SiC和Ge-Si合金都具有闪锌矿的结构。②Ⅲ-Ⅴ族:由周期表中Ⅲ族元素Al、Ga、In和V族元素P、As、Sb组成，典型的代表为GaAs。它们都具有闪锌矿结构,它们在套用方面仅次于Ge、Si,有很大的发展前途。③Ⅱ-Ⅵ族:Ⅱ族元素Zn、Cd、Hg和Ⅵ族元素S、Se、Te形成的化合物，是一些重要的光电材料。ZnS、CdTe、HgTe具有闪锌矿结构。④Ⅰ－Ⅶ族：Ⅰ族元素Cu、Ag、Au和 Ⅶ族元素Cl、Br、I形成的化合物，其中CuBr、CuI具有闪锌矿结构。⑤Ⅴ-Ⅵ族：Ⅴ族元素As、Sb、Bi和Ⅵ族元素 S、Se、Te形成的化合物具有的形式,如Bi2Te3、Bi2Se3、Bi2S3、As2Te3等是重要的温差电材料。⑥第四周期中的B族和过渡族元素Cu、 Zn、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni的氧化物,为主要的热敏电阻材料。⑦某些稀土族元素 Sc、Y、Sm、Eu、Yb、Tm与Ⅴ族元素N、As或Ⅵ族元素S、Se、Te形成的化合物。 除这些二元系化合物外还有它们与元素或它们之间的固溶体半导体，例如Si-AlP、Ge-GaAs、InAs-InSb、AlSb-GaSb、InAs-InP、GaAs-GaP等。研究这些固溶体可以在改善单一材料的某些性能或开辟新的套用范围方面起很大作用。 半导体材料 三元系包括：族:这是由一个Ⅱ族和一个Ⅳ族原子去替代Ⅲ－Ⅴ族中两个Ⅲ族原子所构成的。例如ZnSiP2、ZnGeP2、ZnGeAs2、CdGeAs2、CdSnSe2等。族：这是由一个Ⅰ族和一个Ⅲ族原子去替代Ⅱ-Ⅵ族中两个Ⅱ族原子所构成的, 如 CuGaSe2、AgInTe2、 AgTlTe2、CuInSe2、CuAlS2等。：这是由一个Ⅰ族和一个Ⅴ族原子去替代族中两个Ⅲ族原子所组成,如Cu3AsSe4、Ag3AsTe4、Cu3SbS4、Ag3SbSe4等。此外，还有它的结构基本为闪锌矿的四元系（例如Cu2FeSnS4）和更复杂的无机化合物。 有机化合物半导体 　已知的有机半导体有几十种，熟知的有萘、蒽、聚丙烯腈、酞菁和一些芳香族化合物等，它们作为半导体尚未得到套用。 非晶态与液态半导体 　这类半导体与晶态半导体的最大区别是不具有严格周期性排列的晶体结构。 新型材料 其结构稳定，拥有卓越的电学特性，而且成本低廉，可被用于制造现代电子设备中广泛使用的场效应电晶体。 科学家们表示，最新研究有望让人造皮肤、智慧型绷带、柔性显示屏、智慧型挡风玻璃、可穿戴的电子设备和电子墙纸等变成现实。 昂贵的原因主要因为电视机、电脑和手机等电子产品都由矽制成，制造成本很高而碳基(塑胶)有机电子产品不仅制造方便、成本低廉，而且轻便柔韧可弯曲，代表了“电子设备无处不在”这一未来趋势。 以前的研究表明，碳结构越大，其性能越优异。但科学家们一直未曾研究出有效的方法来制造更大的、稳定的、可溶解的碳结构以进行研究，直到此次祖切斯库团队研制出这种新的用于制造电晶体的有机半导体材料。 有机半导体是一种塑胶材料，其拥有的特殊结构让其具有导电性。在现代电子设备中，电路使用电晶体控制不同区域之间的电流。科学家们对新的有机半导体材料进行了研究并探索了其结构与电学属性之间的关系。 实际运用 制备不同的半导体器件对半导体材料有不同的形态要求，包括单晶的切片、磨片、抛光片、薄膜等。半导体材料的不同形态要求对应不同的加工工艺。常用的半导体材料制备工艺有提纯、单晶的制备和薄膜外延生长。 所有的半导体材料都需要对原料进行提纯，要求的纯度在6个“9”以上，最高达11个“9”以上。提纯的方法分两大类，一类是不改变材料的化学组成进行提纯，称为物理提纯；另一类是把元素先变成化合物进行提纯，再将提纯后的化合物还原成元素，称为化学提纯。物理提纯的方法有真空蒸发、区域精制、拉晶提纯等，使用最多的是区域精制。化学提纯的主要方法有电解、络合、萃取、精馏等，使用最多的是精馏。由于每一种方法都有一定的局限性，因此常使用几种提纯方法相结合的工艺流程以获得合格的材料。 半导体材料 绝大多数半导体器件是在单晶片或以单晶片为衬底的外延片上作出的。成批量的半导体单晶都是用熔体生长法制成的。直拉法套用最广，80%的矽单晶、大部分锗单晶和锑化铟单晶是用此法生产的，其中矽单晶的最大直径已达300毫米。在熔体中通入磁场的直拉法称为磁控拉晶法，用此法已生产出高均匀性矽单晶。在坩埚熔体表面加入液体覆盖剂称液封直拉法，用此法拉制砷化镓、磷化镓、磷化铟等分解压较大的单晶。悬浮区熔法的熔体不与容器接触，用此法生长高纯矽单晶。水平区熔法用以生产锗单晶。水平定向结晶法主要用于制备砷化镓单晶，而垂直定向结晶法用于制备碲化镉、砷化镓。