光刻机封锁是连技术带产品的封锁,而且是层层的封锁,目前为止一共有三道。我国在21世纪的前二十年里已经接连突破了两道封锁线,形成了前所未有的自主攻势,毫无疑问,我国在什么时候突破第三道封锁线,决定权就在我们国内光刻机企业的手里;国外在什么时候解除第三道封锁线,主动权也在我们国内光刻机企业的手里,而到了突破或者解除的那个时候,我国光刻机大概率只会是达到世界先进水平的,还没能达到世界领先水平,即不是世界顶级的光刻机,却能以前所未有的高速度,接着突破国外又设置的第四道封锁线,向世界顶级发起冲锋。
低端和中端光刻机的封锁已经被解除了。两道封锁线都已经荡然无存了,美国和荷兰像是自动解除、提前解除封锁的,近年来让ASML连DUV中端光刻机都卖给我们国内企业那么多台了,是在我国光刻机企业还没有宣布国产中端光刻机下线消息的情况下。
看来,是由于知道我国光刻机企业已经突破了中端技术,并且已经转化为了中端产品,只是还停留在生产线上,待突破、能突破技术难关,而在下线后,对中端技术的封锁也就不解自除了。由此可知,我国光刻机企业是打破封锁的决定者,主要依靠的是自己对相关技术的突破,而美国和荷兰解除封锁则是被动的,不得不自动解除,而且只剩下供应产品这 1 个持续不了多长时间的选择了,相关技术的输入不再被需要。
我国光刻机企业基本突破高端光刻机技术并推出将很快下线的高端光刻机产品,会在未来的八年十年那时,在此之前的二三年里,美国和荷兰就会解除对高端光刻机产品的封锁。我国待突破的封锁线是第三道,是目前为止的最后一道,即对目前为止属于世界领先水平的高端光刻机技术和产品的封锁。
现在和在将来的一个时期内,我国企业买不来EUV光刻机产品,我国的光刻机企业更买不来EUV技术,这是由于美国和荷兰知道我国光刻机企业一时半会儿还不能突破相关的技术,技术转化为高端零部件直至整机的时间则是更长的,而现在不卖给EUV光刻机产品,就会让我国光刻机企业突破技术和作出产品的时间再长一些,
从而让我国需要EUV光刻机和需要高端代工、需要高端芯片的企业分别发展得慢一些、更慢一些;也是因为同时知道我国光刻机企业最终必定能够突破和作出高端光刻机的技术和产品,但心里已经习惯性地做好了在突破后、作出前再卖给产品的打算。美国和荷兰的等待是主动的,宁肯让ASML挣不到我国的钱,虽然听说ASML已经迫不及待了,而到时候让卖给产品却是被动的,无奈之下做出的唯一选择。
如果中国举全国力量研发芯片和研制光刻机,也需要10-20年左右。
在中国芯片制造被漂亮国“卡脖子”的时候,ASML总裁Peter Wennink曾经在一次科技会议上明确表示,“高端的EUV光刻机永远不可能(被中国)模仿。”虽然说,皮特老板的话听起来不太顺耳,甚至有些打击我们的积极性和自信心,但是不得不说,人家能说出这一番话来,肯定是有人家的底气的。
ASML的皮特老板还说:“因为我们是系统集成商,我们将数百家公司的技术整合在一起,为客户服务。这种机器有80000个零件,其中许多零件非常复杂。”据他介绍,许多企业专门为光刻机生产诸如镜头、反光镜和其他光学部件,目前为止,世界上的任何公司都不可能轻易地模仿制造。
实际上,许多网友对此言论是有些不屑一顾的,他们似乎觉得生产光刻机其实并不难,只要中国拿出当年自力更生地研发制造“两弹一星”的精神和意志来,那么,哪怕四处碰壁、困难重重,也一定能得偿所愿地制造出中国自主知识产权的光刻机来。
但是这样的说法,显然太过主观臆断。
无论如何,想要造出高精度、高可靠和高品质的光刻机,都不是一件容易的事。
就拿ASML公司来说,虽然是荷兰公司,但是背后却是美国资本的掌控。在全部数万个零部件中,有许多关键部件,都是来自美国和日本的高科技公司。而美国科技的领先,一方面是在大量资本投入下设计研发的先进,另一方面更是世界各国科技人才的趋之若鹜。
有财富、有资本,又有人才,点满了“科技树”的美国科技,自然在光刻机和芯片领域一往无前。
纵观短短几十年的芯片技术发展史,荷兰的ASML公司坚持技术整合,迎合客户需求,抓住了电脑、手机和数码产品水涨船高、突飞猛进的历史机遇,堪称是美日两国在半导体科技领域相互竞争的“幸运儿”。
就咱们国内的半导体行业来说,上海℡☎联系:电子的光刻机在2019年以前保持在90纳米左右,已经是国产光刻机的最高水平,但是在“卡脖子”事件之后,国产芯片制造产业显然得到了迅猛发展。据悉,上海℡☎联系:电子在两年内已经率先研发出28nm光刻机的先进技术,并有望尽快向企业交付。而中科院光电所已经研发出光刻分辨率达22nm的技术,但是研究归研究,想要量产出来,成千上万零部件的设计研发、制造整合,都会是层出不穷的大问题。
