農(nóng)業(yè)立國、制造業(yè)強(qiáng)國，自第一次工業(yè)革命至今，制造業(yè)都是衡量一個國家綜合國力的重要標(biāo)準(zhǔn)。中國作為世界工廠，制造業(yè)產(chǎn)值全球矚目，然而在高端制造業(yè)領(lǐng)域，卻一直比較落后。特別是在消費(fèi)電子領(lǐng)域，芯片制造一直是國內(nèi)制造業(yè)的短板。以華為為例，在手機(jī)、筆記本電腦、5G 基站領(lǐng)域無往而不利，結(jié)果卻因?yàn)闊o法與臺積電繼續(xù)合作而功敗垂成。

臺積電究竟有什么了不起，它為什么能決定華為的“生死”，臺積電、三星、英特爾有什么區(qū)別，它們與芯片制造又有什么關(guān)系？小黑這篇文章將為大家解讀！

從一顆沙子到一顆芯片

小黑記得，初中生的課本上就講過，芯片的制程材料是硅，與沙子的主要成分一致。然而，從一顆沙子到一顆芯片，卻是這個世界上最為艱難的“旅程”，涉及全球數(shù)百家頂級公司，哪怕有一個環(huán)節(jié)失衡都會功虧一簣。

芯片的誕生過程主要分為IC設(shè)計(jì)、IC制造和IC封測三大環(huán)節(jié)。IC 設(shè)計(jì)，顧名思義就是畫圖紙，指導(dǎo)工廠如何制造芯片�？赡苡械男』锇椴涣私�，畫圖紙有什么難的，隨便拉來一個工科大學(xué)生都會畫。

其實(shí)，IC 設(shè)計(jì)遠(yuǎn)沒有這么簡單。一顆芯片最大不過小拇指指頭大小，其中卻包含了近百億晶圓，如此龐大的晶圓需要細(xì)致地畫出圖紙，即使世界上最小的筆也無法實(shí)現(xiàn)。因而IC 設(shè)計(jì)需要EDA 工具來輔助設(shè)計(jì)。

EDA 又叫電子設(shè)計(jì)自動化，在EDA工具誕生之前，設(shè)計(jì)人員必須手工完成集成電路的設(shè)計(jì)、布線等工作。隨著上世紀(jì)七十年代集成電路復(fù)雜程度與日俱增，開發(fā)人員嘗試將整個設(shè)計(jì)過程自動化，通過編程語言來輔助設(shè)計(jì)，芯片的功能設(shè)計(jì)、綜合、驗(yàn)證、物理設(shè)計(jì)、布局、布線、版圖、設(shè)計(jì)規(guī)則檢查等都可以通過EDA 工具來模擬。

▲ EDA工具

由于EDA工具極為復(fù)雜，市場基本只有少數(shù)企業(yè)能夠完成，Synopsys、Cadence和Mentor是目前主流EDA工具廠商，所有IC 設(shè)計(jì)廠家都離不開他們。

有了EDA工具之后，就可以從容進(jìn)行IC 設(shè)計(jì)，華為海思就是一家IC 設(shè)計(jì)廠商，通過不斷設(shè)計(jì)、優(yōu)化，讓芯片發(fā)揮更大的功效。以前，IC 設(shè)計(jì)分為PC端與移動端（或者說手機(jī)端），蘋果、華為、高通、三星、聯(lián)發(fā)科在智能手機(jī)芯片設(shè)計(jì)上處于領(lǐng)先地位，英特爾與AMD 在PC端處于領(lǐng)先地位。然而，上個月蘋果發(fā)布的M1 PC端芯片打破了這一格局，目前蘋果橫跨PC端與移動端，技術(shù)明顯領(lǐng)先于競爭者。

▲ M1 芯片MacBook

眾所周知，蘋果的研發(fā)實(shí)力舉世罕見，不過蘋果芯片強(qiáng)大的實(shí)力背后，還有臺積電的鼎力支持。蘋果M1 芯片震撼世人，臺積電至少有一半功勞。很多人都知道臺積電是代工廠，但是大部分人都不知道，臺積電與蘋果所有的代工廠都不一樣，它獨(dú)有的技術(shù)甚至可以改變世界。