半岛彩票芯片就是集成电路，按字面意思理解就是把电路集成到一张板子上。实际上，也就是这个意思，不过两个特点决定了这玩意异常复杂，
一是电路的数量巨大，几毫米的板子要堆上亿个晶体管。光刻机扛把子ASML的高管举过一个例子，说如果一块芯片是德国那么大，那么电路的尺寸差不多就是一公分。这么高的精度，对加工工艺要求到了近乎变态的程度。
二是电路不能随便堆，所有复杂的计算业务都得通过电路的排列组合完成。让上亿个只会0和1两个简单动作的晶体管联合起来完成复杂工作，总设计师的工作就异常重要。大刘在《三体》里脑洞大开，攒了三千万士兵模拟一个计算机，这个里面其实最重要的就是这些士兵的排列组合。这玩意理论上可行，实际上也就是纸上谈兵，三千万个晶体管的设计必须得用软件，光靠人脑指挥几乎不可能实现。
大家看出来没有，把上亿个电路按照一定的规则排列好，然后刻在一张板子上，基本上就相当于在大米粒上刻4K高清版的清明上河图，难度大家自己品。
首先是设计，芯片实现的功能不一样，根源就是电路的排列、数量各不相同。最复杂的就是逻辑芯片，也就是咱们平常说的CPU、GPU什么的。这类芯片是设备的大脑，控制你能干什么，干到什么程度。就跟机器人似的，大脑设计好了就是高智商，反应快，学习好，人见人爱花见花开，要是赶上程序员糊涂蛋，设计出来的机器人就是是智障，抽一鞭子走一步，遇到丁点困难，当时就撂挑子，这种机器人自然也就没什么市场了。
所以芯片的设计非常重要。前面说了，芯片的设计本质上就是电路的排列组合，不过几亿个电路，还有复杂的逻辑，在纸上画肯定是不可能的，必须得用软件。你只管编代码，具体电路怎么排列，让软件告诉机器。这里面就涉及到芯片行业里的第一个重要工具，设计软件，也就是EDA。目前世界上头部的几个芯片设计软件分别是美国的新思科技、益华电脑，和西门子旗下明导国际（Mentor）。这三个基本上吃掉了全部份额，只要你设计芯片就跟他们脱不了干系。
当然不行。如果你要从头开始编代码，等你调试完成，软件和制造工艺都升级了好几代了，能不能跑的起来都两说。所以不能从零开始，得用架构。比如造房子，邻居家起了二层小楼，你眼红也想造一个，那不可能从头开始画图纸，必须得把邻居的图纸拿过来，小地方改一改，比如马桶的位置挪一下，然后交给包工队施工。像砖瓦水泥什么的，工头也不会自己造，去市场上买现成的。
这些架构图纸、砖瓦什么的，就是芯片设计里的IP。不过软件行业，这些都有专利，用我的架构，用我的IP就得给付专利费。如果你做过软件编程就好理解了，IP就相当于一些封装好的函数，比如游戏行业，开发游戏不可能从头设计人物、造型、场景什么的，这些基础东西都可以买过来自己用，游戏设计师主要专注游戏逻辑就好，本质上是一种资源的复用。
IP行业最大的两个大佬，一个是intel的X86，主要应用在电脑上，另外一个就是ARM，架构主要用在手机、平板等手持设备上。也就是说，只要我们用到电脑、手机或pad，不管你用的什么牌子，都得给这两个大佬付专利费，不过这个钱我们看不到，厂商替我们代交了。