用各种方法生产的体单晶再经过晶体定向、滚磨、作参考面、切片、磨片、倒角、抛光、腐蚀、清洗、检测、封装等全部或部分工序以提供相应的晶片。 在单晶衬底上生长单晶薄膜称为外延。外延的方法有气相、液相、固相、分子束外延等。工业生产使用的主要是化学气相外延，其次是液相外延。金属有机化合物气相外延和分子束外延则用于制备量子阱及超晶格等微结构。非晶、微晶、多晶薄膜多在玻璃、陶瓷、金属等衬底上用不同类型的化学气相沉积、磁控溅射等方法制成。 相关材料 单晶制备 为了消除多晶材料中各小晶体之间的晶粒间界对半导体材料特性参量的巨大影响，半导体器件的基体材料一般采用单晶体。单晶制备一般可分大体积单晶(即体单晶)制备和薄膜单晶的制备。体单晶的产量高，利用率高，比较经济。但很多的器件结构要求厚度为微米量级的薄层单晶。由于制备薄层单晶所需的温度较低，往往可以得到质量较好的单晶。具体的制备方法有：①从熔 体中拉制单晶：用与熔体相同材料的小单晶体作为籽晶，当籽晶与熔体接触并向上提拉时，熔体依靠表面张力也被拉出液面，同时结晶出与籽晶具有相同晶体取向的单晶体。②区域熔炼法制备单晶：用一籽晶与半导体锭条在头部熔接，随着熔区的移动则结晶部分即成单晶。③从溶液中再结晶。④从汽相中生长单晶。前两种方法用来生长体单晶，用提拉法已经能制备直径为200毫米,长度为1～2米的锗、矽单晶体。后两种方法主要用来生长薄层单晶。这种薄层单晶的生长一般称外延生长，薄层材料就生长在另一单晶材料上。这另一单晶材料称为衬底，一方面作为薄层材料的附着体，另一方面即为单晶生长所需的籽晶。衬底与外延层可以是同一种材料(同质外延)，也可以是不同材料（异质外延）。采用从溶液中再结晶原理的外延生长方法称液相外延；采用从汽相中生长单晶原理的称汽相外延。液相外延就是将所需的外延层材料(作为溶质，例如GaAs)，溶于某一溶剂（例如液态镓）成饱和溶液，然后将衬底浸入此溶液，逐渐降低其温度，溶质从过饱和溶液中不断析出，在衬底表面结晶出单晶薄层。汽相外延生长可以用包含所需材料为组分的某些化合物气体或蒸汽通过分解或还原等化学反应淀积于衬底上，也可以用所需材料为源材料，然后通过真空蒸发、溅射等物理过程使源材料变为气态，再在衬底上凝聚。分子束外延是一种经过改进的真空蒸发工艺。利用这种方法可以精确控制射向衬底的蒸气速率，能获得厚度只有几个原子厚的超薄单晶，并可得到不同材料不同厚度的互相交叠的多层外延材料。非晶态半导体虽然没有单晶制备的问题，但制备工艺与上述方法相似，一般常用的方法是从汽相中生长薄膜非晶材料。 半导体材料 宽频隙半导体材料 氮化镓、碳化矽和氧化锌等都是宽频隙半导体材料，因为它的禁频宽度都在3个电子伏以上，在室温下不可能将价带电子激发到导带。器件的工作温度可以很高，比如说碳化矽可以工作到600摄氏度；金刚石如果做成半导体，温度可以更高，器件可用在石油钻探头上收集相关需要的信息。它们还在航空、航天等恶劣环境中有重要套用。广播电台、电视台，唯一的大功率发射管还是电子管，没有被半导体器件代替。这种电子管的寿命只有两三千小时，体积大，且非常耗电；如果用碳化矽的高功率发射器件，体积至少可以减少几十到上百倍，寿命也会大大增加，所以高温宽频隙半导体材料是非常重要的新型半导体材料。 半导体材料 这种材料非常难生长，矽上长矽，砷化镓上长GaAs，它可以长得很好。但是这种材料大多都没有块体材料，只得用其它材料做衬底去长。比如说氮化镓在蓝宝石衬底上生长，蓝宝石跟氮化镓的热膨胀系数和晶格常数相差很大，长出来的外延层的缺陷很多，这是最大的问题和难关。另外这种材料的加工、刻蚀也都比较困难。科学家正在着手解决这个问题，如果这个问题一旦解决，就可以提供一个非常广阔的发现新材料的空间。 低维半导体材料 实际上这里说的低维半导体材料就是纳米材料，之所以不愿意使用这个词，发展纳米科学技术的重要目的之一，就是人们能在原子、分子或者纳米的尺度水平上来控制和制造功能强大、性能优越的纳米电子、光电子器件和电路，纳米生物感测器件等，以造福人类。可以预料，纳米科学技术的发展和套用不仅将彻底改变人们的生产和生活方式，也必将改变社会政治格局和战争的对抗形式。这也是为什么人们对发展纳米半导体技术非常重视的原因。 电子在块体材料里，在三个维度的方向上都可以自由运动。但当材料的特征尺寸在一个维度上比电子的平均自由程相比更小的时候，电子在这个方向上的运动会受到限制，电子的能量不再是连续的，而是量子化的，我们称这种材料为超晶格、量子阱材料。量子线材料就是电子只能沿着量子线方向自由运动，另外两个方向上受到限制；量子点材料是指在材料三个维度上的尺寸都要比电子的平均自由程小，电子在三个方向上都不能自由运动，能量在三个方向上都是量子化的。 