说芯片就绕不开华为,我们就从最新的华为搭载芯片说起,造一颗芯片到底有多难。五个月前华为再次发布了一张被打成筛子的伊尔2轰炸机的图片,配文是没有伤痕累累,哪来皮糙肉厚,自古英雄多磨难。

这张照片由华为CEO任正非亲自挑选,自从被美国纳入"实体清单"后,华为面临着前所未有的重压,任正非直言华为就像这架返航的飞机,“争取能够飞回来”。

如果说去年发这架飞机是为了鼓舞士气,那么今年这架满身弹痕的飞机或许就是华为的真实处境,美国在国内疫情不断加重的情况下,依然要出杀手置华为于死地,其中最致命的一条就是全面封锁华为在全球采购芯片,而晶圆制造是中国最大的短板,美国也就是看准了这一要害,给出了最致命的一击。

美国针对的是中国的芯片制造业

美国针对的从来都不是华为这一家企业,它想摁死的是整个中国的高端技术产业,中国目前最大的进口项目,就是芯片!2018年中国进口芯片超过一万亿,而且逐年增加,已经超过石油。消耗大量外汇的同时也被其他国家和企业摁住咽喉。

国内各大手机厂商经常因为买不到足够芯片而被迫推迟手机上市,华为在芯片设计方面已经跻身世界前列,但由于国内缺少制作工艺,所以只能靠外包代工。

中国国产芯无法和别国竞争的一大主要原因就是国产的光刻机太落后了!

我国正在努力研发的是193纳米氟化氩激光光刻技术,世界上最先进的荷兰阿斯麦尔公司的EUV光刻机采用的是波长只有13纳米的极紫外光技术。EUV光刻采用波长为10-14纳米的极紫外光作为光源,可使曝光波长一下子降到13.5nm,它能够把光刻技术扩展到32nm以下的特征尺寸。

目前世界上能生产高端光刻机的只有两个国家:荷兰和日本

其中荷兰的阿斯麦尔几乎垄断了全世界80%的销量,拥有了EUV光刻机,我们常见的美国英特尔公司、韩国的三星、和中国台湾省的台积电等少数几家公司才能制造出高端复杂的芯片,这样的形势下,不但对于华为,对于中国整个芯片行业来说都如一把利剑悬在头顶。

直到前段时间台积电顶不住美国的压力,停止为华为代工,尽管华为具有世界上最先进的芯片设计理念,但是巧妇难为无米之炊。在往大了说这就是美国对中国物联网技术和人工智能发展的限制手段。

芯片制造到底有多难?

说到这里就有疑问了,既然在高新产业上一直被限制,那么国家为什么不投入研发自己的光刻机呢?难道是我们不想造吗?很可惜,答案是造不出来!

光刻机被誉为世界半导体工业皇冠上的明珠,是当今人类现代工业文明和智慧的结晶,它包含了数学、光学、流体力学、机械、精密仪器、高分子物理与化学、自动化、图像识别等众多学科的精华。

阿斯麦尔公司第五代EUV光刻机的7纳米加工精度是什么概念?

相当于两架大飞机从起飞到降落,始终齐头并进,一架飞机上伸出一把刀,在另一架飞机的米粒上刻字!还必须保证能刻好!

这是什么概念???

正太光刻机的背后是整个西方最顶级的工程技术,材料技术,设计水平上百年的集中体现!阿斯麦尔曾说过就算公开光刻机的设计图纸,你也造不出来,为什么?美国顶级工程师为其中一个零件调整了改进数十年,工艺最强的德国为了一个光学镜头打磨上百年,世界的大融合力量绝不是一个国家可以媲美的。

最先进的光刻机中,德国提供最先进的机械工艺,以及世界级的蔡司镜头,光学器材技术来自日本,制程分配技术由英特尔,台积电,三星提供,瑞典的轴承,法国的阀件,他们都是阿斯麦尔的股东,这也就意味着他们拥有光刻机的优先订货权,其他国家想买买不到!

我国生产的光刻机精度是90纳米级别,相距EUV光刻机大概有15年左右的发展差距。2018年中国一家公司向阿斯麦尔订购了一台光刻机,在接下来的几个月,美国与荷兰频繁接触,交货前夕,阿斯麦尔工厂莫名其妙起火,于是交货时间延迟至2020年中(现在也没到),而再此之后,光刻机就被禁止出口。

为什么中国不早一点发展芯片技术

举个例子,不生病我们通常是不会去看医生的,只有生病出现了症状,那么我们才知道去看医生。芯片技术之所以现在被关注,是因为国外的限制让我们感受到了“疼”。

那就有人问了,为什么几十年前没有人关注呢?现在非常多的科学家都是很有前瞻性的。

是! 没错,但是我们别忘了,那个时候我们正是改革开放的重要时期,浑身都在“疼”,大到保家卫国的两弹一星,小到生活相关的纺织技术,种粮技术等等。

我们的新中国正在攻克一项又一项的难关

几十年前我们国家的芯片技术和世界的差距并没有那么大,这个时候面临着两种选择,要不牺牲国民的生活水平将大量的资金投入去研发科技,要么就专注提升国民的幸福感。

很明显,国家选择了提升国民的幸福感,所以到目前为止,我国的芯片行业只能任由西方国家拿捏,自由还是限制逼着我们再一次做选择。

芯片技术的开发

芯片技术开发依赖什么?芯片技术开发依赖于摩尔定律,简单来说,因为摩尔定律的原因,芯片可以做的越来越小,所以如今我们小小的手机就可以完成和十多年前电脑一样的功能。

但是摩尔定律终究也是会有瓶颈的,每把芯片做小一点点,资本支出和研发费用会呈现几何倍的增长。一台制造14nm厂房的建设费用高达100亿美金,台积电正在研发的3nm制程,研发费用加上资本支出至少在千亿美金级别

这就是为什么芯片难造,现在造不出的原因。


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