中国芯片“破壁”之路：从光刻机到RISC-V架构的自主化挑战

曾几何时，芯片领域的短板，如阴霾笼罩在中国科技产业上空。2018 年，中国芯片进口额高达 3120 亿美元，自主生产芯片占比不足 10%，高端芯片近乎完全依赖进口，被国外 “卡脖子” 的困境让产业发展举步维艰。美国等西方国家不断挥舞技术封锁大棒，2019 年华为被列入 “实体清单”，2022 年台积电停止为华为代工麒麟芯片，先进制程设备出口限制等措施，更是给中国芯片产业带来巨大挑战。但困境之下，中国芯片人从未退缩。

在高端芯片制造的艰难征程中，光刻机成为横亘在前的 “大山”。 简单来说，光刻机就是芯片制造的“精密雕刻机”，它用激光把设计好的电路图案“画”在硅片上，精度高达纳米级。极紫外（EUV）光刻机是制造 7nm 及以下制程芯片的关键，全球仅荷兰 ASML 能生产，且因国际政治因素对中国禁售。国产光刻机如上海微电子的 28 纳米浸没式光刻机虽完成极限测试，但与 EUV 光刻机相比差距明显。先进制程工艺上，中国企业在 7 纳米及以下制程面临技术路径探索和经验积累难题，像 FinFET、GAAFET 晶体管结构工艺，国内起步晚，追赶之路漫长。高端半导体材料同样依赖进口，光刻胶、高纯度晶圆材料等，国内产品在纯度和性能上与国际先进水平有差距，制约着芯片良品率和性能。

危机中，RISC-V 开源指令集架构带来曙光。RISC-V是一种开源指令集架构（ISA），它免费开源，可自由修改指令集，避免专利壁垒，支持模块化设计，在嵌入式和高性能计算领域优势显著。国内企业积极布局，阿里玄铁 C920、进迭时空 K1 芯片等，展现出其在垂直赛道的潜力。

图源：Pixabay

2025 年，中国芯片产业迎来具有里程碑意义的重大突破。中国科学院上海光学精密机械研究所林楠研究员团队成功研发基于固体激光器的 LPP-EUV 光源，能量转换效率达 3.42%，这一成果超越欧美同类研究水平。长期以来，EUV 光刻光源长期被美国 Cymer 公司垄断且对中国封锁，林楠团队另辟蹊径，虽未达 5% 商用标准，但为国产 EUV 光刻机研发奠定基础，还引发国内半导体产业链联动。产业数据也令人振奋，中国半导体行业协会数据显示，2020 年中国芯片自给率仅为 30%。在《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》指引下，预计到 2025 年，这一数字将跃升至 70% 。不仅如此，中国芯片产业在设计、制造、封装等关键环节均取得显著进展。市场研究机构 Statista 预测，全球市场份额有望从 2020 年的 5.9% 突破至 2025 年的 10%，冲击美国芯片企业在中国市场份额，加速全球芯片供应链重构。

芯片之战，是一场关乎国家科技命运的较量。虽然前路艰难，但每一次突破都值得喝彩。这些成就背后，是无数科技工作者的坚守与付出。在光刻机光源研发中，林楠团队日夜攻关，面对一次次失败从不气馁。中芯国际的工艺研发团队，在先进制程工艺探索中，无数个日夜泡在实验室，反复试验优化参数。还有众多芯片设计工程师，为提升芯片性能，不断打磨设计方案。他们在国家重大战略科技任务、关键核心技术攻关中担当作为，以敢为人先的勇气和甘于奉献的精神，勾勒出新时代科技工作者的群像。

来源：豆包AI生成

在全国科技工作者日来临之际，我们聚焦这些一线科研人员。他们是中国芯片产业 “破壁” 的中坚力量，用智慧和汗水为产业发展铺就道路。他们 “仰望星空”，怀揣科技强国梦想；“脚踏实地”，在实验室和生产线默默耕耘。他们的故事，传递着新时代的科技力量，激励着更多人投身科技事业。让我们向这些科技逐梦者致敬，期待他们为中国芯片产业带来更多突破，在全球科技舞台绽放更耀眼光芒。

供稿单位：重庆理工大学计算机科学与工程学院

作者：重庆理工大学 高文洁

审核专家：倪伟

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