半导体材料 由于上述的原因，电子的态密度函式也发生了变化，块体材料是抛物线，电子在这上面可以自由运动；如果是量子点材料，它的态密度函式就像是单个的分子、原子那样，完全是孤立的 函式分布，基于这个特点，可制造功能强大的量子器件。 大规模积体电路的存储器是靠大量电子的充放电实现的。大量电子的流动需要消耗很多能量导致晶片发热，从而限制了集成度，如果采用单个电子或几个电子做成的存储器，不但集成度可以提高，而且功耗问题也可以解决。雷射器效率不高，因为雷射器的波长随着温度变化，一般来说随着温度增高波长要红移，所以光纤通信用的雷射器都要控制温度。如果能用量子点雷射器代替现有的量子阱雷射器，这些问题就可迎刃而解了。 半导体材料 基于GaAs和InP基的超晶格、量子阱材料已经发展得很成熟，广泛地套用于光通信、移动通讯、微波通讯的领域。量子级联雷射器是一个单极器件，是近十多年才发展起来的一种新型中、远红外光源，在自由空间通信、红外对抗和遥控化学感测等方面有着重要套用前景。它对MBE制备工艺要求很高，整个器件结构几百到上千层，每层的厚度都要控制在零点几个纳米的精度，中国在此领域做出了国际先进水平的成果；又如多有源区带间量子隧穿输运和光耦合量子阱雷射器，它具有量子效率高、功率大和光束质量好的特点，中国已有很好的研究基础；在量子点（线）材料和量子点雷射器等研究方面也取得了令国际同行瞩目的成绩。 半导体材料 材料中的杂质和缺陷 杂质控制的方法大多数是在晶体生长过程中同时掺入一定类型一定数量的杂质原子。这些杂质原子最终在晶体中的分布，除了决定于生长方法本身以外，还决定于生长条件的选择。例如用提拉法生长时杂质分布除了受杂质分凝规律的影响外，还受到熔体中不规则对流的影响而产生杂质分布的起伏。此外,无论采用哪种晶体生长方法,生长过程中容器、加热器、环境气氛甚至衬底等都会引入杂质，这种情况称自掺杂。晶体缺陷控制也是通过控制晶体生长条件（例如晶体周围热场对称性、温度起伏、环境压力、生长速率等）来实现的。随着器件尺寸的日益缩小，对晶体中杂质分布的微区不均匀和尺寸为原子数量级的微小缺陷也要有所限制。因此如何精心设计，严格控制生长条件以满足对半导体材料中杂质、缺陷的各种要求是半导体材料工艺中的一个中心问题。 特性信息 特性参数 半导体材料虽然种类繁多但有一些固有的特性，称为半导体材料的特性参数。这些特性参数不仅能反映半导体材料与其他非半导体材料之间的差别，而且更重要的是能反映各种半导体材料之间甚至同一种材料在不同情况下特性上的量的差别。常用的半导体材料的特性参数有：禁频宽度、电阻率、载流子迁移率(载流子即半导体中参加导电的电子和空穴)、非平衡载流子寿命、位错密度。禁频宽度由半导体的电子态、原子组态决定，反映组成这种材料的原子中价电子从束缚状态激发到自由状态所需的能量。电阻率、载流子迁移率反映材料的导电能力。非平衡载流子寿命反映半导体材料在外界作用（如光或电场）下内部的载流子由非平衡状态向平衡状态过渡的弛豫特性。位错是晶体中最常见的一类晶体缺陷。位错密度可以用来衡量半导体单晶材料晶格完整性的程度。当然，对于非晶态半导体是没有这一反映晶格完整性的特性参数的。 半导体材料 特性要求 半导体材料的特性参数对于材料套用甚为重要。因为不同的特性决定不同的用途。 半导体材料 电晶体对材料特性的要求 ：根据电晶体的工作原理，要求材料有较大的非平衡载流子寿命和载流子迁移率。用载流子迁移率大的材料制成的电晶体可以工作于更高的频率（有较好的频率回响）。晶体缺陷会影响电晶体的特性甚至使其失效。电晶体的工作温度高温限决定于禁频宽度的大小。禁频宽度越大，电晶体正常工作的高温限也越高。 光电器件对材料特性的要求：利用半导体的光电导（光照后增加的电导）性能的辐射探测器所适用的辐射频率范围与材料的禁频宽度有关。材料的非平衡载流子寿命越大，则探测器的灵敏度越高，而从光作用于探测器到产生回响所需的时间(即探测器的弛豫时间)也越长。因此，高的灵敏度和短的弛豫时间二者难于兼顾。对于太阳能电池来说，为了得到高的转换效率，要求材料有大的非平衡载流子寿命和适中的禁频宽度(禁频宽度于1.1至1.6电子伏之间最合适)。晶体缺陷会使半导体发光二极体、半导体雷射二极体的发光效率大为降低。 温差电器件对材料特性的要求：为提高温差电器件的转换效率首先要使器件两端的温差大。当低温处的温度（一般为环境温度）固定时，温差决定于高温处的温度，即温差电器件的工作温度。为了适应足够高的工作温度就要求材料的禁频宽度不能太小，其次材料要有大的温差电动势率、小的电阻率和小的热导率。 材料工艺 半导体材料特性参数的大小与存在于材料中的杂质原子和晶体缺陷有很大关系。例如电阻率因杂质原子的类型和数量的不同而可能作大范围的变化，而载流子迁移率和非平衡载流子寿命 一般随杂质原子和晶体缺陷的增加而减小。