『壹』 為什麼晶元難造
晶元產業有其獨特的內部結構和產業特性。晶元產業鏈分為五個子鏈,或者說晶元產業分為五大行業。
第一,設計。數億的線路如何集成在一起,首先需要設計。晶元設計全球最大的公司是英國ARM,而設計軟體,美國EDA居於壟斷地位。最近晶元產業最大的新聞是美國英偉達要從英國手裡收購ARM,屆時美國在晶元產業上將更加強勢壟斷。華為的海思,設計能力可以達到7納米。我曾經問華為的副總董明,中國為什麼不收購?回答:美歐此類公司,中國永遠都不會有收購機會。
第二,製造,包括成品製作和半成品製作。半成品是晶圓,高純度晶圓基本由日本人壟斷,硅的冶煉,日本人可以冶煉到百分之九十點九後面十一個九,然後做成的晶圓是最好的。在晶圓的基礎上再做晶元,大家知道這個行業台積電最大,中國的中芯國際目前是全球第五。當然只是產量全球第五,晶元等級較低,利潤率也不高,因為許多專利技術不在自己手裡,還受到美國嚴厲監管。
第三,封裝測試。將晶元壓縮到一個板子上,進行合格測試。因為晶元的線路和觸點太多,一個地方有萬分之零點幾的差錯,最終結果也是相當大的差錯,所以必須逐個測試。封裝測試基本屬於勞動密集型,在這個行業,中國與國際差距不大,甚至處於領先地位。
第四,設備。生產晶元的設備大家都知道,最精密的EUV光刻機是荷蘭ASML,其他主要是美國。生產晶圓的設備,在日本,主要是三菱、索尼等企業占優勢。7納米工藝光刻機目前只有荷蘭ASML能夠提供,售價1億美元以上,有錢還不一定能買到。上海微電子已經能夠生產製作28納米晶元的設備。
第五,輔助材料。包括光刻膠、掩膜版、靶材、封裝基板等等,這些材料目前國內仍是瓶頸。
晶元製造是如此之難,卻又如此重要。它的特點就是在整個國民經濟中的基礎性、戰略性地位,不管是民生、國防、工業、裝備、航天等等,晶元出問題,就等於人的心臟出問題。
晶元又是一個全球充分競爭的行業,但進入的門檻高,周期長,資金密集、技術密集、人才密集。投資動輒數百億美元,研發人員成千上萬,基本是全球有限寡頭間的競爭,是跨越國界的國際市場競爭。
但晶元的競爭,由於其重要的戰略價值,不僅是市場競爭,它還是國家競爭,乃至成為國際貿易戰的有力武器,成為競爭對手之間限制和制裁的重點產業。國家競爭與市場競爭有著不一樣的競爭規則。
三、中美競爭背景下的晶元
中美貿易戰以來,晶元成為熱詞,成為焦點。9月15日,迫於美國技術壟斷壓力,台積電正式停止為華為麒麟晶元代工。華為花了六百萬人民幣從台灣包機拉回了最後一批晶元,據說是全體華為高管們集資的錢,台積電也算照顧同胞,把能給的貨都給了華為。但華為儲存的晶元也只夠支撐2021年半年的手機出貨量。
最近美國商務部放話,中芯國際要上美國的實體名單。中芯國際在中國剛剛上市,募了500多億人民幣。如果說中芯國際在上游的設備和技術上出問題,高性能晶元生產將再生變數,前景不妙。
在晶元領域,中國基本上沒法反制美方制裁,供求和技術極端非對稱,英特爾、高通、蘋果、微軟,我們都是強依賴,而其對中國則是弱依賴。就和現在的抖音微信一樣,美國要遏制,我們也是沒法反制,因為谷歌早已離開中國,臉書壓根就沒到過中國。
