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芯片一直都是汽车的重要组成部分，从传统汽车到智能汽车，芯片扮演着越来越重要的角色。“缺芯”的问题已经慢慢得到缓解，但“缺中国芯”的问题还一直存在。今天先从芯片是怎么做的开始说起，再聊聊汽车芯片的分类和应用，最后再说一下我对国产芯片的期待和担心。
怎么用沙子做芯片
芯片是怎么来的，是用沙子做成的吗？其实沙子是打造芯片的地基——硅晶圆的基础。
而「硅晶圆」最初的模样我们都见过：我们所熟悉的沙子。普通沙子在高温作用下转化成纯度约99.9%的硅。
- 硅熔炼：经过熔化，从中拉出铅笔状的硅晶柱
- 硅锭：再用钻石刀将硅晶柱切成圆片
- 切割：最后拋光，便形成硅晶圆，芯片的地基——晶圆完成
硅晶圆的直径常见的有：8英寸（ 200mm）12英寸（300mm）
直径越大，单个芯片成本越低，但加工难度越大。
晶圆做好之后，需要进行：光刻、掺杂、切割、封装，才能变成最终的成品。
其中最难的步骤是光刻。
紫外线透过掩膜照射光刻胶，掩膜上印着预先设计好的电路图案；光刻过程中曝光在紫外线下的光刻胶被溶解掉，清除后留下的图案和掩膜上的一致。
用化学物质溶解掉暴露出来的晶圆部分，剩下的光刻胶保护着不应该蚀刻的部分。蚀刻完成后，清除全部光刻胶，露出一个个凹槽。
先把硼或磷注入到硅结构中
接着填充铜，以便和其他晶体管互连
然后可以在上面再涂一层胶，再做一层结构。一般一个芯片包含几十层结构就像密集交织的高速公路。
- 封装测试
芯片做好后，用精细的切割器将芯片从晶圆上切下来，焊接基片上，装壳密封。经过测试后就可以包装销售了。
汽车芯片用在哪里？
芯片一直都是汽车的重要组成部分。传统汽车中，主要会用到分立器件、模拟芯片、逻辑芯片等等，构成传统的电子控制器ECU来实现对车辆的控制。
新能源汽车会使用功率芯片，是电驱动系统的“心脏”，包括线控制动和转向控制等都离不开功率芯片。
而智能汽车在这个基础上，还需要用到的高算力芯片的异构芯片，包含GPU、CPU（Graphics Processing Unit，主要负责的任务是加速图形处理速度）
、NPU等等，这些构成了汽车的高算力SOC芯片，也是智能汽车的“大脑”。
智能汽车还需要大容量的存储芯片，它是智能汽车的“记忆“。随着云和边缘计算在智能汽车 领域越来越重要，对存储器的需求与日俱增。
另外，智能汽车里还有感知芯片和通信芯片。
- 通信芯片分为两类，一类是车内的高速互联芯片，一类是车辆和外界通信的芯片，主要作用是把智能汽车里面的数据进行高速传输。
因此我们看到传统汽车在通往电气化和智能化的过程中，需要的芯片越来越多，芯片的制程要求也越来越高。
（28nm以上的 16 14nm以下）
芯片发展天花板对智能汽车的影响
在最新的出口管制新规，中国在先进计算芯片和制造先进半导体的能力受到了约束，具体涉及范畴：
- 半间距不超过18nm的DRAM存储芯片；
- 128层或更多层的NAND闪存芯片。
根据台积电在2021年的工艺来看，受到限制的主要包括RF、Logic、先进的Analog和eNWM芯片，这对于中国汽车产业走向智能化，无疑蒙上了一层阴影。汽车行业只是一个终端应用行业，对于高制程芯片的需求在未来5年左右能够体现出来，因此智能汽车要发展，这有赖于中国半导体行业的突破。
小结：目前我们需要持续观察这个管制对于中国半导体行业的影响，汽车行业能做的是扶持传统工艺下的汽车芯片国产替代，5年以后会不会在在智能汽车上形成代差，这是我比较担心的。