另一方面，半导体材料的各种半导体性质又离不开各种杂质原子的作用。而对于晶体缺陷，除了在一般情况下要尽可能减少和消除外，有的情况下也希望控制在一定的水平，甚至当已经存在缺陷时可以经过适当的处理而加以利用。为了要达到对半导体材料的杂质原子和晶体缺陷这种既要限制又要利用的目的，需要发展一套制备合乎要求的半导体材料的方法，即所谓半导体材料工艺。这些工艺大致可概括为提纯、单晶制备和杂质与缺陷控制。 半导体材料 半导体材料的提纯“主要是除去材料中的杂质。提纯方法可分化学法和物理法。化学提纯是把材料制成某种中间化合物以便系统地除去某些杂质，最后再把材料（元素）从某种容易分解的化合物中分离出来。物理提纯常用的是区域熔炼技术，即将半导体材料铸成锭条，从锭条的一端开始形成一定长度的熔化区域。利用杂质在凝固过程中的分凝现象，当此熔区从一端至另一端重复移动多次后，杂质富集于锭条的两端。去掉两端的材料，剩下的即为具有较高纯度的材料（见区熔法晶体生长）。此外还有真空蒸发、真空蒸馏等物理方法。锗、矽是能够得到的纯度最高的半导体材料，其主要杂质原子所占比例可以小于百亿分之一。 套用发展 早期套用 半导体的第一个套用就是利用它的整流效应作为检波器，就是点接触二极体（也俗称猫胡子检波器，即将一个金属探针接触在一块半导体上以检测电磁波）。除了检波器之外，在早期，半导体还用来做整流器、光伏电池、红外探测器等，半导体的四个效应都用到了。 半导体材料 从1907年到1927年，美国的物理学家研制成功晶体整流器、硒整流器和氧化亚铜整流器。1931年，兰治和伯格曼研制成功硒光伏电池。1932年，德国先后研制成功硫化铅、硒化铅和碲化铅等半导体红外探测器，在二战中用于侦探飞机和船舰。二战时盟军在半导体方面的研究也取得了很大成效，英国就利用红外探测器多次侦探到了德国的飞机。 发展现状 相对于半导体设备市场，半导体材料市场长期处于配角的位置，但随着晶片出货量增长，材料市场将保持持续增长，并开始摆脱浮华的设备市场所带来的阴影。按销售收入计算， 日本保持最大半导体材料市场的地位。然而台湾、ROW、韩国也开始崛起成为重要的市场，材料市场的崛起体现了器件制造业在这些地区的发展。晶圆制造材料市场和封装材料市场双双获得增长，未来增长将趋于缓和，但增长势头仍将保持。 半导体材料 美国半导体产业协会(SIA)预测，2008年半导体市场收入将接近2670亿美元，连续第五年实现增长。无独有偶，半导体材料市场也在相同时间内连续改写销售收入和出货量的记录。晶圆制造材料和封装材料均获得了增长，预计今年这两部分市场收入分别为268亿美元和199亿美元。 日本继续保持在半导体材料市场中的领先地位，消耗量占总市场的22%。2004年台湾地区超过了北美地区成为第二大半导体材料市场。北美地区落后于ROW(RestofWorld)和韩国排名第五。ROW包括新加坡、马来西亚、泰国等东南亚国家和地区。许多新的晶圆厂在这些地区投资建设，而且每个地区都具有比北美更坚实的封装基础。 晶片制造材料占半导体材料市场的60%，其中大部分来自矽晶圆。矽晶圆和光掩膜总和占晶圆制造材料的62%。2007年所有晶圆制造材料，除了湿化学试剂、光掩模和溅射靶，都获得了强劲增长，使晶圆制造材料市场总体增长16%。2008年晶圆制造材料市场增长相对平缓，增幅为7%。预计2009年和2010年，增幅分别为9%和6%。 半导体材料市场发生的最重大的变化之一是封装材料市场的崛起。1998年封装材料市场占半导体材料市场的33%，而2008年该份额预计可增至43%。这种变化是由于球栅阵列、晶片级封装和倒装晶片封装中越来越多地使用碾压基底和先进聚合材料。随着产品便携性和功能性对封装提出了更高的要求，预计这些材料将在未来几年内获得更为强劲的增长。此外，金价大幅上涨使引线键合部分在2007年获得36%的增长。 与晶圆制造材料相似，半导体封装材料在未来三年增速也将放缓，2009年和2010年增幅均为5%，分别达到209亿美元和220亿美元。除去金价因素，且碾压衬底不计入统计，实际增长率为2%至3%。 战略地位 20世纪中叶，单晶矽和半导体电晶体的发明及其矽积体电路的研制成功，导致了电子工业革命；20世纪70年代初石英光导纤维材料和GaAs雷射器的发明，促进了光纤通信技术迅速发展并逐步形成了高新技术产业，使人类进入了资讯时代。超晶格概念的提出及其半导体超晶格、量子阱材料的研制成功，彻底改变了光电器件的设计思想，使半导体器件的设计与制造从“杂质工程”发展到“能带工程”。纳米科学技术的发展和套用，将使人类能从原子、分子或纳米尺度水平上控制、 *** 纵和制造功能强大的新型器件与电路，深刻地影响着世界的政治、经济格局和军事对抗的形式，彻底改变人们的生活方式。