不管怎么说,上海℡☎联系:电子和中科院光电所能够研发出成熟可行的光刻机技术,值得我们每一个中国人庆贺,但是我们也要看到,国内光刻机和荷兰ASML光刻机,仍然有设计研发、零部件整合与制造工艺方面的巨大差距,而西方国家深耕细作几十年的技术壁垒和鸿沟,我们想要在两三年内寻求突破,无疑是比较困难的。
虽然说,研发国产芯片和研制国产光刻机是摆在华为“打工人”和我们每个中国人面前的“当务之急”,但是正所谓“欲速则不达”,在当前的形势下,我们既需要快马加鞭地加速追赶速度,也需要统筹兼顾国内半导体行业的发展现状。
或许等到某一天,咱们中国人就是“专治各种不服”,成功地凭借着顽强不屈的精气神和举国之力的众志成城,研发出了高精度光刻机,到那时候我们也必须牢记:再先进的光刻机,也是用来脚踏实地生产芯片,完善和改进我国的半导体产业链的,而不是摆出来“论功行赏”,给脸上“贴金”的。
因此,正常来说,就算是中国举全国力量研发芯片和研制光刻机,也需要10-20年左右。
如果心急火燎,抡圆了胳膊,一窝蜂地“大干快上”,很容易忽略科技发展的正常规律,反而会造成各种意想不到的问题。
但是就我个人来说,我当然希望光刻机的研发制造越快越好!
自媒体经常以“光刻机或者芯片各种新突破”为标题夺人眼球,结果呢?不了了了之罢了!作为世界最尖端的技术之一,哪有那么容易突破?虽然我们期待我们的科学家、企业、国家能够早日取得突破,但是我们也要正视艰难,我们只能一步一步向前迈进,脚踏实地研究创造!
作为平凡的我们,想要为国家做点贡献的话,请支持国货!请给 科技 人员、企业和国家多一点时间和经济力量!
国内好像做到7毫米5毫米,向3毫米进入?这已经很快了。大有后来者居上的趋势。也有绕过心片的路径。
我们都希望在核心技术上面自主掌握,不被掐脖子限制,但是半导体领域上面,最关键的一些环节,我们仍然没有实现自主,还需要用过进口来满足,其中光刻机,光刻胶,硅片平磨设备等等这些都还要靠买,自己的确还没有这方面实现自主,有国内的权威说过,我们想要达到世界现在的水平,按照现在的投入还需要15年左右的时间。
怎么说呢我们现在真正国产化的只有90纳米技术的光刻机,上海℡☎联系:电正在研制的28纳米光刻机,一直都有报道说会在年底推出来,但是现实却是已经这样说了好几个年头了,而且内部的人接受采访说,短时间内很难实现市场运用,现在还在进行各项功能的调试,这个过程需要很长的时间。
也就是说现在还在实验室里面,距离产能化运用还有很长时间,而且据说生产的速度也是不够快每小时只有75片,这样的速度远达不到厂商的要求,更重要的是一个大家一直兴奋的消息,那就是研究获得了光刻机的修正技术,这个是最近发布出来的让很多人振奋的消息。
这的确是一大发现突破,只是这个要运用到现实生产当中,短时间根本不可能,因为这个技术现在只是理论论证阶段,也就是说还只是在纸面上,还需要发表论文,而远没有真正的进行实验,就更谈不上说短时间运用出来了,所以这个技术在长远来看对我们是一大突破,但是在短时间来看对我们没有任何帮助。
也就是说我们在未来的十年之内,仍然无法真正的摆脱现在的情况,现在我们运用的90纳米以内的生产工艺都是国外的,我们自己的只是达到90纳米的级别,所以在理论技术领域论证得到突破是好事,但是现实中还需要认清现实,现在的我们在这上面仍然差距巨大。
以现在的情况来看,我们距离世界先进技术,至少在15年以上,这个数字属于最保守的估计,毕竟我们在进步别人也并没有停下脚步,所以我们现在需要的付出会更多,现阶段不得不接受的现实就是,在半导体领域上面,我们跟外国的差距仍然非常的巨大,这不是说理论上面的突破就能短时间改变的。
如果说我们国产28纳米技术的光刻机,能在五年之内投入市场,那就是值得让我们欣喜若狂了,虽然说28纳米技术,但是可以生产出来七纳米工艺的芯片,而且良品率还是比较高的,这个投入市场才是最真实的稍℡☎联系:改变现实,而光刻修正技术,现在只是理论阶段,离现实太远,理论上的突破可喜可贺,但是短时间没办法帮助我们改变眼前的现实。
近了,中国科学家只要团结一致,国产蕊片不出一年,最多二年面世。
举国之力,芯片指日可待
这点可以肯定,中国 科技 只要突破了,玩的都是先进,超越!只要是公开了,就离量产不远了。
科学技术是不能搞大跃进的!它是若干科学家技术人员长年累月辛勤付出,逐渐集累的成果!来不得半点虚假!要承认我们起步晚,和发达国家比差距还不小!
