美国、日本和荷兰达成芯片联盟,这给国产芯片带来了危机,也给自主研发带来了挑战
4月4日,世贸组织召开理事会会议,中方在会上提出问题:"美国、日本和荷兰之间是否有关于芯片出口限制的协议?
同时,他表示,该协议违反了世贸组织规则,呼吁美国、日本和荷兰通知该协议,同时要求世贸组织加强相关监管。
由此可见,过去的美国为了限制中国在阿胶领域的发展,可以说是煞费苦心,不仅把自己的小弟弟往前推,还自己下水,甚至藐视WTO的规则。
那么问题来了,为什么老梅要在薯片领域阻挠我们呢?国产薯片怎么用?
薯片有多重要?
我们天天讲筹码,天天用筹码,可是你真的知道什么是筹码,筹码有多重要吗?
芯片其实就是微电路的一种,我们通常称之为集成电路、微电路或微芯片。 它是使用光刻工艺在半导体晶圆表面制成的微型电路。
随着芯片制造技术的不断发展,芯片的精度越来越高,已经达到了3nm工艺。
采用3nm工艺的芯片有多壮观?
通过显微镜观察,芯片的内部就像一个微型城市,拥有密集的街道和建筑物以及令人惊叹的细节。
在指甲盖大小的芯片上,有十几公里长的电线和数亿甚至数百亿个晶体管。
这些纳米级组件是怎样的"坐"在芯片上呢?它们是极其复杂的设备,需要数百个复杂的过程才能成功"变形"。
由于设备和改造技术的极端复杂性,逐渐形成了技术垄断甚至技术保护。
让我们来看看为什么芯片如此重要
1、应用范围极广。
芯片广泛应用于工业、军事、民生等领域。
我们的汽车厂、造船厂、化工厂、机械厂、纺织厂、服装厂、饮料厂等,都使用大量的自动化机器,而这些设备都配备了无数大大小小的芯片。
我们的战斗机、洲际导弹、卫星导航、坦克和装甲车都依靠芯片来完成飞行、攻击、定位和监视等任务。
智能手机、电视、洗衣机、冰箱等,在日常生活中,也离不开芯片。
2.支持未来科学技术的发展。
信息技术被称为第四次工业革命,典型代表有:5G、人工智能、大数据、云计算、万物互联等。
目前尚不清楚这些尖端技术是否依赖芯片,甚至严重依赖芯片。
以前段时间轰轰烈烈的人工智能革命为例。 这项技术旨在取代程序员、律师、设计师、新闻编辑、会计师、金融分析师等。
如此强大的AI只有经过无数次训练才能实现,而训练必须以强大的算力为后盾。 当然,这需要AI芯片来提供。
据相关数据显示,自ChatGPT出现以来,对算力的需求已经是原来的10-100倍,需要600多台DGXA100服务器才能满足。
可以看出,未来技术对芯片的需求是巨大的。
3.转变经济发展方式。
小小的芯片能改变经济发展模式吗?
在蒸汽机和电气化的时代,这是绝对不可能的。 但前段时间,一块芯片就足以带动一个国家的经济发展。
以我的国家为例:
如果中国解决了高端芯片的问题,那么智能手机、5G、智能汽车、人工智能等产业将得到快速发展。 中国将从劳动密集型经济转向技术创新型经济。
中国经济发展将发生翻天覆地的变化,中国成为发达国家并非不可能。
鉴于芯片的广泛应用,它们对未来的技术发展极为重要,甚至可以改变经济。 正是美国拼命地试图阻止我们在这一领域的发展和突破。
现在,美国与日本和荷兰一起达到了所谓的"芯片出口限制协议",彻底**我们在高端芯片领域。
那么,如果达成这项协议,我国将面临怎样的困境呢?
美日荷芯片限制协议可怕吗?
美国、日本和荷兰控制着全球半导体设备市场,其中美国占41在7%的市场份额中,日本占据了31个1%,荷兰占188%,三者合计占916%的市场份额。
如果这三家公司停止**半导体设备,那么基本上这家代工厂就可以转行了。
因为光刻机、蚀刻机、CVD、PVD、清洗设备、镀膜显影设备、ALD、离子注入、测量、CMP、热处理等整个产业链的设备已经消失。
没有不是用芯片制造的设备,即使我们下达了命令,怎么办?
我们可以自己制造设备!这不是很简单吗?