9月15号华为麒麟系列高端芯片，包括全新的麒麟9000，在售的麒麟990或都将迎来断供。这意味着接下来即将发布的全新旗舰，Mate40系列手机不仅产能有限，而且将会是麒麟系列芯片的绝版手机。华为手机或将退回联发科时代。

而这样的结果，原因已经人尽皆知，美国的疯狂制裁，遏制华为这类中国半导体企业。就是为了限制中国半导体产业的天花板高度，你可以做得比别人好 但是你不能超过我，归根到底就是钱。

目前中国每年的半导体产品进口额，已超过三千亿美元。贸易逆差超两千亿美元。这样的逆差是什么概念？也就是说我们每年要给半导体全球产业链上的国家，贡献两千多亿美元，两千亿美元的外汇又是什么概念，我们每年的原油进口额不到两千亿美元。随着中国互联网的全面扩大，半导体产品进口已经悄无声息地成为进口商品第一大项目。如果我们在半导体上取得突破，某些人不仅会失去全球最大的客户，还会被自己的客户抢去饭碗，也正是因为这样的逆差，我们更要下定决心发展自己的半导体产业。

目前旧版的EDA软件还能用，各种公版芯片架构也还没被限制授权。华为芯片设计水平依然能处于世界一流水平，麒麟9000芯片制程已经缩小到5纳米级别。能够媲美苹果旗舰芯片。其实，看美国人有多紧张，就能知道今天的华为有多出色。目前被抓住咽喉的是如何把设计变成产品，至于为什么说是目前，不言而喻，EDA设计软件停更 架构限制授权，都会成为美国接下来的限制工具。目前美国砍向华为的大刀是让华为喘不过气来的荷兰阿斯麦尔EUV光刻机。我们不生产芯片，我们只是光刻机制造商。这是一家一年卖222套机器，净利润就有14.67亿欧元的光刻机垄断企业。