这么霸道当然就有人看不惯了。2010年，伯克利大学的一个教授领着他的团队开发了RISC-V指令集架构，开源且免费。不过架构这个东西本身并不能产生效益，好比砖块，单独放那儿一点用处没有，得有人买去搭成房子才能发挥作用。Risc-v虽然免费，不过架构市场已经饱和，而且一般厂商的应用都是基于x86或者ARM，为了兼容之前的版本，一般不会轻易换架构。不过现在机会来了，我国现在面临越来越恶劣的国际环境，寻找开源软件是必然趋势，所以目前正在积极围绕RISC-V构建生态系统，如果成功对双方都有好处，我们也可以在欧美垄断的产业链里打开一个缺口。
当然无论x86，arm或者risc-v都是针对CPU，GPU这些逻辑芯片，一般行业是足够了，不过对通信行业来说，逻辑芯片只是其中的一条腿，另外一条腿就是基带芯片。基带主要就是负责通信工作，模拟数字信号转换什么的，这种芯片和通信技术强相关，所以基带芯片的头部企业必须是深耕通信行业的专业公司，比如高通、华为、三星。我们常说5g方面华为有多少了专利，高通有多少个专利，其实就是指基带芯片里的通信模块。这东西如果申请了专利，那就是躺着挣钱，只要用的就得付钱。比如高通设计的芯片如果用到华为的IP那就得给华为打钱。而且专利这东西很霸道，一项技术就算你独立研究出来，只要前面有人申请过专利，那你就得付专利费。所以高通、华为这些头部设计公司都在疯狂的囤积专利。
有了设计软件，买了IP授权就可以开干了。一般来说设备越小、功能越复杂，对设计的要求就越高。从这个意义上说，手机芯片是设计最复杂的。所以目前世界上头部的那几个设计厂商主业都是手机芯片，高通、华为海思、联发科什么的。
现在华为的芯片设计能力已经达到世界领先水平，不过设计能力再牛逼，还得依靠设计软件和IP（主要是逻辑芯片IP），这两个东西目前主要还是掌握在美国人手里，特别容易被卡脖子。
有小伙伴纳闷了，我用盗版行不行呢？网上盗版软件破解以后，用户体验没什么区别嘛。
事实上还真不行，EDA跟个人软件不一样，就那么几家厂商，低头不见抬头见，你用没用正版一眼就能看出来。就算你不要脸，拿出一副用就用了，你能把我怎么着的架势也不行。芯片设计软件和加工工艺强相关，一般都会同时升级，你用旧软件设计的芯片，代工厂都给你做不了，好比彩电的生产线没法给你加工黑白电视。等你吭哧吭哧破解了新软件，人家已经又往前走了好几条街，不赶趟。而且这些代工厂跟软件IP厂商有千丝万缕的关系，你用盗版软件，人家也不敢给你加工。所以只能老老实实买专利，或者自己攻关，不讲武德是不行的。
工厂里最重要的就是设备，也就是制造芯片的那些个机器，一般能占到整个厂子投资的60%以上，而这些设备里最重要的就是光刻机。
芯片设计厂商出了图纸，光刻机得照着图纸上一点一点的把电路刻在硅片上，咱们见面说过在几毫米的芯片上就有上亿的电路，设计就已经废了九牛二虎之力，要真刻出来，那更是难比登天。这里面的关键就是刻的精度，也就是咱们常说的28nm，14nm什么的。精度越高，单位面积的芯片承载的电路就越多越复杂，功耗效率也就越高，而制作的精度跟光刻机强相关。
大家知道光刻机的领头羊是荷兰的ASML，不过很少有人知道，光刻机的老二和老三分别是日本的尼康和佳能。这三家企业基本上占据了光刻机的绝大部分市场。
其实一点都不奇怪，看名字也能看出来，光刻机光刻机，这机器对光的应用必须达到炉火纯青的地步，在这方面，擅长利用光学成像的的相机厂商天然就有优势，从这个角度看，尼康他们占据头部位置也就是顺理成章的事了。这还是现在日本芯片行业没落了，如果时针再往回拨20年，光刻机基本就是日本人的天下。
