近日，华为Mate 60火爆刷屏，多家媒体表示这款手机搭载了华为自主研发的麒麟9000S处理器，并且由内地企业代工，是妥妥的“纯国产”芯片。

多位博主对这款手机进行了拆解，发现处理器采用了双叠层设计，工艺制程达到了7nm、具备5G通信能力，可以说意义非凡。

尽管国产芯片取得历史性好成绩，但距离海外先进芯片仍有很大距离，未来还有很长的路，并且任重而道远。

前魅族高管李楠表示：“如果说之前我们先进制程芯片设计制造水平相当于学前班，这次我之所以欢呼，是因为考上了初中。”

也就是说，我们举国之力，多次努力之后才刚刚考上了初中，国产芯片与世界先进芯片的差距真的如此大吗？

今天，我们就来聊一聊这个问题。

一款芯片能够应用在我们的电子设备上，要经历设计、制造、封装等多个环节，涉及几百甚至几千道工序。

在设计端，需要掌握架构、EDA、芯片设计三大关键技术。

架构方面：

架构方面，美国、欧盟、日本三家把控着全球95%的架构，主要集中在ARM、英特尔、英伟达这类龙头企业手中。

ARM架构为精简指令集架构，主要针对移动设备和嵌入式设备，全球95%的智能手机、1/4的电子设备都采用了ARM的CPU架构。

X86属于复杂指令集架构，被英特尔掌控，主要用于个人电脑、服务器、超算等。在服务器市场、PC市场方面，X86占据了95%以上的份额。

英伟达把控了全球90%以上的GPU，其独创的CUDA架构，同时支持硬件和软件技术。CUDA 的多核心计算，可以显著提升计算性能。广泛使用在AI、自动驾驶领域。

可以看出，无论是移动设备、还是PC、服务器，或者AI、自动驾驶，芯片架构都被海外企业牢牢把控，并且市场份额都超过了90%，处于绝对垄断地位。

在这种环境下，我们只能高价购买IP使用权，并且还要忍受“价高性能低”的无理要求。

国产芯片架构官宣的似乎只有龙芯。龙芯从2002年开始研发，至今已有20多年历史。最先进的3A6000处理器仍落后英特尔5年左右。

但值得庆幸的是，龙芯架构（LoongArch架构）是纯国产架构，并在2020年通过了第三方权威机构的认证，与ARM、X86、RISC-V、MIPS等主流架构指令集对比，具有以下特点：

1、LoongArch的指令系统、指令编码、指令格式、寻址模式是自主设计；

2、LoongArch的指令手册、指令说明、内容表达上与国际主要指令区别明显；

3、LoongArch未对国际主要指令系统构成侵权风险。

龙芯性能不足，但足够安全，广泛使用在党、政、军领域，个人PC领域仍然见不到龙芯的踪迹，与英特尔无法相提并论。

而智能手机、可穿戴、嵌入式设备方面依然被海外的ARM所把控，而最近逐渐兴起的RISC-V尽管是开源，但它起源于加州大学伯克利分校，隶属于“RISC-V基金会”，同样具备潜在风险。

可见，在架构方面，国产芯片还有很长的路要走。

EDA工具

EDA即电子设计自动化，是芯片设计的核心工具，也被称为EDA工具或“芯片母机”。

目前全球EDA工具主要集中在明导国际、新思科技、西门子EDA（原铿腾电子）三家企业手中，这三家企业占据了全球77%的市场份额，在中国市场份额一度达到了惊人的95%。

尽管近年来国产EDA有了很大进步，但三巨头仍然是世界顶级的EDA厂商，处于第一梯队，在技术、专利、人才及市场占有率方面远超对手。

国产EDA代表企业为华大九天，它完整的继承了“熊猫系统”的技术和成果，经过多年发展后实现了全流程覆盖，在部分领域突破了5nm，国内市场占有率达到了6%，处于第二梯队。

