芯片還有好幾種呢，如量子芯片，光子芯片，碳基芯片，硅基芯片。

就目前來看，如果不以商業(yè)化為目地的話，在這幾種芯片中，最頂級(jí)的應(yīng)該就是量子芯片。

若以商業(yè)化為目地的話，那么最頂級(jí)的芯片就是硅基芯片。

目前來說，可商用的最頂級(jí)的CPU也就是硅基芯片，其最高的制程工藝為4納米。主要的產(chǎn)品有高通的驍龍8gen1，聯(lián)發(fā)科的天璣9000。

最頂級(jí)的光刻機(jī)，每小時(shí)可以處理200片晶圓，且最高制程工藝下探到了4納米。這就是ASML生產(chǎn)的NXE:3600D第三代極紫外EUV光刻機(jī)。

無論是驍龍8gen1，還是天璣9000，都是由ASML生產(chǎn)的極紫外EUV光刻機(jī)生產(chǎn)的。也就是說，在以商業(yè)化為目地的前提條件下，芯片必須得有光刻機(jī)生產(chǎn)。從這個(gè)角度來看的話，從我國目前的實(shí)力出發(fā)，無疑是生產(chǎn)出頂級(jí)的芯片更為困難，畢竟先有光刻機(jī)后有芯片?，F(xiàn)在的狀況是無法制造出頂級(jí)的光刻機(jī)，那么就無法生產(chǎn)處出頂級(jí)的芯片。

如果不以商業(yè)化為目的話，那就是制造出最頂級(jí)的光刻機(jī)更難。

我國芯片和光刻機(jī)的現(xiàn)狀

目前來看，我國最為頂級(jí)的光刻機(jī)的制程工藝依然停留在90納米，具體產(chǎn)品是DUV步進(jìn)投影式光刻機(jī)。

而光刻機(jī)最重要的三大部件是光源，物鏡，工件臺(tái)。

至于芯片的話，國內(nèi)應(yīng)該是可以設(shè)計(jì)出制程工藝為4納米的頂級(jí)芯片，但是生產(chǎn)不出來。而以現(xiàn)在的技術(shù)可以拿出來的芯片，其制程工藝最高的為14納米。不過呢，制程工藝為5納米的麒麟9000也算是頂級(jí)的芯片，與驍龍8gen1和天璣9000相比，性能也不差多少。

根據(jù)對(duì)比的結(jié)果來看，

在光刻機(jī)上:90納米4納米。而國際上早在1991年，就研制出了制程工藝涵蓋90納米的，DUV步進(jìn)投影式光刻機(jī)，距今已有31年。而國內(nèi)至今還沒有制程工藝超過90納米的光刻機(jī)。

在芯片上:14納米4納米。而國際上在2014年，由英特爾生產(chǎn)出了Broadwell桌面級(jí)芯片，距今已經(jīng)有8年了。而國內(nèi)可以生產(chǎn)14納米芯片是在2019年，距今才有3年。

也就是說，在頂級(jí)光刻機(jī)上，與國際頂尖水平差了31年。在頂級(jí)芯片上，與國際頂尖水平差了5年。

這樣來看的話，國內(nèi)與國外還是光刻機(jī)的差距比芯片大得多。所以說，研發(fā)出世界頂級(jí)的光刻機(jī)的難度更大。

頂級(jí)的芯片

眾所周知，硅基芯片的性能與制程工藝有較大的關(guān)系。往往是，制程工藝越小，芯片內(nèi)部就可以集成更多的晶體管，同時(shí)呢，芯片產(chǎn)生的熱量越少，處理速度就越快。這也是，芯片生產(chǎn)廠家不遺余力追求更小制程工藝的根本原因。

而如今，驍龍8gen1和天璣9000的制程工藝都達(dá)到了4納米。驍龍8gen1芯片的晶體管密度為1.67億個(gè)/平方毫米，而總的晶體管數(shù)量超過120億個(gè)。

天璣9000芯片的晶體管密度大于1.71億個(gè)/平方毫米，一共集成了超過153億個(gè)晶體管。

目前來看，國內(nèi)最為頂尖的手機(jī)端芯片就是麒麟9000。該芯片采用了臺(tái)積電5納米制程工藝，集成了153億個(gè)晶體管。

經(jīng)過多方的評(píng)測(cè)，得出來以下的結(jié)果。麒麟9000芯片的能耗，功耗，CPU多核性能要比驍龍8gen1要強(qiáng)一些。

所以說，麒麟9000是可以媲美驍龍8gen1的。

當(dāng)然了除了頂級(jí)的硅基芯片之外，我國的量子芯片或者量子計(jì)算機(jī)的實(shí)力也極為強(qiáng)大。

已經(jīng)研發(fā)出的量子計(jì)算機(jī)有“九章一號(hào)”，“九章二號(hào)”，“祖沖之一號(hào)”，“祖沖之二號(hào)”。

其中九章一號(hào)量子計(jì)算機(jī)在求解高斯玻色取樣數(shù)學(xué)問題的計(jì)算速度，比全球運(yùn)算速度最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)“富岳”，還要快上100萬億倍。而九章二號(hào)量子計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度又比九章一號(hào)快了100億倍。

而九章量子計(jì)算機(jī)是由76個(gè)光子構(gòu)建出來的，到了九章二號(hào)量子計(jì)算機(jī)，光子就增加到了113個(gè)，隨著光子數(shù)量的增加，九章二號(hào)量子計(jì)算機(jī)的性能就更強(qiáng)了。