多说一句，ASML的崛起有一定的偶然性，这家公司本来是飞利浦下面的一个子公司（冷知识，飞利浦是荷兰公司），一直埋头苦干，不愠不火。突然暴走是在20世纪初。
当时台积电的林本坚发明了一种浸润式光刻的新技术，其实质是光线在通过液体后，波长会发生变化，利用这种特点可以在不改变现有材料的条件下，大幅度提高光刻精度。林本坚觉得这个是未来光刻技术的方向，于是想找尼康一起干。不过日本人比较轴，他们在半导体领域长期处在头部位置，根本不相信来自一个落后地区的工程师能提出什么先进理念，而且当时日本正在干式光刻技术上深耕，所以麻溜的给拒绝了。
台积电只能带着技术找到ASML，双方一拍即合，约定ASML负责改进光刻机，台积电改进工艺，双方共同进步。
随后的事大家也都知道了，浸润式光刻成了芯片加工的主流，日本人为自己的傲慢付出代价。ASML抢得先机，随后就一路开挂，牢牢坐稳了光刻机技术头把交椅。而且美国当时正头疼日本芯片行业一家独大，所以很积极插了一脚，对ASML各种扶持，又是打钱又是开绿灯。INTEL还联合台积电、三星成立了EUV联盟，把日本人关在门外。几个事情一叠加，ASML就把佳能尼康甩了好几条街，日本人从此再没换过劲儿来。
不过有一说一的讲，ASML其实是一个被了的公司，人格不完整，有时候做不了自己的住。美国人当时扶植他的时候就考虑到了这一点，他们又不是活雷锋，帮忙肯定是有条件的。为了控制ASML，美国一方面积极参股，一方面限制光刻机关键部件必须使用美国货，还得定期接受审查。现在ASML的两个大股东都是美国公司，而且一半以上的零部件供应商来自美国，离了美国寸步难行。
这还不算，目前最先进的EUV光刻机(也就是对我国禁卖的那一款)，制造的原料涉及德国，美国、日本等几千家供货商，包括德国的蔡司镜头，日本复合材料，瑞典的精密加工机床，这些东西缺一不可，是名副其实的世界工厂造出来的。从这个意义上说， ASML虽然说是荷兰公司，不过事实上整个西方工业体系在给他输血，而实际控制权就在美国人手里。
我们知道芯片的基本材料就是硅，这东西地球上到处都是，我们日常见到的沙子，主要成分就是硅。那是不是原材料敞开供应呢？并没有，硅得达到一定的纯度才能拿来做圆晶，也就是芯片的载体。这个纯度不是一般的高，所以一般的企业还真搞不了，目前的圆晶超过90%以上都被日韩的公司垄断。
光有圆晶还不行，芯片加工过程中需要其它的重要辅助材料。比如光刻胶，硅片覆盖这么一层东西，才能和光源发生反应，光刻机才有用武之地，相当于写字用的纸，还是不能替代的那种。
还有氟化氢，刻蚀过程中需要对硅片表面不停清洗，特别是7n米以下，采用EUV光刻技术的高端芯片制作，清洗的原料就是高纯度氟化氢。
如果把芯片比做鱼香肉丝，肉丝就是圆晶硅片，胡萝卜青椒丝油盐酱醋葱姜蒜就是辅助材料，缺一个都出不了那个味儿。
这些原材料制作并不复杂，难就难在纯度要求特别高。万事都怕较真，纯度一旦到了小数点后面三四位，难度就得上升几百倍。
精密加工谁家强？那当然是日本人了。他们在精细加工方面点了几十年的技能点，能搞定这个事。所以目前芯片原材料目前基本上都掌握在日本手里。