例如,最先进的紫外光刻机比原子弹、氢弹和航空母舰更难制造。
光源:第一步是建立功率高达30千瓦、激光频率为50000秒的高功率CO2激光发射系统。 仅这个问题就难倒了世界上的 99 人公司99%的股份。
因为主要部件——大功率种子模块、大功率放大器链路、光束传输系统、FFA光平台——每一个都具有非常高的技术含量。
激光发射器制造出来后,很难达到直径为2微米的锡滴落下的状态。
ASML的照明系统由Trafigura(德国)和Cymer(美国)提供。
光学镜片:世界上最平的镜面一定是EUV光刻机的光学镜片。
我们每天使用的化妆镜看起来很平整,但如果从北京拉到上海,镜子的突出部分会达到2米高,而EUV光学镜头只有2厘米。 精度相差100倍。
更重要的是,镜片必须涂有多层镍铬涂层,每层厚度仅为 2 微米。
目前,只有德国蔡司公司能够提供这项技术,而且数量有限。 数百年来,蔡司一直在完善该领域的技术,在光刻方面,蔡司是该领域的全球领导者。
世界各地的研究人员和开发人员表示,使用蔡司的光学、电子和 X 射线显微镜可以看到更精细的结构和过程。 这要归功于蔡司卓越的光学镜片。
按照目前已知的技术路线,基本不可能超越蔡司。
每台EUV光刻机有10万个精密零件,4000多个轴承,3000根电缆和2公里长的管道,光是组装所有设备就需要半年时间。
此外,ASML还拥有2000多家领先企业提供零部件和技术服务"专业化"这些公司都是各自领域的领导者。
也就是说,要想发展国产EUV光刻机,就必须把ASML、蔡司、裂纹、美国三大实验室,以及2000多个实验室推回去"专业",难度可想而知。
如果美国、日本、荷兰在半导体材料上设置障碍,如果国产芯片更差。
在半导体材料方面,日本是主导者。
据相关数据显示,日本控制着全球66%的半导体材料,在19种最关键的材料中,日本在14种材料中占有50%以上的市场份额。
日本四种主要半导体材料:晶圆、掩膜、光刻胶和电子特种气体的市场份额超过50%。
关键是日本企业对技术和专利的把控非常严格,甚至可以说已经实现了对某些材料的垄断,比如EUV光刻胶。
日本在2024年发起了一场针对韩国的运动"材料禁令",光刻胶、氟聚酰亚胺、高纯氟化氢出口受到控制,导致韩国平均每天损失5万亿韩元。 就连三星也不得不低头。
如果美国、日本和荷兰达成协议,集成电路设备和半导体材料将接近"绝对垄断",国家将更难取代。
如何走出自主研发的困境?
一是稳定28nm产业链。
在成熟的28纳米芯片领域,毫无疑问,中国还是有很大的优势。
集成电路产业链包括设计、制造、封装、测试、架构、EDA、材料、设备等,中国企业纷纷参与其中,并取得了良好的效果。
在设计方面,华为海思、紫光展锐、阿里平头、SoC手机、5G芯片、云芯片均可设计,精度达到3纳米。
在制造方面,中芯国际负责量产,已经可以量产12nm芯片,制造技术已经超过7nm,只等EUV光刻机。
在封装测试领域,长电科技已超越4nm封装技术,位居全球第三,仅次于美光和安康。
在架构方面,有公司自主研发的龙芯(Loongson architecture),与英特尔有4年的性能差距。 该公司也是RSIC-V开源架构平台研发的领导者。
在EDA工具领域,华大久天、华为、国润电子等国产企业大有建树,不仅拥有全产业链,还突破7纳米。
在材料方面,上海硅业、南大光电等企业的主要材料均能满足成熟工艺所需的材料。
目前,上海微电子只能生产90纳米光刻机,理论上能够制造65纳米芯片,28纳米光刻机还在攻关中。
目前,自28纳米光刻机出击以来,可以实现28纳米芯片的纯国产化,满足军事、工业和大多数民用领域的需求。
二是留住和用好人才。
芯片中最重要的是人才,有了人才,一切都可以轻松解决。
在材料领域,全球最优秀的六位材料科学家都是中国人,其中五位毕业于中国科学技术大学:
如果我们能留住并利用好这些人才,我们就不会担心"卡脖子"片剂材料也是。
就晶圆厂设备而言,制造业也是如此,台积电的大部分人才都是中国人,包括创始人张忠谋和总裁刘德印。
就连英伟达创始人黄仁勋、AMDC首席执行官苏立峰、博通CEO陈福阳、联发科总裁蔡明杰等都是黄眼睛的中国人。
这说明中国人的聪明才智,那么哪里的中国人最多呢?当然,我们是中国,14亿中国人,卧虎藏龙,就把这些"卧虎藏龙"用好了,何必担心芯片问题解决不了?
最后,先进的7nm领域。
在7nm晶圆产业链中,设备和材料仍然是我们的软肋,需要下大力气解决。
7nm和14nm和28nm之间存在巨大差异,通过EUV光刻机和EUV光刻胶有两大问题。
用现有技术根本不可能克服,这是需要的"专心做大事",更需要安定下来从事基础研发。
我们需要大量的数学家、物理学家和化学家来奠定基础并征服EUV,以建造更大、更宏伟的东西"科技大厦"。
集成电路产业是一个高度全球化的产业,是经过几十年的发展和迭代形成的"你有我,我有你"这就是市场规律的作用。
今天,这种模式正在被打破,美国正在与日本、荷兰和其他国家联手建设它"某种协议",试图建立一个"硅栅栏"。
我们绝不能让他得逞,一方面要和朋友联手挡住进攻,另一方面要大力发展自主研发,实行国产替代。
只要我们愿意努力,成功就会越来越近,化败为胜只是时间问题。