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，最頂級的應該就是量子芯片。

若以商業(yè)化為目地的話，那么最頂級的芯片就是硅基芯片。

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

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

無論是驍龍8gen1，還是天璣9000，都是由ASML生產的極紫外EUV光刻機生產的。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生產。從這個角度來看的話，從我國目前的實力出發(fā)，無疑是生產出頂級的芯片更為困難，畢竟先有光刻機后有芯片?，F在的狀況是無法制造出頂級的光刻機，那么就無法生產處出頂級的芯片。

如果不以商業(yè)化為目的話，那就是制造出最頂級的光刻機更難。

我國芯片和光刻機的現狀

目前來看，我國最為頂級的光刻機的制程工藝依然停留在90納米，具體產品是DUV步進投影式光刻機。

而光刻機最重要的三大部件是光源，物鏡，工件臺。

至于芯片的話，國內應該是可以設計出制程工藝為4納米的頂級芯片，但是生產不出來。而以現在的技術可以拿出來的芯片，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也算是頂級的芯片，與驍龍8gen1和天璣9000相比，性能也不差多少。

根據對比的結果來看，

在光刻機上: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步進投影式光刻機，距今已有31年。而國內至今還沒有制程工藝超過90納米的光刻機。

在芯片上:14納米4納米。而國際上在2014年，由英特爾生產出了Broadwell桌面級芯片，距今已經有8年了。而國內可以生產14納米芯片是在2019年，距今才有3年。

也就是說，在頂級光刻機上，與國際頂尖水平差了31年。在頂級芯片上，與國際頂尖水平差了5年。

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

頂級的芯片

眾所周知，硅基芯片的性能與制程工藝有較大的關系。往往是，制程工藝越小，芯片內部就可以集成更多的晶體管，同時呢，芯片產生的熱量越少，處理速度就越快。這也是，芯片生產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的制程工藝都達到了4納米。驍龍8gen1芯片的晶體管密度為1.67億個/平方毫米，而總的晶體管數量超過120億個。

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

目前來看，國內最為頂尖的手機端芯片就是麒麟9000。該芯片采用了臺積電5納米制程工藝，集成了153億個晶體管。

經過多方的評測，得出來以下的結果。麒麟9000芯片的能耗，功耗，CPU多核性能要比驍龍8gen1要強一些。

所以說，麒麟9000是可以媲美驍龍8gen1的。

當然了除了頂級的硅基芯片之外，我國的量子芯片或者量子計算機的實力也極為強大。

已經研發(fā)出的量子計算機有“九章一號”，“九章二號”，“祖沖之一號”，“祖沖之二號”。

其中九章一號量子計算機在求解高斯玻色取樣數學問題的計算速度，比全球運算速度最快的超級計算機“富岳”，還要快上100萬億倍。而九章二號量子計算機的運算速度又比九章一號快了100億倍。

而九章量子計算機是由76個光子構建出來的，到了九章二號量子計算機，光子就增加到了113個，隨著光子數量的增加，九章二號量子計算機的性能就更強了。

不過，祖沖之號量子計算機中，含有56個量子比特，到了祖沖之二號，量子比特的數量就增加到了66個。

可以說，無論是九章，還是祖沖之。這兩個系列的量子計算機的性能，都可以邁入頂尖的量子計算機行列。而與之相類似的超級計算機有谷歌，IBM推出的量子計算機。

除了量子計算機之外，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。目前已經有研究表明，同等工藝下的碳基芯片在性能方面遠超硅基芯片。

在碳基芯片技術上，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。我國現有的產品與國際頂尖產品的差距并不是太大。只不過，以我國現有的技術，也就只有頂級的硅基芯片無法被生產出來，其他類型的芯片還是可以依靠國內的技術來實現的。

頂級的光刻機

眾所周知，光刻機的最小制程工藝，直接決定了芯片性能的強弱。光刻機的制程工藝越小，那么所生產出來的芯片的最小線寬就越小，同時芯片的性能也就越高。而光刻機的最小制程工藝，與光源和物鏡有絕對的關系。

比如說:ASML研發(fā)的極紫外EUV光刻機就使用了: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。也就是在這至關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，登上全球第一的寶座。由此可見，在光刻機的所有部件中，光源，反射鏡，雙工件臺起著決定性的作用。

其中Cymer公司，就是走了“激光等離子體”這條路子。具體的技術，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光刻機的光源?？粗硎呛芎唵危且獫M足極紫外EUV光刻機的要求可相當不容易。

光源的功率要足夠高，只有經過轉化后中心焦點處的功率達到250W才可以滿足要求。這其中涉及到一個轉化率的問題，目前光源的轉化率都不高，如果要達到250W的中心焦點處的功率，那么最初產生激光后的輸出功率也要在90KW左右。要讓激光的功率達到90KW，那難度可真的是太大了。也只有光源的功率達到要求之后，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年的時間。從1997年開始研究EUV光源，到2014年制造出功率達到250W的EUV光源。

反射鏡

在ASML生產的極紫外EUV光刻機中，蔡司公司研發(fā)的多片反射鏡也極為重要，因為從光源發(fā)射出來的極紫外光，要經過反射鏡的反射后，最終到達需要被曝光的晶圓上。這就要求反射鏡的表面相當的光滑，盡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光刻機的所需要的反射鏡的制造難度極大。

雙工件臺

在ASML公司生產的極紫外EUV光刻機中，其雙工件臺就是由ASML自家制造的，其運動誤差保持在1.8納米。而雙工件臺的制造，與精密控制，高精度測量，精密加工是分不開的。也只有掌握了這些頂尖的技術，才可以制造出雙工件臺。

我國EUV光源，反射鏡，雙工件臺的進展。

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

所以說，在頂級芯片和頂級光刻機上，無疑是頂級光刻機的難度更大。

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