本文目录

1. 金刚石能否代替芯片的基体材料硅
2. 自研手机芯片有必要吗
3. 国企为什么不研发并制造芯片
4. 集成电路学科博士点，复旦大学和中国科学技术大学真的落选了吗

金刚石能否代替芯片的基体材料硅

回答这个问题，必须弄清三方面问题：

芯片对基体材料有哪些要求。

金刚石能否满足这些要求。

金刚石相比硅，是否有优势。

我认为，金刚石不能代替芯片的基体材料硅。

能用于制作芯片基体的半导体材料有如下几类：

元素半导体材料：以单一元素组成的半导体，属于这一材料的有硼、金刚石、锗、硅、灰锡、锑、硒、碲等，其中以锗、硅、锡研究较早，制备工艺相对成熟。

复合半导体材料：由两种或两种以上无机物化合成的半导体，种类繁多，已知的二元化合物就有数百种。

三五半导体：由Ⅲ族元素Al、Ga、In和V族元素P、As、Sb组成，比如砷化镓（GaAs）；它们都具有闪锌矿结构，在应用方面仅次于Ge、Si。

二六半导体：Ⅱ族元素Zn、Cd、Hg和Ⅵ族元素S、Se、Te形成的化合物，是一些重要的光电材料；ZnS、CdTe、HgTe具有闪锌矿结构。

四六半导体：SiC和Ge-Si合金都具有闪锌矿的结构。

由上述分类可以看出，金刚石的确是半导体材料，有做成芯片基体的潜能。接下来需要考虑，金刚石能否满足芯片对基体材料的要求。

这个问题需要从两者的化学特性和工业制作成本来考虑。

一、化学特性对比

硅有无定形硅和晶体硅两种同素异形体，晶体硅为灰黑色，无定形硅为黑色，密度2.32-2.34克/立方厘米，熔点1410℃，沸点2355℃，晶体硅属于原子晶体。不溶于水、硝酸和盐酸，溶于氢氟酸和碱液。硬而有金属光泽。

硅的电导率与其温度有很大关系，随着温度升高，电导率增大，在1480℃左右达到最大，而温度超过1600℃后又随温度的升高而减小。

金刚石它是一种由碳元素组成的矿物，是碳元素的同素异形体，金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质。其结构是正八面体晶体，晶体中每个碳原子都以sp3杂化轨道与另外4个相邻的碳原子形成共价键，每四个相邻的碳原子均构成正四面体。晶体类型金刚石中的CC键很强，所有的价电子都参与了共价键的形成，没有自由电子，所以金刚石硬度非常大，不导电，熔点在3815℃。金刚石在纯氧中燃点为720~800℃，在空气中为850~1000℃。

二、工业制作对比

1.原料成本

硅也是极为常见的一种元素，然而它极少以单质的形式在自然界出现，而是以复杂的硅酸盐或二氧化硅的形式，广泛存在于岩石、砂砾、尘土之中。硅在宇宙中的储量排在第八位。在地壳中，它是第二丰富的元素，构成地壳总质量的26.4%，仅次于第一位的氧（49.4%）。

世界上有20多个国家赋存有金刚石矿产，主要分布在澳大利亚、非洲西部和南部，以及俄罗斯的亚洲部分。目前，全世界金刚石产量每年超过100百万克拉，其中宝石级15%，近宝石级38%，工业级47%。

相比于硅的来源，金刚石因存量少，原料成本是相当高的。

2.制作成本

金刚石的出产是很复杂的，它需要经过采矿、粉碎、冲洗、沉淀、挑选、分类、切割、打磨以及抛光等诸多工序之后才能出现在市场上。从开采的大块岩石中将钻石分离出来是相当困难的。即使有先进的技术，发掘的过程仍然十分复杂。而生产一颗切磨好的1克拉重的金刚石，必须从钻石矿藏中挖出至少约250吨的矿土进行加工处理而成。

金刚石还因硬度太高，难以加工；此外，相比于单晶硅，金刚石提纯工艺复杂，很难提纯到6个9或7个9的等级。

金刚石从理论上来说，是可以作为芯片基体材料的。但是，从工业制作的角度来说，原料储存少、加工难度大的金刚石，不适合替代硅制作芯片，即便制作出来了，价格也是难以承受的。

自研手机芯片有必要吗

我们我们不仅要自研手机芯片，还得自研芯片架构，不仅芯片领域要彻底自研，整个半导体领域的一切核心设备我们都要自研，同时不光硬件方面要自研，相关的软件体系也要自研，再也不要抱有幻想，以为全球一体化下，我们可以买买买。