现在我们党和国家十分重视 科技 兴国,顷全国 科技 人员之力,赶追或超越世界先进水平。我们现在可以量产28,那么,不需很多年,中国会把芯片变成白菜价!
中国人会创造奇迹的?弯道超车,后来居上,后发先至。到时芯片白菜价。让制裁我们的后悔去,我相信我们的科学家,他们不会让国人失望。
其实,在芯片领域中国并非一事无成,芯片千万种,军用芯片,工业芯片,民用芯片,专用芯片,其中民用芯片又分千千万万,民用芯片以手机芯片最难,而最难的是设备,
残酷的现实再一次告诉我们:生于忧患,死于安乐!在美国这个强大的对手面前,中国要始终保持强烈的忧患意识,坚定不移地发展自已,久久为功,方能善作善成,丝毫都不能懈怠。芯片领域如此,其他领域亦如此!
不要老是盯着光刻机,国产芯和美国芯的真正差距还是在专利和标准上!
许多人认为中国的芯片制造工艺不行,的确目前国产的光刻机只能达到90nm的精确度,国内最好的芯片代工厂中芯国际的工艺水平也只在28nm-14nm之间。但是芯片厂商完全可以找技术先进的代工厂,例如华为的麒麟970和苹果手机的芯片都是让台积电代工。从芯片制造环节本身来说,芯片制造属于产业链的下游,中国和美国都是外包的。
但是在上游的专利和标准上,由于 历史 原因(计算机是美国人发明的、集成电路行业也是发源于美国),基本上都掌握在美国以及它的盟友手上。例如Intel 在x86 框架指令集中就有着大量的专利作为自己的专利壁垒,其他国家如果没有专利授权的话去研发一款能运行Windows的自主CPU是绝无可能的。
同样在移动芯片领域中,ARM也占据了专利的上风。ARM本身不生产芯片,只是设计芯片的架构,靠着技术授权给其他半导体制造商就可以数钱数到手抽筋。
另外说芯片的发展,不得不提的就是操作系统。即使是绕过了专利搞出了一套新的芯片技术,性能还领先,但是没有操作系统的支持的话依然是没有用武之地,这就是为什么当年Windows+Intel联盟所向披靡的原因。中国前几年研发的自主CPU龙芯,其实性能已经达到了能用的程度,但是没有操作系统的配合,只能跑跑Linux,终究不能成为主流。
中国目前发展芯片的机遇在一些还没有制定标准的专用芯片领域,例如人工智能芯片等。另外,世界也是在不断变化中,现在占据领先不代表永远不会被赶超,℡☎联系:软和ARM的合作就试图挑战Intel的地位,中国目前也得到了x86架构的授权正在不断追赶。
最快多久才能赶超?有生之年肯定看得到!
这个问题问得好。
国产芯片落后了多少,从一些事件就能看出。
同样是前段时间,网上流传着紫光的内存条,一开始的DDR3大家说这是奇梦达当年倒闭时前的最后作品,后来的DDR4被证明用的是海力士的颗粒。而紫光自己到底有没有能力生产出内存颗粒一直是个迷。有的说下半年紫光就能生产出自己的DDR4颗粒,但目前来看紫光高层有波动,能否如期完工还是个问号。
然后就要说说我们Al芯片的骄傲寒武纪了。这个芯片商商很奇怪,他们的官网没有任何性能介绍,要知道就算是挖矿用的矿机芯片和顶级的FPGA芯片也都有性能介绍。而衡量Al芯片性能的参数就是半精度计算和深度计算能力,这些参数很普通,根本不是什么机密,那么他们为何不展示呢?
