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麒麟作为华为的得意之作,帮助华为成功开拓了高端手机市场。麒麟芯片强大的不仅是其本身的性能,更是与华为生态圈的高兼容性。如今遭受美国打压的华为,或将会失去麒麟这枚重要的棋子。
前几日,华为消费者业务CEO余承东在深圳2020中国信息化百人会峰会中给大家带来了“一喜一忧”,喜的是余承东在演讲中提到华为在今年的第二季度全球的手机发货量超过了三星成为了世界第一。
但是同时,华为是被束住手脚的。余承东表示,由于美国的制裁,华为领先全球的麒麟芯片在9月15号之后无法制造,将成为绝唱。华为的手机最近都处在缺货的状态,没有了供应,今年的手机出货量可能低于去年。
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没有伤痕累累,哪来皮糙肉厚
不久前,华为再次发布了这张被打成筛子的伊尔2袭炸机图片,配文是“没有伤痕累累,哪来皮糙肉厚,英雄自古多磨难”。
如果说去年华为发这张图是为了鼓舞士气,那么今年,这架满身弹痕的飞机就是华为的真实处境了。
美国在国内疫情不断加重的情况下,依然出杀手要置华为于死地。其中最致命的一条就是全面封锁华为在全球采购芯片。
晶圆制造一直就是我国最大的短板,伴随着集成度越来越高、工艺加工难度越来越大、单点技术突破难、多项技术集成、批量生产困难等诸多难题,半导体制造已经成为了中国大陆半导体发展的最大瓶颈。
而在晶圆制造半导体的工艺中,最为重要的光刻机更是被人们称为“比造原子弹还要困难的机器”,美国就是看准了华为的要害,给出了最为致命的一击。
在这次事件中,不少人说华为倒了就倒了,我大不了换OPPO、换小米。抱歉,美国针对的从来不是哪一个企业,它要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,而且逐年增加,早已超越了石油。消耗大量外汇的同时,还经常被其他国家和企业扼住咽喉,国内各大手机厂商经常因为买不到足够的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,但由于没有制作工艺,只能靠外包代工,而中国国产芯片无法和别国竞争,一大主要原因就是国产光刻机太落后了。
我国正在努力研发的是193纳米氟化氟激光光刻技术。世界上最先进的荷兰阿斯麦尔公司EUV光刻机采用的是波长只有13纳米的极紫外光技术。
目前世界上能够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公司垄断了全世界80%的销量,拥有了EUV光刻机。
美国的英特尔公司,韩国的三星和中国台湾的台积电,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,如果合积电顶不住美国的压力,拒绝为华为代工,哪怕华为具有世界上最先进的芯片设计理念,所有高端芯片也将全面中断。我国的物联网技术变革与创新和人工智能的发展也将停滞不前,5G也将不会到来。
02
我国国产光刻机被卡住脖子
华为的芯片代工厂主要有三家,分别是台湾的台积电、韩国的三星与中国大陆的“中芯国际”。
其中被同称为“半导体教父”的台积电的创始人张仲谋与中芯国际的创始人张汝京师出同门,双方20多年来同在芯片行业“剑拔弩张”,可谓是“既生瑜何生亮”既视感。
不仅如此,台积电与三星的竞争也是非常激烈,且处于第一集团。在2019年,台积电、三星两大企业就分别获得了苹果A13处理器,高通骁龙865芯片的订单,且都是采用7nm+EUV工艺。
在三星宣布在韩国建立专注于 5nm EUV 制程工艺的芯片工厂之前,台积电就已经获得苹果和华为海思的5nm芯片代工订单。说明在芯片代工领域,台积电再度走在世界最前面。
芯片代工工艺不断升级,任何一方都不能掉以轻心,随时准备升级换代,进行了一场“无限战争”。目前我国大陆的芯片制造厂商“中芯国际”只可以制造14纳米的工艺制程,与世界顶级的芯片制造商仍有很大的差距。
而在这其中,可以决定加工制程工艺越做越小的关键就是光刻技术,光刻机已然成为了影响着中国高科技未来的发展走势的“拦路虎”。
◎光刻机是什么,为什么它对于芯片如此重要?
光刻的工作原理是在硅片表面覆盖一层具有高度光敏感性光刻胶,再用光线(一般是紫外光、深紫外光、极紫外光)透过掩模照射在硅片表面,被光线照射到的光刻胶会发生反应。
光刻完成后对没有光刻胶保护的硅片部分进行刻蚀,最后洗去剩余光刻胶, 就实现了半导体器件在硅片表面的构建过程。
光刻机的背后是整个西方最顶级的工程技术、材料技术与设计水平的上百年的集中体现。光刻机是制造芯片不可或缺的工具,通俗易懂的来讲,没有光刻机就没有芯片。
光刻机被誉为世界半导体工业皇冠上的明珠,是集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、商分子物理与化学、自动化、图像识别等众多学科的精华。
◎目前世界领先的阿斯麦尔公司的第5代EUV光刻机7纳米的加工精度是什么概念呢?
为什么阿斯麦尔公司扬言说就算公开图纸也造不出来一样强的光刻机?
阿斯麦尔7纳米的制造工艺就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,还不能刻坏了。
美国一位工程师说:“光刻机的一个小零件,工程师就需要调整高达十年之久,就连尺寸的调整就要高达百万次以上。”所以有人说制造一台高精度的光刻机其难度可能比造原子弹还要难。
现代社会中无论是手机的移动处理器还是电脑的桌面处理器都是芯片的一种形式。小到电动牙刷,大到飞机火箭,现代社会的生产制造已经离不开芯片,所以能造芯片的光刻机其重要性不言而喻。
◎既然光刻机如此重要,那么中国能不能制造一台属于自己知识产权的光刻机呢?