美國國家安全戰略和美國對華戰略,都將中國作為頭號競爭對手,全面遏制中國已是國策。晶元,非對稱精準打擊,對美機會成本最低,對我傷害最大。以關稅為標的的貿易戰,上升為以晶元為武器的科技戰、產業戰,華為成為犧牲品。接班人被羈押,晶元斷供,操作程序年底到期,美國商務部對華300多家實體清單,華為獨佔60餘家。當然,美國對華為恐懼也是有原因的,信息技術革命,主要是由美國的通信企業發起。華為是有通信產業基因的公司,不光是有移動終端,還有領先世界的5G技術。如同當年美蘇之間的太空競爭,爭奪太空主動權,即將到來的數字時代、智能時代,如何能爭奪到主導權?晶元成為關鍵產業的關鍵環節。
美國並不是簡單的反全球化,美國要在全球化中「去中化」。美國鷹派鼓動與中國全面脫鉤雖是痴人說夢,但科技脫鉤已經開始實施。怎麼辦?第一個想到的辦法就是搶人,數倍的工資挖人。台積電的保安對來自中國大陸的獵頭嚴防死守,據說最後把保安都挖來了。
任正非7月底在東南沿海一些高校去發現人才,因為華為需要增加三萬名工程師充實研發隊伍。現在最缺的就是人才,晶元之戰,成為人才之戰。高端製造業的一個特性就是與科學和教育連在一起,其競爭也是國家間教育和科學力量的角逐。中國教育系統至今一個諾獎都沒有,也就是說, 缺少從0到1的顛覆式創新。華為的5G是哪兒來的?是土耳其的一位科學家的假設,最後被華為發現並變成了產品。先進技術先由科學家假設、實驗室發明,最後由企業家和科學家共同將其產業化。中國工業化快速追趕西方,中間勢必缺失了很多東西,少了很多環節。由於基礎研究差,導致了底層的硬體、軟體都要依賴別人,這是根本差距。
應該說,我們還在追趕當中。只是國際環境變化,我們才提出內循環為主體,這是無奈之舉和底線思維。提出發展新格局,並不意味者問題已經解決,而是為了應對復雜嚴峻的國際環境,做出必要的思想准備和工作準備。內循環為主體,內外循環互促,說起來容易,做起來難!
『貳』 為什麼中國有自主研發晶元的能力卻無法自主生產,有解決辦法嗎
只要我們的科技水平不斷的提高就可以解決這個問題。
對於這件事情,我的個人感想。
晶元通常是一個可以立即使用的獨立的整體,它是半導體元器件的統稱,又稱為集成電路、微電路以及微晶元,換種普通大眾比較熟知的說法就是IC。別看晶元的大小隻有指甲蓋那麼點,但是內部工藝特別復雜、難度很大,現在生活科技發展變得越來越快,只要我們的科研人員不斷的嘗試突破性的技術,那麼研製出氟納米工藝的晶元將不再是難題,甚至還有可能可以製造出更為高端的晶元。
『叄』 為什麼我們中國這么厲害的一個國家,卻造不出晶元
你從哪裡看到中國不能生產晶元的?中國晶元產量佔世界晶元總量7%,這個數字已經是排名前三的國家和地區了。
現在中國缺乏的是高端晶元的製造技術,原因一:技術復雜度高,其研發成本高昂(包括時間成本和財務成本)。
產品,在集成電路產業領域,一般分為設計、製造和封測三個環節。國內高端晶元的自主可控能力不行,從產業鏈上看,是設計和製造環節都存在一定差距。晶元的生產工藝發展從60納米、45納米、28納米,再到10納米,甚至是7納米,全球晶元製造領域里的領先企業如三星、台積電都是一步步走過來的,國內本土晶元企業如果想從28納米一下子降到10納米,很難。
人才,在晶元製造上,「工藝是個門檻」,這需要很有經驗的製造團隊,有的國內晶元企業不惜花大價錢從國外引進人才團隊,就是希望借用他們的經驗提高工藝製程水平以及晶元製造良率水平。
生產設備,而決定晶元製造水平的還有一個重要因素——「設備」。根據上世紀簽訂的《瓦森納協定》,西方國家對中國進行設備出口是有限制的,這很大程度上影響國內企業在晶元製造設備上的先進程度,「有的小企業不得不買二手設備來支撐工廠的運作。」