最后,我们的代工业务,中芯国际的核心业务是28nm工艺,14nm正在研制。而英特尔在2009年就成功操作出了同级别的32nm工艺。
我想从这几件事就能看出,我们落后人家至少十年!至于赶超,现在我们要什么没什么,难道要用口号去赶超?如果真能静下心来,十几年的差距也不是那么容易赶上的。我想等到二十一世纪中叶,我们应该能赶上去。
目前来看,国产芯片与美国芯片的差距到底在哪儿,我们最快要多久才能赶超呢?
一、近年中国芯片产业进步有目共睹,可与美国的差距到底有多大呢?
看完现状,我们再看追赶速度。根据美国官方组织统计的美国上市公司数据,美国芯片上市公司2019年的研发投入和资本支出总计717亿美元,从1999年到2019年,美国芯片上市公司整体资金总投入将近9000亿美元,而我们的国家大基金一期二期加起来也就3000亿人民币,差了一个数量级。
近年来,中国芯片产业的进步是有目共睹的,我们已经从中低端解决了有无问题,国产CPU已在国内获得应用机会,未来将在此基础上,不断迭代、不断升级,从有到好。
二、参观日韩芯片产业发展,我们是在没显著优势的情况下,就被美国打压了
回顾 历史 ,上世纪五六十年代,芯片是美国的天下,其实是没有日本韩国什么地位的,日本开始重视民族企业的发展,索尼,松下等企业才迅速发展。到了70年代末,日本芯片实力大大提高,能和美国扳手腕那种,同时以质量好,价格低的优势把美国产业打得落花流水。
同时,韩国三星在90年代发展起来,有韩国政府和美国的扶持,90年代末就超过日本美国,不过1997年亚洲金融危机,美国购买大量三星股票,占有量超50%。虽美国不直接干预三星内部事务,但三星大部分利润是被美国赚去了。可以说,三星就是美国的高级"打工仔",被美国控制住了。
讲了这么多 历史 ,我们可以看出:
结论就是:中国半导体是在没有建立显著优势的情况下,就被美国狠狠打压了,这一点与韩日不同,这意味着我们必须打破高耸的技术壁垒,前路艰难险阻啊。
三、最后,中国芯片产业什么时候能超过美国?这是个伪命题
如今看来,中国芯片产业并不是要超过谁,而是要满足谁。搞清楚这个问题,是芯片产业发展的核心问题;芯片产业不是奥林匹克竞赛,看谁的芯片技术好,发个金银铜铁奖牌;那满足谁?满足中国日益增长的芯片需求。
可是,面对这种巨大规模市场,芯片产能转移到中国,是未来十年的趋势,会有反复,但不会回头;没有人能够对抗不了经济运行的规律,只能顺势而为,不是逆势而行;中国的芯片行业是汪洋大海,不是小池塘,海纳百川,水大鱼大。
最后的话:所谓的芯片领先,绝对不单单是设备,更是其产业链
我们一定要明白一个道理:所谓的领先,绝对不单单是设备,更是其产业链;美国打击的也不仅仅是某一家,而是全部的产业链!曾经有位大佬画了一个图来解释在半导体产业链上我们与美国之间的巨大差距,看看这个图感觉挺好的。
差距有多大呢?