不過，祖沖之號(hào)量子計(jì)算機(jī)中，含有56個(gè)量子比特，到了祖沖之二號(hào)，量子比特的數(shù)量就增加到了66個(gè)。

可以說，無論是九章，還是祖沖之。這兩個(gè)系列的量子計(jì)算機(jī)的性能，都可以邁入頂尖的量子計(jì)算機(jī)行列。而與之相類似的超級(jí)計(jì)算機(jī)有谷歌，IBM推出的量子計(jì)算機(jī)。

除了量子計(jì)算機(jī)之外，還有碳基芯片。碳基芯片主要是以“碳納米管，石墨烯”等碳基材料為核心的芯片。相對(duì)于硅基芯來看，在理論上，碳基芯片有著1000倍的電子遷移性能，也就是有更高的傳輸速率，更低的成本，以及更低的功耗。目前已經(jīng)有研究表明，同等工藝下的碳基芯片在性能方面遠(yuǎn)超硅基芯片。

在碳基芯片技術(shù)上，我國在2020年，研制出了100多納米制程工藝的碳基芯片。目前正在攻克90納米制程工藝的碳基芯片。貌似美國并沒有拿出實(shí)物的碳基芯片，這樣來看的話，我國在碳基芯片的研究上走在了世界前列。

綜合來看，在硅基芯片，量子芯片，碳基芯片上。我國現(xiàn)有的產(chǎn)品與國際頂尖產(chǎn)品的差距并不是太大。只不過，以我國現(xiàn)有的技術(shù)，也就只有頂級(jí)的硅基芯片無法被生產(chǎn)出來，其他類型的芯片還是可以依靠國內(nèi)的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的。

頂級(jí)的光刻機(jī)

眾所周知，光刻機(jī)的最小制程工藝，直接決定了芯片性能的強(qiáng)弱。光刻機(jī)的制程工藝越小，那么所生產(chǎn)出來的芯片的最小線寬就越小，同時(shí)芯片的性能也就越高。而光刻機(jī)的最小制程工藝，與光源和物鏡有絕對(duì)的關(guān)系。

比如說:ASML研發(fā)的極紫外EUV光刻機(jī)就使用了:cymer公司開發(fā)的光源，蔡司公司研發(fā)的反射鏡，ASML自研的雙工件臺(tái)。也就是在這至關(guān)重要的三大部件的加成下，才使得ASML研發(fā)的極紫外EUV光刻機(jī)，登上全球第一的寶座。由此可見，在光刻機(jī)的所有部件中，光源，反射鏡，雙工件臺(tái)起著決定性的作用。

其中Cymer公司，就是走了“激光等離子體”這條路子。具體的技術(shù)，就是利用二氧化碳激光器照射純錫液滴。而純錫液滴被加熱后，也就可以發(fā)出等離子體射線，這就是極紫外EUV光刻機(jī)的光源?？粗硎呛芎?jiǎn)單，但是要滿足極紫外EUV光刻機(jī)的要求可相當(dāng)不容易。

光源的功率要足夠高，只有經(jīng)過轉(zhuǎn)化后中心焦點(diǎn)處的功率達(dá)到250W才可以滿足要求。這其中涉及到一個(gè)轉(zhuǎn)化率的問題，目前光源的轉(zhuǎn)化率都不高，如果要達(dá)到250W的中心焦點(diǎn)處的功率，那么最初產(chǎn)生激光后的輸出功率也要在90KW左右。要讓激光的功率達(dá)到90KW，那難度可真的是太大了。也只有光源的功率達(dá)到要求之后，才可以全速曝光晶圓。僅僅是提高EUV光源的功率，Cymer公司就用了17年的時(shí)間。從1997年開始研究EUV光源，到2014年制造出功率達(dá)到250W的EUV光源。

反射鏡

在ASML生產(chǎn)的極紫外EUV光刻機(jī)中，蔡司公司研發(fā)的多片反射鏡也極為重要，因?yàn)閺墓庠窗l(fā)射出來的極紫外光，要經(jīng)過反射鏡的反射后，最終到達(dá)需要被曝光的晶圓上。這就要求反射鏡的表面相當(dāng)?shù)墓饣M量減少光源不必要的損耗。

而反射鏡的表面鍍了80層堆疊的鉬和硅薄膜，其中鉬的厚度為2.8納米，硅的厚度為4納米。每層都必須極為的光滑，誤差只允許一個(gè)原子大小。也正是這樣高難度的加工條件，使得極紫外EUV光刻機(jī)的所需要的反射鏡的制造難度極大。

雙工件臺(tái)

在ASML公司生產(chǎn)的極紫外EUV光刻機(jī)中，其雙工件臺(tái)就是由ASML自家制造的，其運(yùn)動(dòng)誤差保持在1.8納米。而雙工件臺(tái)的制造，與精密控制，高精度測(cè)量，精密加工是分不開的。也只有掌握了這些頂尖的技術(shù)，才可以制造出雙工件臺(tái)。

我國EUV光源，反射鏡，雙工件臺(tái)的進(jìn)展。

迄今為止，并沒有我國研制出以上三大部件的消息出現(xiàn)。也就是說，在2014年Cymer公司研發(fā)出EUV光源之后的8年內(nèi)；在2013年蔡司公司研發(fā)出反射鏡之后的9年內(nèi)，國產(chǎn)極紫外EUV光刻機(jī)依然沒有可用的部件。這樣的差距，還真的是很大??！

所以說，在頂級(jí)芯片和頂級(jí)光刻機(jī)上，無疑是頂級(jí)光刻機(jī)的難度更大。

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