知識產品壁壘,「晶元說難不難,說簡單不簡單。」但在一些關鍵技術上,國內企業起步晚,在發展過程中,很容易觸及國外企業已有的知識產權。比如在存儲器晶元領域,劉堃看到,目前國內一些企業都在發展存儲器晶元,但未來很有可能會涉及到一些知識產權的問題。
原因二:起步晚,國內晶元製造商,技術不夠成熟。造成國內對晶元有需求的企業,對國研晶元不認可。
集成電路的從業者們知道,中國在高端晶元行業缺乏自主創新能力,是行業的一顆定時炸彈。
中國半導體行業協會的統計資料顯示,2017年中國集成電路的產品國內自給率僅為38.7%。根據海關總署數據,集成電路進口額從2015年起已連續三年超過原油,且二者進口差額每年都在950億美元以上。
在國內中低端晶元領域,中國的企業已經具備了一定的技術及產品基礎,但是在處理器、存儲器等高端晶元領域,國內晶元產品基本不存在競爭優勢。雖然在一些晶元領域,我國部分本土晶元企業取得了不錯的成績,但是在產品市場推廣方面卻遇到了阻礙。
比如國內的一些家電製造企業,對於相關晶元產品的需求量很大。雖然有些晶元產品國內已經能夠實現配套,而且價格也比國外進口的晶元價格便宜一半。但放在一個整機的成本上看,晶元多出來的成本算不了什麼。「很多國內的晶元應用企業會更傾向於使用國外知名企業的晶元產品,主要是怕本土晶元影響其產品的性能和穩定性。」
『肆』 為什麼中國生產不了晶元
隨著美國對華為的全面技術封鎖升級,凡是涉及到美國的設備和技術生產的晶元全都不允許提供給華為,台積電的曖昧表態,聯發科的明確拒絕,華為似乎走到了無「芯」絕境,剩下的唯一希望落在中芯國際身上。但是很遺憾,中芯國際作為國內唯一能夠量產部分類型晶元的晶元公司,除了生產工藝和世界先進水平差了幾個代際之外,相當一部分晶元使用的仍舊是美國的設備和技術。
日前,中芯國際正式宣布將無法為華為代工晶元,華為晶元國產替代夢碎。美國此舉無異於釜底抽薪,絕境之下,華為何去何從?小小一枚晶元,為什麼我們造不出來?筆者有以下幾個方面的思考。
一,基礎科學教育和發展的缺失。晶元的生產是一個系統工程,簡單的說是把沙子通過各種技術壓成矽片,再做成晶圓,再通過蝕刻機和光刻機在上面繪制微電路,最終成為晶元。這一系列的過程需要用到蝕刻機,光刻機,光刻膠等高端儀器和技術。其中關鍵的光刻機目前我國完全無法自主生產,需要從荷蘭阿斯麥公司(ASML)進口,此次制裁事件中,國內的晶元企業在光刻機的購買上全被荷蘭阿斯麥公司掐住了脖子。基礎科學地教育非常重要,材料化學,數學,電路學這些基礎科學教育需要更加的重視和得到加強,科學研究發展的道路上,貪不得快,玩不了巧,必須一步一腳印,腳踏實地,謙恭慢行。
二,市場經濟的慢性麻痹。在正常的市場經濟秩序下,沒有技術封鎖,沒有科技壓榨,晶元,技術,或通過直接購買,或通過收購相關公司,都可以通過市場手段,直接或間接地獲得。也就是說,正常情況下,錢可以買到一切,何必自己花費長時間的投入和經費去研發,去進行基礎科學教育的發展,更可況,晶元研發是一個長時間投入的過程,很有可能躬耕十餘年並不一定能有成果,並且投入的巨額研發費用比去買外國現成的產品所花費的錢要多得多,很可能是竹籃打水一場空。在追求效率,一切追求短平快的現在,自主研發似乎不符合時代發展步伐,不符合經濟利益的即時化和最大化。但是,當政治利益國家力量開始干預市場秩序的時候,一切都顛倒停擺,錢並不能買來一切,打鐵還需自身硬。