最近这两年我们大国崛起的声音越来越多,城市化水平越来越高,人均GDP越来越多。尤其是移动互联网,更是有了移动支付、共享单车这种走在前沿的创新,许多人都产生了一种错觉,中国 科技 突飞猛进终于可以吊打一切了。
但是, 事实是中国在国防技术相关的商业航空器、半导体、生物机器、特种化工和系统软件等核心技术领域,和美国差距在10年以上。 找点例子,大家感受一下。
来点手机行业的例子感受一下。
手机上常用的大猩猩玻璃的前身是康宁公司在20世纪60年代生产的,具防弹功能的特种玻璃。
Iphone里使用的Siri是美国国防部先进研究项目局2003年投资的CALO计划。
中国国产手机里的操作系统都是谷歌的安卓操作系统。
很多中国国产产品每年都要向 思科、高通、西门子、诺基亚等很多公司缴纳专利费。 尤其是高通公司,每一个智能手机都要向高通缴纳专利费,要知道高通是3/4G领域的奠基者,在全球通信领域具有垄断地位,也因垄断被发改委罚款60亿人民币。
华为 的麒麟970,技术架构是来自英国的ARM公司(现在是日本的)。芯片是台湾生产的,中国大陆没有生产能力 。
随便说点计算机领域的
计算机的核心--cpu,目前民用的只有两家intel和AMD ,遗憾的都是美国的, 由cpu引申出来的计算机主板芯片大多数也是这两家。你计算机里用的硬盘大多数都是美国的。 制作显卡芯片的目前两家最大----AMD和英伟达 ,他们也是美国的。
中国的BAT虽然是世界级的软件公司,但是主营业务不是卖广告就是搞 游戏 。
我们看一下美国的IT巨头都在干什么?苹果,当年自己开发了CPU和硬件芯片对抗Intel,自己做操作系统对抗℡☎联系:软和谷歌,然后自己攒手机卖,就挣得比世界其他IT公司都多;谷歌,虽然跟百度一样发小广告,但是人家并购并发展了youtube和安卓系统,搞无人驾驶 汽车 ,搞人工智能打败了围棋世界冠军,和NASA创办奇点大学;℡☎联系:软,虽然操作系统做的越来越烂,但℡☎联系:软在基础的软件编程平台、数据库、图像识别技术及各项开源软件都作出了杰出的贡献。亚马逊一家的云平台就占据了世界市场的50%。
而相比之下, 中国没有世界级的国产数据库,没有世界级的编程语言 。甲骨文给中国政府、如银行电信电力石油等央企提供一套数据库,便宜的几十万元,贵的更是数百万元。而 这些数据显示着中国的经济情况,国家机密的数据都躺在美国人的数据库上。 中国的企业始终致力于靠关系拿项目,而始终忽视了研发底层技术核心。在今天中国的市场环境下,没有一个中国公司具有美国公司那样高的视野和格局。
其他的是不想长篇大论的分析, 希望大家好好认清现实。现阶段实现芯片全部自主化、国产化,基本不可能,所以要做的只能是站在巨人的肩膀上,利用好最先进的资源和技术,全力发展自己,在不断追赶中减少差距。
cpu技术
cpu即中央处理单元(CPU)是计算机内的电子电路,通过执行指令指定的基本算术,逻辑,控制和输入/输出(I / O)操作来执行计算机程序的指令。 计算机工业至少从20世纪60年代初开始使用“中央处理器”。 传统上,术语“CPU”是指处理器,更具体地涉及其处理单元和控制单元(CU),将计算机的这些核心元件与外部组件(诸如主存储器和I / O电路)区分开。
美国掌握大量的芯片底层核心技术。
instruction set 指令集目前都是国外的。
A list of computer central processor instruction sets:
哪个是中国的,或者以上哪个是中国公司全掌握的?以上只是底层技术的一面。。。。
50年的差距,更多的是人才的差距
每一个人多学一些cpu知识,汇总起来可以加快缩小这个差距。
40万芯片人才缺口该怎么补上?
努力吧,少年老年们。
基于别人的房基去建设高楼大厦,别人要断你,不让你上和下,那你只能飞上楼和飞下楼了。
其实芯片行业或者是集成电路行业,整个范围是要比大家想的丰富的多的。芯片并不只有CPU,或者是NPU这些。我们用到的耳机,指纹识别,冰箱,电视,电梯等等都会用到大小不同功能不同的芯片,像电源所用的芯片,目前代工厂就可以满足国内需求。
真正存在巨大差距是高端芯片,总体来说就是 三方面差距:
设计差距