2020年韩日因为慰安妇问题撕逼，急了眼的日本就把原材料断供了，搞得三星等一票芯片企业大骂日本人不讲武德。本来日本人就是想吓唬吓唬，不过韩国人气性大，一怒之下联合美国爸爸（杜邦）自己开搞芯片原材料了，尽管纯度差的十万八千里，不过也咬着牙用了。日本人本想抖个机灵，没想到韩国是个飙子，这一发狠，日本人也有点虚，眼看这块市场要丢了，连忙宣布解除禁运，想修复关系。不过这么一搞，韩国人也知道日本是个什么套路，坚决准备自己搞研究，不给日本人卡脖子的机会，两家估计再回不到过去了。
多说一句，日本现在最大的芯片原材料生产厂商就是信越化学，前一阵威胁给我们断供光刻胶的那家公司。
芯片代工厂跟我们传统意义上的流水线工厂不一样，不能把芯片代工厂和服装鞋帽工厂划等号，也不要以为设备原材料有了，按流程操作就好。代工厂主要拼的是工艺技术，事实上咱们前面也看到了，浸润式光刻技术成就了ASML。而这项技术的提出者就是代工厂。光刻机，原材料其实都是围绕代工厂转，他们三个密不可分。加工工艺有了突破，就会对光刻机提出新的要求，促进光刻机改进。光刻技术升级，也会对工艺、原材料产生影响。从某种意义上说，代工厂其实是芯片制作技术的引领者，而且加工工艺的进步也会体现在芯片设计中，比如你只有攻破7nm的加工工艺，才能设计7nm的芯片。
所以代工厂听着名字很LOW，却是芯片产业链当中重要的一环，在芯片技术进步中起到重要作用，决不能仅仅把它看成一个低端加工厂，否则台积电没必要养着那么多技术大牛了。
目前世界上最大的代工厂就是台湾的台积电。有小伙伴可能纳闷了，芯片这么高大上的技术，怎么轮的上湾湾呢？
芯片行业的祖师爷是美国，不过美国人当年的主要敌人是苏联，芯片主要是拿来军用，飞机导弹卫星什么的，民用这块市场就被日本人盯上了。当时日本正处在冷战时期东西方阵营对抗的最前沿。美国人觉得有义务把小兄弟扶住替他挡枪，就把晶体管的专利技术给了日本人。没想到日本底子厚，肯吃苦，给点阳光就茁壮成长，到上世纪八十年代已经长成经济上的庞然巨物，汽车家电半导体，价格便宜量又足，样样吊打美国货，巅峰时期美国市场到处都是日本货。美国自己的企业被挤兑的不是倒闭就是转型，一片哀鸿遍野。老美吓了一跳，赶快用广场协议把日本摁住，一边把旁边的韩台扶上马，让他们挖小日本的墙角。这个背景下才有了半导体行业从日本往韩国台湾的转移，三星、台积电都从那个时候开始崛起。
多说一句，这也是全球产业转移的基本背景，大家可以留意一下，从服装业、制造业到半导体，都遵循了从日本到韩国台湾再到东南亚的转移趋势。这才造就了当年的亚洲四小龙，四小虎。不少人说东亚崛起是因为东方民族吃苦耐劳，能打硬仗，这个当然是一方面原因，但主要是美国在转移产业链。看着东亚那一片好像此起彼伏很是热闹，其实幕后导演都是美国，韭菜割了一茬又一茬，自己躲在美洲大陆含笑不语，深藏功与名。
从目前的情况看，东亚、包括东南亚这些国家，除了日本以外，经济上都是美国人的小弟，能不能玩的转全看美国人心情。日本人尽管经济上有说话的底气，不过家里有美国大兵看着，也就剩下点账面实力了，根本没有跟老美叫板的力量。
说回芯片，台积电能够崛起，除了美国刻意为之外，掌门人张忠谋功不可没。张忠谋是美国芯片大厂德州仪器的三把手，因为跟管理层不合，愤然回台湾创办了台积电。创办初期老张就找准了台积电的定位，只做代工业务。