答案是冰冷的两个字,不能。
因为没有哪个国家可以仅凭一国之力就能生产出来,而中国自主生产的光刻机的精度是90纳米,与EUV光刻机至少有一代(15年)的技术差距。
而荷兰的光刻机也不可能是靠荷兰一个国家之力造出来的,EUV光刻机90%的部件都是来自于别的国家。
德国提供先进的机械工艺,以及世界级的蔡司镜头。光学器材技术来自日本制成,制程分配技术由英特尔、台积电、三星提供,还有瑞典的轴承,法国的阀件。
这几家公司都是阿斯麦尔公司的股东,享有光刻机的优先供货权,其他国家想要订货只能等。
2018年,上海中芯国际向阿斯麦尔公司订购了一台光刻机,交货时间定在2019年初,在接下来的几个月美国与荷兰频繁接触,千方百计想封杀这笔交易。交货前夕,阿斯麦尔公司的工厂莫名其妙起火,于是交货时间延迟至2020年中。
7月初,中芯国际回应将会选择履行国际规章,停止为华为代工。中芯国际为了发展,目前依然需要依赖美国的科技,所以面对美国的威胁,中芯国际只能够选择一再的隐忍。否则自己的公司就会出现技术失控的地步,损失惨重。
荷兰更是在美国的压力下,不再续签阿斯麦尔公司的出口许可。即使不进售光刻机,只依靠正常的商业流程,美国就能保证中国的芯片行业落后西方国家至少三年。
03
拒绝封锁,吾辈当自强
◎既然芯片技术这么重要,那么中国为什么不早一点发展芯片技术呢?
想想看,如果人身上的某个器官工作正常的话,人们通常就会忽略它,只有当它疼的时候才会注意到出了毛病。
芯片技术之所以今天被人们关注,是因为美国的制裁让我们疼了。为什么几十年前没人关注芯片技术,因为改革开放之前我们浑身都在疼。
回想起我们的父辈,大到保卫国家的两弹一星,小到生活相关的纺织技术、种粮技术、家电生产技术,白手起家的新中国艰难的一项一项攻坚。今天我们习以为常的衣食住行背后是无数科研人员几代人的努力。
两弹一星的年代,我国虽然方方面面比不过发达国家,但处在冷战恐惧之下的新中国,亡国灭种的恐惧经历,如芒刺在背,哪怕再勒紧带也有强的忍耐力。
时代不同了,两弹一星的年代大多数国人都经历过战争,国人宁愿牺牲自己的生活水平也会投身入国家的生产研发,但80、90一代生在红旗下,长在春风里,在他们成为了社会的中坚之后,是否还会有父辈“上甘岭”的精神呢?
目前我国的芯片行业只能任由西方国家拿捏。生存还是死亡,逼着我们再做一次选择。
我国社会主要矛盾已经转化为人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾。课本上的这句话正在无比现实的展示在每个人面前。
与之不相同的是,如今的新中国面对的不再是一个落后、贫穷的旧中国,而是中国VS美国,中国VS日本。
回想一下20年前的生活状态:手机只能用诺基亚砖头机,没有微信,QQ只能电脑登录,没有家用宽带,手机没有WiFi功能,没有淘宝不能网购,没有社交媒体只能玩论坛发邮件,王者荣耀想都不要想。
而如果芯片制造这一环节我们落后了,这种危机就会再次上演。可怕的不是别人有我没有,可怕的是别人有但是我们都不知道别人有什么。
你愿意在这种状态下,等待祖国的默默发育吗?
上一个战败的国家叫苏联,分裂出一个乌克兰,男人在吸毒,女人在失足,老人孩子在饿肚,俄罗斯还在吃苏联的老本,靠卖资源度日。即便如此,美国仍然没有一丝放过俄罗斯的想法,一丝都没有。
上一个投降的国家叫日本,日美半岛体协定的签订, 日本半导体产业从此一蹶不振,再也没有重回当年的风光。
04
踏灯塔,碎封锁
芯片因为摩尔定律才可以做得越来越小,芯片行业最近30年来人类的科技进步核心基本依赖于经典的摩尔定律。也正是因为摩尔定律才可以让我们如今在一个小小的手机内就基本实现10年前台式电脑才能实现的功能。
而摩尔定律在十年前就已经宣告触碰到了天花板。因为每把芯片再做小点,资本支出和研发费用会成几何式的快速增长。
例如生产14纳米芯片的工厂,一座厂房的建设费用就会高达100亿美金以上,而台积电正在研发的三纳米制程,研发费用加上资本支出至少在千亿美金的级别。
摩尔定律早已敲起了丧钟,正是由于2001年中国加入世贸组织,才使得几十年前就反复被质疑触及到技术瓶颈的摩尔定律得以不断突破瓶颈运行到现在,一旦中国被踢出全球科技产业链,就是所有产业链上利益相关者集体殉道的日子。
中国在全球产业链中的海量需求正是保证海量研发成本均摊的的核心价值。只有消费端的巨大需求,才能保证海量的研发成本,可以在巨大的分母上摊薄到一个可接受的范围。
而中国在短短的阵痛和几十年的卧薪尝胆之后,必将重回食物链的顶端。
战败或投降,结局都一样。思厥先祖父,暴霜露,斩荆棘,以有尽寸之地,子孙视之不甚惜,举以予人,如弃草芥。今日割五城,明日割十城,然后得一夕安寝。
然则中华之地有限,美帝之欲无厌,奉之弥繁,侵之愈急。中兴残躯尚遗南岸,而令屠刀又至。
踏灯塔,碎封锁。
这一次作为中国的“芯”,民族的魂,华为必须要扛住。