中国的经济体量巨大,所以我们不缺钱,我们缺的是什么?答案就是人才。首先要设计芯片,设计出来之后交给代工厂生产,设计芯片软件方面中国在世界上的占比为0%,国内目前芯片生产商最好的应该是中芯国际,最好的制程是 14纳米 ,而台积电跟三星今年7纳米就要要量产了。 中间差了二代 。
光刻上的差距
这主要就是光刻机的问题。光刻机目前美国处于垄断,造价和售价都是很贵的,每年量产不超过30台,国内目前只能购买国外淘汰掉的光刻机,绝大多数来源于日本。而且瓦森纳协议中,每过几年都会更新禁售列表,比如2010年90nm以下的设备都是不允许对中国销售的,到2015年就改成65nm以下的了,即便如此,我们购买二手光刻机还是需要美国的审批。
晶圆制备的差距
这方面我们差距其实不是很大,目前IC芯片的衬底都是硅,需要运用电子级硅制造硅碇,再将硅锭精细切割,而中国即使是一些低端的国产率较高的芯片,其中很大一部分野都是买的国外的晶圆,然后自己切割,不过随着国内集成电路的发展,晶圆切割其实已经能慢慢实现了。
中国已经错过了一个发展的黄金期,再想要追赶付出的代价将会非常大,而在未来,人工智能、深度学习的大浪潮下,传统的通用计算会很吃力,而眼下新的发展机遇又会到来。这次中兴事件警钟的敲响,让我们重新开始认识到机遇的重要性,开始研制的寒武纪AI芯片, 阿里达摩院规划的AI芯片都属于新领域芯片, 希望这次芯片发展的快车,我们不会再被落下。
首先任何技术都有一个技术积累阶段,还必须要有一个从原材料,到生产工具,与检测仪器仪表,最后在到生产组装配套完整的产业链。
今我国全民玩芯,学校成立芯片专业,将高精尖端技术玩成了速成技术,这本就不现实,为什么呢?事实上这只是骗国家的补贴,和企业学校玩政治秀,为什么呢?因为有些企业和学校,芯片长什么样子他们都不知道,又不是工地搬砖,靠人多力量大,就可快速完工。
我国玩高精尖端的技术,事实上不是缺人才,而是缺高精尖端的实验室,和实验室所需要的高精尖端的制造工具,和高精尖端精密的实验仪器仪表工具,和高精尖端高精密度的测试仪器仪表工具,这是一个国家高 科技 必须要掌握的技术,为什么呢?因为开发未来新根念技术,就必要开发新型的材料应用,而开发新技术和新型材料与原器件,都离不开高精尖端的制造工资,和实验与测试仪器仪表。
所以高精尖端芯片设计软件,才是我们的短板,还包括配套芯片的系统软,工业自动控制软件等,所以我们与美欧日的差距,真正意义上来说,没有形成完整的产业链。芯片设计软件,工业控制软件,高精尖端的精密工具,高精尖端的仪器仪表。每一个工序,都可卡我们的脖子。
所以全民各玩各的芯片,不但浪费资源,还不能统一技术标准,费吋费力还不一定成功。现我们需要的是组成,各类专业行业领域的科研攻关队,而不是开发队,为什么呢?因为开发技术永远是跟在别人后面追,所以我们需要的是研究研究生团队,比如高 科技 的材料研发,高精尖端的工具研发,高精尖端的仪器仪表研发,各类的工业和智能的控制软件研发,只有我们掌握了这些技术,我们的尖端 科技 才能完成,从研发到设计到生产完整的产业链。
凡是吹牛逼祸国殃民的所谓科学家和各类专家全部滚蛋。凡有责任心有担当的国家培养 科技 人员要有爱国之心向国家向全民立下军令状,保证在短期内研发出中国自主品牌的中国航空发动机和中国芯。所有中国科学家有谁敢站出来向国家和人民立下军令状?
多少年这个答案可能事关我们每个人了。芯片设计技术的提升需要市场试错和反馈,不是所有的bug都能在实验室里发现。市场上有人买有人用才能给手机企业,软件企业,包括芯片企业带来资金回笼(为研发再投入)以及更重要的市场对技术的验证(为下一步技术完善和研发方向提供宝贵意见及数据积累)。大家对当年刚用安卓手机时一天死n次机的情况应该还有印象吧,但那时没有更好的手机了,所以大家(市场)的包容度都很高,在大家的共同努力下,填平了当时设备各方面的研发投入(手机用的顺畅事关软硬件配合,及自身技术的成熟,当然也包括芯片,或者说芯片是最为复杂的部分)。
总之,要是大家愿意一夜回到从前,还能忍受一天司机n次,只用简单应用程序(现在的应用都比较复杂,用户体验好,但对硬件要求高),我觉赶超的时间会大大缩短,也许5-10年?所以,你愿意么?问的再具体点,在你可以选择更好而且便宜,只是用了国外芯片的手机的情况下,你会愿意选择完全国产,用自主芯片,但经常死机,如龟速的手机么?
(ps.我内心的答案是:我愿意买两部,肯定会有一部是纯国产的,哈哈!)
作为产品、成品,“国产芯片”与“美国芯片”曾经没有什么差距啊!
