江苏龙网

  1. 首页 > 社会 > >

为何一个国家不能独立自主制造芯片?( 三 )

为何一个国家不能独立自主制造芯片?
▲荷兰ASML公司员工正在组装一台光刻机 图源于网络武汉弘芯项目被抵押的光刻机是荷兰ASML公司在 2015 年推出的 ， 光源波长为193nm ， 属于DUV光刻机 。荷兰ASML公司生产的光刻机最先进的是波长为13.5纳米的EUV光刻机 ， 卖给武汉弘芯的这台DUV光刻机在技术上与最先进水平还有较大差距 。2004年以前 ， 最优秀的光刻机是由日本的尼康生产的干式光刻机 。 台积电的优秀技术人员林本坚在2002年研究出以水作为介质的193纳米浸润式光刻技术 ， 带来技术革命 ， 宣告了干式光刻机的死刑 。当时光刻机巨头尼康、佳能都拒绝采用林本坚的技术生产湿式光刻机 ， 却被荷兰的ASML看到了机会 ， 与台积电合作 ， 浸润式光刻技术同时成就了ASML和台积电 。其实 ， ASML也只是技术链条上的一环 。EUV光刻的光源 ， 需要激光系统技术;镜头需要物镜系统技术;精密制造需要工作台技术 。为何一个国家不能独立自主制造芯片?
▲ASML上游供应商主要以半导体及设备厂商为主 ， 包括信邦电子、公准精密、光罩等 图源于网络镜头几乎由德国的蔡司垄断 ， 激光技术在美国Cymer手中 ， 工作台技术由几家德国公司掌握 ， ASML的核心技术只不过占光刻机的不到百分之十 。 正是由于全球化的分工和各国的通力合作 ， 才能成就光刻机 ， 成就整个半导体产业 。产业链中的每个核心技术持有人都可以随时切段供应 ， 相当于“一票否决权” 。可是几乎没有一个环节会这么做 。因为半导体产业所需要的成本由大家分摊 ， 利润的蛋糕由大家分享 ， 很好的体现了现代产业分工的优越性 。而每个环节也都明白 ， 如果放弃自身的核心竞争力优势 ， 不断觊觎他人的领域 ， 希望由一个国家、一家企业把整个产业链“包圆” ， 其结果必然是得不偿失 ， 并且会遭到全部产业链所有环节、所有企业、所有国家的一致抵制 。这就是全球化的分工和制衡的奥秘 。历史证明 ， 任何希望打破其他环节对本环节的制衡 ， 希望所有环节都具备“自主知识产权”的努力都将以失败告终 ， 包括世界上技术实力最强大的美国 ， 也逃不出这个规律 。美国一些半导体公司为了与ASML竞争 ， 曾经由Intel、IBM等公司合作扶持了一家叫做XTAL的光刻机生产企业 。2018年 ， ASML诉XTAL侵犯知识产权 ， 获得胜诉 。 XTAL也因此破产 ， 大部分资产被ASML公司以冲抵赔偿的形式兼并 。05高科技应该怎么搞?如果只谈产业链上掌握核心技术的各环节之间的平衡共处 ， 也不尽是全部事实 。美国、荷兰和日本等国 ， 联合实施了对生产先进芯片所需要的设备的严格多边出口管制 。这些国家几乎垄断了先进的芯片制造设备 ， 有针对性的出口管制将继续促进彼此往来 。 受到管制的包括伊朗、朝鲜等国 ， 其中就包括ASML生产的最先进的13.5纳米光波的EUV光刻机 。而技术水平较低的DUV光刻机则不在出口管制之列 。对于受到管制的国家来说 ， 有三种方案来应对 。一是研发出半导体行业某一环节的关键核心技术 ， 加入到半导体产业链当中去 ， 成为不可或缺的一环 ， 自然也就有实力制衡其他环节;二是尽可能发展与上述国家的友好关系 ， 不仅有贸易利益 ， 更要在价值观上与其相近 ， 做他们值得信任的伙伴;三是完全撇开现有产业链体系 ， 争取自己从无到有发展出整个半导体产业链 。第一种方案虽然有一定的可行性 ， 但是对于技术能力的要求太高 ， 目前除了已经掌握先进技术的国家之外 ， 其他国家暂不具备这样的能力 。第二种方案是比较简便、投入最小的 ， 但同时也是被管制国家最不愿意采取的 。 第三种方案就是“武汉弘芯模式” ， 正在失败 ， 且屡败屡行 。为什么总是第一个想到“什么东西都要自己搞” ， 这不是本文要讨论的问题 。