阿斯麦尔也是全球唯一一家，能够提供7纳米及以下制程的企业，为什么这么牛X的企业不在法国，不在美国。而是在一个以发达农业著称。全球工作时间最短的荷兰。

1984年阿斯麦尔和飞利浦合资成立阿斯麦尔，后来阿斯麦尔买下了飞利浦的股份，成为阿斯麦尔独资公司。成立之初只有31名员工，那时候的光刻机还是日本和美国企业的天下。

一直到2007年，阿斯麦尔都没办法在尼康面前抬起头，直到台积电的工程师林本坚提出浸润式光刻机。阿斯麦尔翻身的日子来了。日美没有光刻机公司愿意和台积电联合研发浸润式光刻机。阿斯麦尔决定赌一把，和台积电合作，最终成功实现了132纳米的芯片工艺。一把把尼康甩在身后，阿斯麦尔的EUV光刻机迅速走红。台积电、英特尔年年砸钱抢着要，荷兰只是阿斯麦尔的注册地背后是整个欧洲和美国的支持。德国工业的蔡司镜头，Cymer的光源技术，HMI的电子束检测设备等。阿斯麦尔自然也受到美国的监管和扶持，也正是因为荷兰实力较弱，把阿斯麦尔放在荷兰让美国人很放心。

两年前我们好说歹说，为荷兰送去天价的贸易订单，换来阿斯麦尔2019年向中芯国际，交付两台极紫外EUV光刻机，但是这两台光刻机目前来看已经是化为泡影。等到若干年后阿斯麦尔履行合同已经是老旧产品，人类文明发展到如今，一块芯片是目前人类文明最为顶尖的体现，一台顶级光刻机是比航母战斗群还要致命的国之重器。

美国人自然要牢牢抓着光刻机，美国掌握全球半导体产业的话语权这点不奇怪。要分析的是美国为什么会掌握着全球半导体产业的话语权，向来在 科技 领域藐视美国的日本，为什么突然显得无声无息。

早在1946年，世界第一块PN结型晶体管在美国人威廉·肖克利的手中诞生。1960世界第一块硅集成电路在美国仙童半导体公司出现。标志着半导体产业进入“硅”时代。彼时的日本还是一个意气风发的少年，完全看不出是首都被炸得满目疮痍。两个城市挨过原子d的国家，战后的日本人什么都想做 也什么都能做。对于半导体而言，日本人志在必得。