中国的华为芯片曾经与美国的高通芯片以及苹果芯片一样是高端的 。当时是世界上仅有的三大高端芯片,同样是7纳米、5纳米水平,同样使用了ARM架构、EDA软件,同样由使用ASML EUV光刻机及其它工艺设备和高端材料等的台积电代工出来。 就产品和成品而论,在过去,国产芯片已经赶上了美国芯片,只剩下何时超过的问题,而在当时看来,超过将无需太长时间。
国产高端芯片后来至今却面临着成品库存终将耗尽和可能绝版 2 个问题 。华为高层人已经公开地说明白了这 2 个问题,同时,又说了海思仍在研发世界领先的芯片、与ARM照样合作着,倒是没听到说与美国企业在EDA软件上的合作怎么样了,但该软件跟那个架构一样是获得永久授权的,尽管今后不再被提供升级服务,也能支持国产高端芯片的设计。由此可见,就当前而言, 这 2 个问题是出在高端代工上 ,台积电无法继续按照自己的意愿,用EUV光刻机来制造国产芯片,致使国产芯片的高端性不得不仅仅停留在设计阶段/环节,即国内高端芯片设计技术不再像过去那样进入了国际高端制造阶段/环节从而得到实现,显然, 国产芯片是在已经赶上了的情况下,超过美国芯片的时间将被美国及其盟国盟友给延长,而且将延长许多!
美国是拿什么东西把国产芯片超过美国芯片的时间给延长的? 一是不再给国产高端芯片设计提供EDA升级服务,二是不让给国产高端芯片设计提供高端架构服务、高端代工服务和高端工艺设备以及高端材料服务等,而代工服务中本也包括EDA服务。
美国是凭什么做到不再给和不让给这么多高端服务的? 是因为EDA工具为其本国的,而盟国盟友使用的高端架构、高端代工、高端设备、高端材料等当中则含有本国的技术, 因此便可知,首先去除美国技术是多么的必需!
美国为什么不再给和不让给国产高端芯片提供这么多的高端服务? 就是因为我们国内相关企业在这些服务上都还没有达到高端,芯片设计的前端和后端各环节都还没有达到高端,按分工不是由芯片设计企业和芯片制造企业负责的EDA软件或工具也不是高端的,且不说还没达到国产化, 由此就可知国产芯片与美国芯片的差距在哪儿了,差在我们国内已经建立起的技术链产业链以及供应链整体没有实现高端上,在高端上距离外国还远,而外国不止是美国,并且,美国也承认自己至少在高端芯片制造和高端光刻机制造上并不是强者 ,已经有了差距感和危机感,其它的国家和地区倒向来是跟美国一伙的,于是,国内唯一达到高端的芯片设计企业,在过去,只能接受美国及其盟国盟友所提供的不断升级的高端服务;在现在和未来的一个较长时期内,只能接受人家不再升级的高端服务,正因为如此,国产芯片超过美国芯片的时间必定会比过去长不少,实际上,连在芯片设计环节已经实现的“赶上”都会难以保持住,可能会变成“有差距”,毕竟得不到不断升级的国外高端服务了。好在!我们国内芯片行业正在实施全技术链全产业链以及全供应链升级行动,已呈现全面奋起、整体直追之势,相信终将弥补国产芯片与美国芯片的差距,不止弥补国产芯片高端设计可能出现的与美国高端芯片设计的差距,远远不止!
很多人将关注的焦点放在了手机和PC的芯片,忽略了大多数的芯片其实不需要很先进的制程,不是制程先进不好而是成本更加的重要,比如很多IoT芯片,14nm对于多数行业已经够了。高端光刻机所实现更小nm级别的制程,主要应用在对续航和芯片体积有要求的终端上,如手机和平板电脑。芯片的本质芯片的本质就是将大规模的集成电路小型化,并且封装在方寸之间的空间内。英特尔10nm一个单位占面积54*44nm,每平方毫米1.008亿个晶体管。(1nm是一根头发丝直径的10万分之一)
芯片制造的过程就如同用乐高盖房子一样,先由晶圆作为地基,再层层往上堆叠电路和晶体管,达成所期望的造型(也就是各式各样的芯片)。造一个房子如果没有良好的地基,盖出来的房子就会歪来歪去,不合自己所意,为了做出完美的房子,便需要一个平稳的基板。对芯片制造来说,这个基板就是晶圆。
芯片制造的难点要在方寸之间建造一座城市,这绝对会比米上刻字要难上无数倍,简单的用手操作是完不成这件事的。01晶体管的“栅极”越窄,芯片功耗越低,同时尺寸也就越小,所以芯片界是以栅极的宽带命名芯片的制程。
在电子显℡☎联系:镜下,观察、对比32nm和22nm晶体管