总有那么一伙人 ， 始终觉得科学研究不是什么难事 ， 只要投入大量的金钱、大量的人力 ， 并且封闭起来 ， 让他们专心致志 ， 就一定能搞出高科技 。这一观点在很多人头脑中根深蒂固 ， 他们最喜欢拿出来说的就是原子弹、氢弹和卫星 。其实 ， 原子弹究竟是怎么搞出来的 ， 跟他们的理解恰恰相反 。原子弹绝不是靠一群人封闭起来 ， 要钱给钱 ， 专心致志 ， 就搞出来的 。 而是依靠苏联遗留的部分研究基础和在美国接受核物理教育的一批顶尖科学家 。 即使是苏联和美国 ， 他们搞原子弹 ， 也不是完全靠自己 ， 而是建立在已经成型的人类物理科学大厦之上 。原子弹如此 ， 半导体更是如此 。没有美国转让的技术基础和大量美国培养的技术人才 ， 台积电一万年也搞不出芯片技术 。可笑的是 ， 人们把对原子弹研制过程的错误认识当作所谓“集中力量办大事”的“优势” ， 那么美国没有“集中力量” ， 却办成了大得多、多得多的“大事” ， 岂不是更有优势?06“独立自主”的神话长期以来 ， 对于国际高技术的追赶 ， 我们都是采取逆向研究的办法进行 。1977年 ， 中国研制出了所谓DJS-050半导体控制器 ， 使用31块分离元件代替微控制器 ， 实现了电路控制功能 。这种半导体控制器并不是现代意义上的集成电路 ， 只是因为没有能力生产集成电路而采取的替代方案 ， 一定程度上接近集成电路的运算能力 。为了研制出集成电路 ， 购买了一些国外芯片来进行复制 。主要步骤是把封装外壳腐蚀掉或者磨掉 ， 让芯片暴露出来 ， 用染色的方法让不同材料和尺寸的电路元件呈现不同颜色 ， 一层一层拍照记录 ， 再将多层照片叠加 ， 搞清楚电路的结构 。早期芯片层次较少 ， 要实现这一步依靠手工拍照时可以做到的 。 最后再将电路设计整理下来 ， 绘制成图纸 。制造是最难的 ， 因为没有自动化的设备 ， 即使国外也只能使用半自动蚀刻设备 ， 中国的仿制者完全是手工制造 ， 每一个仿制的芯片都可以看作是一块手工艺品 。这种手工作坊式的生产 ， 可能连“生产”都谈不上 ， 又怎么谈得上“芯片技术迅速发展”?手工生产方式落后 ， 良品率极低 ， 连续生产几百片 ， 能用的就几片 。从70年代末到80年代开始 ， 计算机体系结构的蓬勃发展 ， 尤其是Microarchitecture(微结构)的广泛使用 ， 导致手工生产芯片的工作方式对于复制高集成度的芯片越来越力不从心 。老一代熟练工根本无法再以同样的手法“拆解”新一代的Intel的芯片 ， 更谈不上复制了 。 也恰好是此时 ， 由于改革开放、中美建交 ， 我国能够大量从国外进口芯片 ， 这种手工作坊就完全退出历史舞台了 。简单来说 ， 这一整套生产方式是落后的、手工作坊式的、非常具有农耕时代特色的 ， 到了体系结构蓬勃发展的时代直接被淘汰了 。延续这套生产方式绝不可能跟上当时世界先进水平快速发展的脚步 。 中国真正进行“自主设计”已经是快21世纪了 ， 也就不存在什么上世纪六七十年代“独立自主”发展半导体产业的神话 。简单来说 ， 一个初中数学都没有学好的人 ， 一定要学高等数学 ， 也不是不可以 ， 但直接把他人做的高等数学卷子拿来抄答案则是万万不可能的 。结语虽然“独立自主”始终只是神话 ， 却又有一大批人对此深信不疑 。在这样的长官意志之下 ， 借着各种“战略”、“规划”的东风兴起了大批项目 。 尽管长官们也曾经指示过 ， “功成不必在我”、“十年磨一剑” ， 可是实际执行的过程中却总是秉持着大干快上、“亩产万斤”、“放卫星”的思路来进行 。这也就是武汉弘芯们的真实面目 ， 以及从来没有投资过半导体产业的投资人能够取信于政府的根本原因 。所以 ， 明明国内的政策、资本对IC的倾斜与韩国等国家当初的政府扶持也没有太大差别 ， 但产生的乱相总比成果多得多 。说到底 ， 整个产业思路和科研体制需要重整 ， 从头开始搭建高水平的人才培养体系、技术研发平台 ， 才是发展高科技的正途 。


推荐阅读


上一篇：如何有效说服别人

下一篇：数十万留学生逃离美国，疫情下日本学生也受歧视