三,沒逼到那一步。是的,晶元生產不出來,根本原因是沒逼到份上,可以買到東西,我為什麼要辛辛苦苦自己去研發和生產,舍近求遠,不實惠的愚蠢之舉。很多人有疑問:為什麼兩彈一星咱們在那個艱苦的年代都能研製出來,一顆小小的晶元在物質和科技力量都無比發達的今天為何顯得困難重重?沒逼到份上!氫彈是買不到的,原子彈是買不到的,衛星是買不到的,西方國家根本不會賣給你,至始至終的完全的技術封鎖,你沒有半點指望,只能靠自己。沒了念想,就只能一心一意,兢兢業業!飛機發動機為什麼一直造不出來,神州系列陸續升天,太空梭的技術難關都能攻克,為什麼民航飛機的發動機卻無法自產?因為可以買,向歐洲的空客買,美國的波音買。我們的民族特性里確實有這樣一種特質,不到絕境不足以奮發,但慶幸的是,一旦破釜沉舟,便總能爆發出驚人的毅力和創造力。
晶元強國之路,需要一代甚至幾代人的埋頭躬行,不好高,不騖遠,踏踏實實,專注專心。社會需要一種新的節奏和心態,戒除短平快,厚積才能薄發,中國足球不是換一個教練就能沖進世界盃,晶元研發也是一樣。
危中有機,相信華為經歷過這次山水絕境,必將迎來坐看雲起之時,願祖國永遠繁榮昌盛!
『伍』 為什麼我國目前無法製造高端晶元
隨著華為事件的持續發酵,不難發現,晶元技術已經與一個國家的發展是息息相關的,成為了現代社會發展的基礎,任何的智能設備都離不開它。
像手機、計算機之類的數字電器,還有一些先進電子系統都會大量使用到晶元。然而對於國內晶元領域的發展,卻成為了國人擔憂的問題,為什麼我國現在製造不出來高端晶元呢?
就目前的情況來看,我國無法研發出精度較高的鏡頭。不僅如此,高端光刻機對於其他零件的精度要求也較高。
據一位美國工程師說,為了打造光刻機上的一個零部件,他曾經反反復復打磨了近10年時間,由此也可以看出光刻機的技術難度有多大!
總的來說,我們現在面對著相對比較落後的困境,在晶元製造方面還有一段漫長的路要走,所以我們仍需繼續努力,穩健突破追趕。
『陸』 為什麼我國沒有自主研發的晶元國外有哪些國家有自主研發晶元
中國是當今世界唯一能夠製造世界頂級高端晶元的國家,在晶元設計上,華為海思的晶元設計能力世界領先,在晶元製造方面,中國台積電、中芯國際等公司都具有世界最高端晶元的製造能力,尤其是台積電,由於晶元全產業鏈上所依賴的技術,尤其是頂尖技術,基本上來自於美國,這使得我們盡管擁有世界上最先進的晶元半導體產業鏈,但仍然會在晶元半導體產業上受制於美國,致使自己國家的公司卻因為美國的法令限制而無法為自己國家的企業提供晶元製造代工生產。
『柒』 中國很難做出頂級晶元嗎
說起中國智能手機的崛起,相必很多人都是津津樂道的,5、6年前還基本上是山寨的代名詞,到如今佔領全球50%以上的市場,佔領中國80%以上的市場,並且份額還在進一步擴大,讓人不服都不行。
但與此同時,我們發現雖然國產手機這么強,山寨水平這么高深,但除了華為麒麟之外,其他旗艦手機卻一直使用著高通晶元,很多人奇怪為什麼中國生產智能手機的水平這么高,卻造不出一顆高端晶元,就復制山寨嘛,為何也不行?
而晶元屬於不可山寨技術,給你一塊晶元,你能復制山寨出設計,也復制不了製造,畢竟這種技術需要時間、積累、專利、投入,人才、設備等等。
而中國最擅長的就是山寨這種“可復制”的技術,所以智能手機能夠發展這么快,同樣也可以解釋為什麼晶元一直無法被中國山寨復制出來。