1955年，索尼成立仅十年，开始涉足半导体产业，用来制造收音机。日本企业纷纷加入生产，大量爆款收音机涌入美国。十年后的1959年，一年内日本就制造了8600万个晶体管直接超越美国成为世界第一晶体管生产国，真的是初生牛犊不怕虎。日本又在一个行业超越了老大哥三菱、京都电气等也在日本政府的扶持下，在美国技术的基础上 涉足半导体产业，这种上下一心通力合作的单一民族国家，不可谓不可怕。

1973年石油危机爆发。经济衰退，欧美家庭加不起油也买不起电脑，半导体产业衰退。日本人的卡西欧计算器遭遇了滑铁卢。美国人又研发出了更先进的 IC集成电路。日本人就从危机中看到了机会，日本迅速落实DRAM制法革新，日本政府出资320亿日元。民间企业抱团出资400亿日元。差不多有2.36亿美元 这是70年代，日本VLSI 技术研究所由此成立，专攻电子计算机领域。日本最终实现了DRAM的全国产化，DRAM这个东西很常见，也就是现在计算机上的内存条，是一种作为存储功能的半导体元件。而这时候的中国，选择了解决温饱加强国防 科技 为优先的道路。

日本人没炸出核d，却炸出了一个半导体。日本继续投入研发在半导体的道路上迅速超越了美国。SUMCO、京瓷、东京电子等很多现在耳熟能详的日本企业在当年都是日本半导体产业链上的功勋企业，而在最关键的光刻机领域，日本也实现了国产化。尼康光刻机誉满全球。没错，早期的世界光刻机霸主是尼康。

1985年日本半导体市场占有率超过美国。日本企业占有率达53%，美国仅37%，拿得出手的公司只有德州仪器、因特尔、摩托罗拉，此时欧共体占12%。主要由飞利浦的阿斯麦尔贡献，当年谁也没想到这家阿斯麦尔才是最后的赢家。说个题外话，这一年的韩国也有1%的市场份额。总之，全球半导体产业已经由美国转移到日本。而且日本半导体已经强大到难以想象，用形容美国的词来说，就是一超多强。

除了战后美国要扶持日本，更因为日本自己就是一个DRAM大市场。仅 汽车 产业一块 每年就有源源不断的订单，而美国的半导体订单更多的是来自军方，其实看很多产业 美国和日本都是亦敌亦友的存在，不过是兄弟又能怎么样，本来是我吃肉你喝汤，现在把我的肉都吞了。

在PC还没普及的年代，全世界已经知道未来的工业引擎一定会从内燃机转移到半导体芯片上。正好赶上80年代国际局势缓和，日本在远东的政治作用下降，美日之间的贸易问题反而浮出水面。

仅在1985年，日本就给美国送去了497亿美元的贸易逆差。美国人对日本半导体产业的崛起已经不想忍了，美日半导体战争爆发，今天在中兴、华为身上发生的。在上个世纪的日本已经上演过。

第一波被针对的日本企业是三菱和日立，FBI假扮成IBM的员工，把10卷包含商业机密的文件，主动发给日立公司高级工程师林贤治。这位不幸的工程就这么上钩了。

1931年的南满铁路路轨和1937年的卢沟桥。日本人也是同样的手段 现在自己也要挨炮了，日本企业窃取美国技术的新闻迅速传开，日本威胁论也在美国大行其道。

1989年美国人最喜欢做的民意调查显示，68%的美国人认为日本是最大的敌人。第一次美日半导体谈判，美国要求没多的半导体，在日本的市场提升到20%~30%。建立价格监督机制。终止第三国倾销。加上一份《广场协定》和房地产增值，日本陷入经济泡沫。没办法，如果不让美国芯片进入日本市场，老大哥的各种的制裁让你不得安生，就不给你国防扶持。

1986年7月31日日本人签下了条约，但是美国半导体企业还是不争气，老爹都这样铺路了 市场份额还是不及日本企业。日本给美国制造的贸易逆差扩大到了586亿美元，美国人软硬兼施，先是在二战后第一次向日本低头，肯定日本半导体行业主动涨价。

1987年东芝事件被曝光，美国趁着东芝私自给苏联出口大型铣床为由，对东芝好一顿胖揍 目的自然是要打压东芝的半导体生产，1989年再次和日本签订了不平等条约《日美半导体保障协定》。

