【早知】牵动全球局势 纳米晶片知多少？ | 联合早报

■为何纳米晶片牵动全球局势？

纳米晶片是现代信息技术、人工智能和量子计算等高科技产业的关键组成部分。全球最大经济体美国和中国正争夺这一宝贵资源。全球半导体产业链不仅仅是生产和供应，更涉及复杂的地缘政治博弈。美国是全球半导体产业的发源地，但随着时间推移，中国大陆、台湾、韩国等地区开始在技术领域竞逐领先地位。尤其是中国大陆，已成为美国的一个劲敌。

美国实施出口禁令，禁止全球企业向中国大陆供应晶片和制造设备。不过，中国大陆并未因此乱了阵脚，反而加大了在半导体领域的自主研发力度，力图实现“技术自给自足”。由于半导体供应链高度全球化，任何一方对产业链的控制都会对全球科技和经济产生深远影响。

■全球晶片生产地在哪里？ 主要业者有谁？

晶片的生产分布在全球多个国家和地区，其中台湾、美国、韩国和中国大陆是主要的生产地。台积电（TSMC）是全球领先的半导体代工厂，专门生产高端晶片（如7纳米、5纳米、3纳米等）。美国的英特尔（Intel）不仅设计晶片，还生产用于电脑和数据中心的处理器。英伟达（Nvidia）虽有设计晶片，但生产主要交由台积电负责。韩国三星（Samsung）则主要生产电视、智能设备和存储晶片。中芯国际（SMIC）则是中国大陆最大的半导体制造商，专注于为中国本土和其他市场提供晶片制造服务，且不断努力追赶台积电和三星的先进制程技术。

■晶片为何那么重要？“纳米”的含义是什么？

晶片（也称为集成电路）是电子设备的核心部件，负责处理信息并控制设备的运作。晶片通过电子线路和晶体管将电信号转换为具体的操作指令，广泛应用于计算、存储、通信等领域。我们日常生活中几乎所有的电子设备，包括智能手机、电脑、汽车、家电和医疗设备，都依赖晶片的运作。

“纳米”是晶片技术中一个常用的度量单位，指的是晶片上的电路、晶体管等组件的尺寸；1纳米（nm）等于十亿分之一米（0.000000001米）。随着科技进步，晶片的纳米数值逐渐减小，从早期的90纳米、28纳米，到现在主流的7纳米、5纳米，全球晶片制造商不断攻克更小尺寸的晶片，从而提升晶片的效率、性能和功耗表现。

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■为何制造晶片需要无尘室及黄光？

制造晶片时，关键步骤之一是光刻（Photolithography）技术。光刻用于在晶圆上刻画电路图案，常见的光刻技术包括EUV光刻（极紫外光刻）和DUV光刻（深紫外光刻）。

由于紫外光，尤其是波长极短的EUV光，容易被空气吸收，因此光刻工艺通常需要在无尘环境中进行，或使用真空或惰性气体环境，以减少光的散射和吸收，确保紫外光有效地照射到晶圆表面，从而提高光刻的精度。

至于为何在无尘室使用黄光，这是因为黄光的波长范围在500纳米至600纳米之间，能够有效过滤紫外线，避免不必要的曝光，确保光刻胶不会受到过度曝光影响。此外，黄光不会刺眼，使操作员能够更安全地进行操作。

黄光柔和，能够有效过滤紫外线，避免不必要的曝光，确保光刻胶不会受到过度曝光影响。（李冠卫摄）

■不同纳米技术的晶片应用在哪些领域？

7纳米及以下的晶片主要用于高性能处理器，例如电脑的CPU、GPU和人工智能设备。由于晶体管的尺寸非常小，这些晶片具备更快的运算速度和更长的续航能力，非常适合要求高运算能力的设备。10纳米至14纳米的晶片通常应用于中高端手机处理器、消费类电子产品和一些服务器晶片。22纳米及以上工艺的晶片则主要用于入门级手机处理器和物联网设备。这类晶片价格较为亲民，适用于对性能要求较低的产品。

■纳米越小就越先进吗？

纳米数值越小，意味着晶片上集成的晶体管数量更多，处理能力就越强。小尺寸的晶体管可以在更短时间内执行更多操作，同时降低能耗。不过，制造小尺寸晶片的技术难度较大，生产过程也更加复杂，需要更先进技术，生产成本也会相应增加。