不要以为第一梯队和第二梯队，就像我们常说的第一名和第二名，它们之间差着一个太平洋。

第一梯队全流程覆盖，支持3nm工艺，客户为苹果、台积电、高通、英特尔、英伟达等国际巨头，可以大口吃肉。

而第二梯队，工艺制程基本在14nm以上，客户以中小企业为主，也就是喝汤的角色，而且稍不努力就会亏损。

所以，国产EDA也就是小学生的水平，距离三巨头还有很长的路。

芯片设计：

在芯片设计环节，国产芯片可以说有足够的实力与海外巨头同台竞技。

华为海思设计的麒麟芯片曾一度超过高通骁龙、天罡、巴龙、凌霄、鲲鹏、昇腾等系列芯片也颇具竞争力，让美丽国一度感到了害怕。

在2019年华为海思成为了全球第四大芯片设计公司，仅次于博通、高通、英伟达。

除了海思外，阿里平头哥、解散的OPPO哲库、GPU新贵壁仞科技等也很有实力，在各自的领域作出了令人惊叹的成绩。

如果一定要为国产芯片设计做个排名，我想应该算是在校大学生了吧！努努力就会实现逆袭超越。

芯片制造是我们的薄弱环节，在设备、材料、工艺方面均远落后于对手。

设备环节：

芯片制造涉及几十种、甚至上百种设备。其中以光刻机、刻蚀机、CVD、PVD、离子注入机、涂胶/显影机、金属蒸发设备、清洗设备、检测设备这九种最为关键。

这九种设备中，我们只有刻蚀机、清洗设备做到了国际领先，在芯片产业链中占比达到了30%以上，其他6种设备均需要我们继续攻关克难。

作为核心设备中的核心，光刻机已经严重制约了我国的芯片制造。

目前，国产光刻机仍为上海微电子制造的90nm光刻设备，与ASML最先进的EUV光刻机差距几十年，制造的芯片也相差6代。

而EUV光刻机制造难度非常大，号称拥有10万零部件、3000个轴承、2000条线缆、2公里管道，全球2000家供应商才完成了零部件供应。

如今，我们要以一国之力，作出欧、美、日、韩等几十个国家完成的壮举，难度可想而知。

如果ASML的EUV光刻机属于大学生的话，那上海微电子的90nm光刻机做恐怕还在上学前班，差距就是如此大。

而整个半导体设备市场上，美国占据41.7%的份额，日本占据31.1%，荷兰占据18.8%，三者合计把控了91.6%的市场份额，国产设备差距同样非常大。

材料领域：

芯片制造要用到几十种材料，包括硅片、掩膜版、光刻胶、靶向材料、电子特气等。根据公开信息，半导体领域的19种关键材料中，日本有14种市场占有率超过了50%。

其中EUV光刻胶这种高精尖材料，只有日本企业能够提供，这恐怕是日本在整个芯片环节中最厉害的地方了。

我们以最核心的硅片为例

硅片是芯片制造中成本最大的材料，占据晶圆制造成本的37%。而全球硅片市场基本被日、韩、德所把控。

国内的沪硅产业在政策红利、国家大力支持下，终于成长为了全球第六大硅片企业，市场占有率提升到了2.3%，整个国产硅片市场份额合计不足5%。

而日本的信越化学、盛高集团、中国台湾的环球晶圆、德国的世创、韩国鲜京矽特隆合计把控着92%的占有率，这种垄断格局着实让人头疼。

最核心的半导体材料都未解决，国产半导体材料的处境可想而知。

制造工艺：

其实，国产芯片的制造工艺还算不错，仅次于台积电、三星。

以中芯国际为例，目前已经量产了14nm、N+1工艺，7nm技术也完成了开发。

可以预料的是，未来如果能够解决EUV光刻机的难题，那么7nm、5nm量产是迟早的事。

个人认为，国产芯片制造工艺应该处于高中水平。

麒麟9000S虽然在性能上远逊于苹果A16、高通骁龙8gen2，但其意义重大，是国产芯片的重大突破，它让我们看到了希望。

中国人能够造出先进芯片，而且能够引领全球芯片的潮流。

当然，我们在看到希望的同时，也要面对现实。国产芯片正处于初中时期，它距离大学毕业还有很长的路要走，但是只要我们咬牙坚持下去，成功就在眼前。

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