但是日本的半导体产业真的是小强完全打不死。美国人准备开始搞第三次《日美半导体保障协定》，这一回美国人开始玩起了套路，开始扶持韩国来和日本竞争，这时候全球通讯技术刚好进入1G时代。三星和现在的韩国车一样，凭借性价比出击市场，而日本企业还在走品质路线，所以吃了不少亏。美国帮助三星拿下东芝的半导体生产线 从日本企业挖人。美国对日本进口的半导体产品征税100%，对韩国半导体产品只征收象征性的0.74%，做到这一步 第三次《日美半导体保障协定》没有签署。因为美国的预期已经达到了。

韩国人也真不是吃素的，鹬蚌相争渔翁得利。三星迅速崛起，形成了全球半导体产业以美日韩三国鼎立的局面。

时间到了1995年，死扛了十余年的日本半导体企业终于喘不过气。NEC(第一)、东芝(第二)、日立制作所(第三)、富士通(第八)、三菱电机(第九)这个排名是1995年全球半导体产业企业排名。日本企业交出的成绩单，也是最后的光辉时刻。到了九十年代末期，日本半导体市场不仅被美国超越，还被韩国超越。全球半导体产业从日本转移到韩国，韩国还超越了美国，仅仅靠三星一家公司，而三星为什么能活到现在。

作为韩国最大的财阀，三星的股本有多少是美资，心知肚明，20世纪的最后一年，日本还能喘息的几家半导体企业联合成立Elpida，也就是尔必达。这个尔必达注定是个南明政权。美国人没有手下留情，继续出击，2012年尔必达宣布破产。

日本企业全面退出DRAM的全球竞争，尼康光刻机也在2007年败下阵来，日本半导体行业进入萧条期。回顾日本半导体产业成长的近半个世纪时间，政府牵头避免企业间重复研发，敏锐的嗅觉，超高的良品率，都是日本半导体辉煌的原因。失败的原因也很明显，除了来自老大哥的压力 日本也有自己的内因。

90年代末期，日本半导体公司就没有预期到PC时代的全面普及。在电脑芯片领域完全败下阵来，更别说在现在的智能手机时代分一杯羹了。不过瘦死的骆驼比马大，现在的日本半导体产业，还能老老实实为全球提供硅片、溅射靶材、光刻胶等半导体材料。每年依然赚的满满当当，而美国重新回到半导体产业的头把交椅，整个行业一直拿捏得死死的。

日本半导体产业当年挨打的 历史 ，和今天的华为如出一辙，还有中兴的前车之鉴，证明了一只狼，就算是已经吃饱的狼，不可能喂饱。不断割肉只会削弱自己的实力。在半导体产业上的落后，我们承认，但是我们不认输。由中芯国际已经能生产14纳米级别芯片，理论上可以在未来几年内完成对7纳米芯片的冲刺，而且能自主制造90纳米光刻机，底子还是有的。而摆在华为，中芯国际眼前的掣肘就是这个东西我知道长什么样子，但是我要怎么做出这个样子的东西，一台光刻机难倒了14亿中国人。除了光刻机，还要拿下EDA软件，更高自主性的架构才能设计出更高性能芯片。

这是一条非常长的路，可能是一场长达十余年的没有硝烟的战争。我们也没把鸡蛋放在一个篮子里，随着摩尔定律的逼近。如果阿斯麦尔这几年不能交付2纳米的EUV光刻机，全球半导体产业即将迎来天花板，不然芯片就要从纳米级跳进原子级别，想用 *** 刀原子来建造一座指甲盖大小的超级城市，这就不是地球上的光刻机能完成的了。

其实硅基半导体并不是信息产业唯一的支柱，如果说半导体技术是打开了20世纪的大门，那么叩响21世纪大门的 则是量子信息技术，在集成电路逐渐触及天花板的情况下，量子通信有望实现降维打击。传统的集成电路只能现实0或者1，需要进行大量运算，需要海量电路，属于二进制信息单元，即经典比特，而量子芯片能通过亚原子粒子编码数据，以量子比特进行运算，最大的优势就是能进行叠加态运算。

经典比特需要一次一次运算，需要更密集的集成电路。而量子比特可以用量子状态进行表示能同时进行一百次的运算或者存储，而且量子芯片能摆脱硅基的限制，能改变欧美光刻机垄断的局面。

中国在量子信息技术上已经走在了世界前列，世界首颗量子卫星“墨子号”世界第一条量子通信保密干线、京沪干线都由出自中国科学家之手，芯动不如行动，只要肯做 肯投入、肯合作、沉得住气，距离国产芯片摆脱掣肘的一天 并不会太远。

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