很多人总认为手机芯片这种东西没必要自研，直接购买现成的就行了，如今这种买办思维彻底被现实彻底打脸。

美国现在对华为以及国内相关企业的制裁表明，我们只有自研芯片还不够，因为美国人还可以掐断你芯片架构授权，可以停用你EDA芯片设计软件，可以不允许代工厂为你生产芯片。

因此，类似华为这样的企业，未来不仅仅是自研芯片，还得进行手机芯片的架构自研。华为现在仅有V8永久授权，但如果没有ARM后续的授权，新的指令集你就用不上，用不了你自研的芯片性能就跟不上高通、三星。未来，想要和人家拼性能，就只能靠自己自研架构，从而彻底摆脱在架构上受制于人。

今年5月美国再度升级对华为的制裁，任何拥有美国设备和技术的厂商在未经许可时都不能给华为代工生产芯片，包括我国的中芯也得受这一措施限制（下图中芯招股书暗示不能为华为生产）。

因此，我国未来科技领域想要摆脱限制，想要有高速的发展，就必须做到核心装备自研。从半导体材料，到芯片生产设备，以及产业链相关的一些设备和技术都得自研，这样才能摆脱美国类似的制裁，才能自己畅通无阻的随意研发芯片，生产芯片。

芯片设计时一般厂商都需要使用专业的EDA软件来进行，而这行业里都是美国企业为主，国产EDA只在低端市场占有极小的份额。这类软件也是属于美国可以限制和制裁的内容，比如近期哈工大被禁用Matlab就是很好的案例。

对于华为来说，EDA软件被禁用之后，芯片自研也就无法继续很好的走下去，要么换用国产EDA，要么继续使用旧版本，这样对芯片设计有不小影响！

因此，在工业软件这方面，未来我们也需要进行自研。

Lscssh科技官观点：综合来说，不要再幻想什么全球化，我们有钱就可以买买买，现实很残酷。不要以为自己在和平环境下生活，就真的以为这个世界是和平的。我们的科技产业想要继续发展，就必须在半导体领域实现彻底的自研，不光是芯片，而是整个体系上的软硬件核心内容都得自研。

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国企为什么不研发并制造芯片

搞科研的主力军应该是科研院所，尤其是尖端科技的，这些单位都属于事业单位，国企倒是也有自己的科研团队，但通常都是为生产服务的。我们国家倒是组织过科研团队进行芯片的研发，最著名的当属2003年上海交通大学的陈进汉芯研发，只可惜被一伙骗子给糟蹋了。下面是百度百科的原话：

汉芯事件（Hanxinevents）是指2003年2月上海交通大学微电子学院院长陈进教授发明的“汉芯一号”造假，并借助“汉芯一号”，陈进又申请了数十个科研项目，骗取了高达上亿元的科研基金。中国亟待在高新科技领域有所突破，自主研发高性能芯片是我国科技界的一大梦想。陈进利用这种期盼，骗取了无数的资金和荣誉，使原本该给国人带来自豪感的“汉芯一号”，变成了一起让人瞠目结舌的重大科研造假事件。

对陈进的惩罚仅仅是开除职务，免职，令人目瞪口呆。其实上亿元我们倒是还能忍受，现在贪官都轻轻松松的上亿元、十几亿，钱倒是小事，关键是耽误了我国的芯片研发。从此之后只要有人提出研发芯片，人们马上就会想到汉芯事件，普遍认为技术难度太大，人才匮乏，目前尚不具备研发实力，短时期内攻关无望。在一片悲观声浪中，我们的芯片研发被西方彻底甩在身后，目前的华为被卡脖子仅仅是能看到的危机。

套用一句俗语，芯片研发的难度远远大于两弹一星，而且也不适合举全国之力，芯片技术可以说是全人类智慧的结晶，我们需另辟蹊径，分享、共享其成果。

集成电路学科博士点，复旦大学和中国科学技术大学真的落选了吗

时间差问题，本轮学位点审核，是从2020年9月开始的，审核的是自主审核单位2020年报送的拟自主审核新增学位点，比如华中科技大学的集成电路科学与工程博士点就是2020年先自己公示，今年通过教育部备案的。而复旦大学、中国科技大学和武汉大学等高校的集成电路科学与工程今年才公示，没赶上今年教育部备案，明年教育部备案了，就可以增列为第二批博士点了。

OK，本文到此结束，希望对大家有所帮助。