当时的芯片厂商一般都是全产业链，从设计到生产一条龙全包，各个链条的利润都让自己吃了，典型的就是日本公司，当时把全产业链玩的通透，巅峰时期日本芯片行业占据60%的市场，而且因为上下游一锅烩，根本不怕卡脖子。这种模式在芯片行业发展早期没有什么问题，因为早期芯片工艺还不复杂，应用面窄，更新慢，单打独斗都能搞得定。不过进入个人计算机（包括移动设备）大爆发时代，毛病就出来了，最大的问题就是船大了掉头难。芯片技术日新月异，按摩尔定律，芯片技术18个月就要更新换代，可是芯片厂商不可能每十八个月更新自己的全套产业链。这个背景下，产业链的拆分就成了唯一的选择。一些芯片大厂把设计独立出来，专心待在办公室里搞研发，制造抛给其它小伙伴。芯片行业更新快啊，非常适合这种轻资产的模式。代工厂专心做工艺，同时保持几条生产线，满足各个制程的生产需求。
台积电恰好顺应这种转型的趋势，精准定位加上张忠谋在美国的人脉，台积电很快和intel达成协议，接下了intel的芯片代工业务，站稳脚跟。后来又利用与ASML的良好关系（互相参股），保证先进的光刻机优先供应，最终拿下了芯片代工的头把交椅。
目前世界上主要的代工厂除了台积电，就是三星。不过三星是全产业链，也就是业界说的ida，从设计到制造一条龙全包，兼职接点代工的单子。
这种模式最大的问题就是同行之间的竞争关系。比如华为找到三星代工，拿到图纸的韩国人会直接发给工厂加工吗？必须不会啊，肯定是先偷摸给自己的设计部门研究个底朝天，麒麟的设计图改几个logo就用到三星的Exynos芯片上了，这谁能放心？而且因为有竞争关系，三星很有可能使阴招，比如关键时候把华为的制作订单使劲往后压，优先制造三星的芯片，打时间差。等华为芯片上市的时候，三星的芯片已经抢占了大部分市场。以高丽国的揍性，干这种事估计没什么心理负担。
所以代工厂的第一选择肯定是台积电，专注代工三十年，守信用重质量，而且跟芯片设计公司没有业务冲突，大家把设计图给他们非常放心。
芯片行业还有最后一个环节就是封测，这个难度不大，没什么存在感，不多说了。
原材料，包括硅片，辅助材料，基本上是日本人把控，典型的头部企业就是日本的信越化学。
芯片设计公司主要是高通、华为、联发科、三星，不过设计软件基本都由美国把控。
光刻机老大是ASML，而且优势比较明显，甩出老二老三好几条街，现在最先进的EUV光刻机只有ASML能做，只此一家别无分号。
说到这儿，大家应该也有个基本概念了，芯片行业产业链很长，而且在上中下游每个领域都有一些头部企业，大部分还都是美国的小兄弟，这也是为什么美国制裁华为，会让我们很难受，几乎整个产业链都在美国人掌控之中，上下游一断，华为通天的本事也施展不出来。
好在国家早早认识到了这个问题，很早就布局，2014年成立大基金，专款专用，就是准备在芯片行业弯道超车。不过芯片行业投入高，周期长，前期需要不断的往里砸钱，等站稳脚跟，再利用高额利润养着研发不断前进。这种模式下基本是赢家通吃，后起之秀追赶很难。
不过美国制裁给我们提供了机会，以前说造不如买，买不如租，现在人家不租你，只能是自己造，客观上也算是逼上梁山。不过逼一逼更健康，两弹一星不是逼出来了嘛，芯片长期依赖国外也不是办法，正好乘这个机会修炼内功，补齐短板。我们的优势就在于巨大的市场，美国制裁相当于把国内市场拱手让了出来，只要我们能抓住机会，以国内市场为依托，集中精力在各个产业链条都扶植一两个能打的企业，先在国家内部形成产业链闭环，把卡脖子的手砍断，解决温饱问题，然后在基础研究领域寻求突破，换个赛道，实现弯道超车。