但栅极宽度并不代表一切,栅极之间的距离和内连接间距也是决定性能的关键要素,这两个距离决定了单位面积内晶体管的数量。比如台积电的7nm和英特尔的10nm名义上差一代,实际上半斤八两。英特尔10nm一个单位占面积54*44nm,每平方毫米1.008亿个晶体管;而台积电7nm一个单位占面积57*40nm,每平方毫米1.0123亿个晶体管。两者并没有代差。
挑战nm级别的物理极限,就需要使用光做刻刀的专用工具“光刻机”。光刻机的原理非常简单,它就是一台大型照相机,紫外光把要雕刻的电路板通过凸透镜打在涂抹了光刻胶的硅晶圆上,将电路印在上面。
难度在于光刻机必须要把工程师绘制的电路板精确无误的投到晶圆上,不允许有丝毫误差。一个硅原子的晶胞长度是0.565纳米,7纳米那才几个晶胞那么宽。光刻机的核心部件反射镜,工艺条件极其苛刻,瑕疵竟然是以皮米计算的。光刻机也必须在真空环境中工作,因为即便空气中没有任何灰尘,气体分子本身也会影响紫外光成像。
制作nm级别芯片的光刻机注定是特别复杂和精密的,一台光刻机的配件超越五万的零件,90%的配件来自全世界,美国的光栅,德国的镜头,瑞典的轴承,法国的阀件等等。可以说光刻机是集人类智慧的结晶。02制造芯片,没有设计图,拥有再强的制造能力都没有用。设计工程师的角色是特别重要的,比如:有的人建造的房子外型别扭、采光差、通道不合理,有的人建造的房子外形美光、采光好、通道合理。芯片多由专业芯片设计公司进行规划、设计,像高通、Intel、AMD等公司,都是自己设计芯片。所以芯片设计十分仰赖工程师的技术,工程师的素质影响着一个企业的价值。
有了完整规划后,接下来便是画出设计图。有蓝、红、绿、黄等不同颜色,每一种颜色代表着一张光罩,如下图。芯片设计图的复杂程度可想而知。
芯片并不是做小了才能完成电路实现的功能,芯片只是一个小的载体,通过这个载体能够实现更低的功耗、更高的执行效率。可以预见的是,以现有的技术不可能将芯片的制程无限度的缩小,未来一定会有更加先进的芯片制造工艺出现。贸易全球化是经济发展的必然趋势一个人不可能做到无所不知,无所不能,同样一个国家也不可能建设全能的产业链条。比如,中东的石油、俄罗斯的小麦、泰国的香米、美国的农业等。经济的本质是货物的交换和流通,未来社会的发展必然是贸易的全球化,通过整合全人类的智慧和科技产物来促进人类社会的发展。
这就很好解释,为什么我们需要从其他国家去购买光刻机和芯片。因为目前国内的资源和产业结构不足以形成芯片行业的优势,通过进口来解决目前国内的需求是最优选择。这就好比,我们自己也有石油,但是每年还是会从其他国家进口大量的原油的道理是一样的。光刻机和芯片撇开国家层面,仅仅只是从企业的层面或个人的层面来讲。如果光刻机和芯片是你的,你可能会教我怎么造芯片和光刻机吗?这就是典型的教会了徒弟饿死师傅。不会,你只可能将成品买给我。既然光刻机和芯片可以进口,为什么中国还要有plan
B(B计划)?中国是一个物产丰富、产业结构特别完善的国家,并不是没有能力制造供我们自己使用的芯片,实际上在军事、航空、交通、通信等很多领域都使用了我们自己的芯片。既然别人有更好的东西,为什么我们不直接拿来用,拿来学习?
但一味的依赖通过进口的光刻机和芯片,就会造成国内相关行业的退化,同时会造成人才和技术的断层。未来,科学技术将取代人力成为主要的生产力,这是任何一个人都知道的。所以我们要逐渐的形成产、学、研一体化的产业结构,产生自主的核心竞争力,才有可能在未来将要变革的时候,实现弯道超车。
另外,通常我们制定plan
B的时候,是考虑到了plan A的潜在的风险性。同样的,如果其他国家不出口光刻机和芯片给我们了,我们至少还有plan
B。只有这样一个国家的根基才不会动摇。科学技术的发展始终离不开人2011年,当时在任的美国总统奥巴马曾问苹果的乔布斯,怎么才能将苹果的生产线迁回美国,给美国带来更多的就业。乔布斯回答说:“这些工作是不会回来的。我们在中国雇佣了70万工人,背后需要3万名工程师的支持,如果你能教育出这么多工程师,我们就能把工厂迁回美国。”现在,苹果依然把中国作为最重要的生产基地。
综上所述,未来的竞争说到底还是人才的竞争,是数学、物理、化学等基础科学的竞争。显而易见,中国光刻机明年不可能达到世界先进的水平,但谁能说得清楚下一个5年、10年就发生了呢?以上个人浅见,欢迎批评指正。喜欢的可以关注我,谢谢!认同我的看法的请点个赞再走,再次感谢!