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美國急不急?「純國產」芯片生產線問世,中國芯片終將突破壟斷

過人君 2023/02/13

這些年,美針對中國企業進行了一系列制裁,首當其沖的便是中國的科技企業——華為。2019年,當時美給谷歌和歐洲各國的企業施壓,禁用華為的5G設備。而到了2020年9月15日,美商務部再次針對華為提出禁令。把EUV光刻機、Arf光刻膠等高端設備和材料,列入了「限制出口」的清單之中,而任何給華為提供相關服務的企業都必須經過美批準。

美這樣做的目的,是為了破壞華為的芯片供應鏈,想讓華為「巧婦難為無米之炊」,而這些禁令也確實一度讓華為的增長放緩。

不過,仔細想想就能推斷出來,美的目的不是為了遏制華為一家企業,而是為了限制整個中國的半導體產業。他們的手段,針對的是國產芯片精度不夠的問題。芯片相當于電子設備的心臟,沒有合適的芯片,華為甚至整個中國的高科技制造業都將受到打擊。

其實華為自己是有能力設計芯片的,但是卻無法生產芯片,因為我國缺少制作高精度芯片的關鍵設備——光刻機。

光刻機,是集成電路產業中最復雜的尖端設備。衡量光刻機精度的專業詞匯叫作「制程」,制程越小,所需的工藝難度越大,制作出的芯片性能也越強。目前全球最強的光刻機制造企業是荷蘭的ASML(阿斯麥),他們能夠制作5納米制程的光刻機,阿斯麥在技術方面也獲得了美國和德國的支持。

而我國目前最先進的光刻機,制程也只到 22納米。這肉眼根本無法分辨的十幾納米,卻是一道巨大的鴻溝,也是目前我國半導體行業的短板。華為等中國企業屢次被限制,也是因為這項核心技術的差距。光刻機的生產制作十分繁瑣,包含許多零部件,都要求極高的精度,需要整個半導體行業各流程中的企業互相配合,絕不是一家企業就能完成的。

不過,創始人任正非早就表示,華為不怕斷供。他這樣說并不是嘴硬,而是看到了我國在芯片制造這一核心技術上不斷追趕的腳步,而華為自身,也早就開始了準備。

首先,持續在國產高端光刻機的研發上增加投入

中科院院長白春禮曾表示,中科院要集中力量在受到國外壟斷的高新技術上進行研發,這其中就包括芯片和光刻機技術。

在美國等西方國家看來,只要阿斯麥不向我國出口光刻機,中國就做不出芯片。但目前國產芯片已經能穩定生產合格的28納米芯片,雖然還沒達到最頂尖的5納米,卻也能支持除了智慧型手機之外的其他國產電子設備的需求。

突破固然不易,但是中國從來不會輕言放棄,面對困難,中國的半導體行業任然會堅定地建立自己的上下游供應鏈。首台國產SMEE封測光刻機也已正式出廠,這台設備雖然只能用于芯片生產之后的加工,但大量投產之后,也會比國外的產品有價格優勢。

曾經國外,認為我們根本造不出光刻機,但是,物理定律對中國人一樣適用,這一差距最終將在我們持續的努力下被趕超。

其次,自主研髮量子芯片

就在2023年,合肥傳來好消息,中國第一條量子芯片生產線投入生產了,當天還在股市上掀起了一陣國產芯片的漲停潮。

新型量子芯片,將給我國第一台量子計算機「悟空」裝上「心臟」。火眼金睛的「悟空」,有望在生物醫療、人工智能、材料科學等行業中搶占新的制高點。這也給長期被卡著脖子的國產半導體行業來說,注入了一針強心劑。

前文中提到的芯片,都屬于傳統的 硅基芯片,量子芯片則可能在未來取代硅基芯片。「中國芯」的制造不是一個行業的事,也不能局限于一種方法。面對美國逐步升級的圍堵,我們需要從各種可能的方向出擊。

熱門電影《流浪地球2》中曾設想,2040年量子計算機能夠成為成熟的產業,給人類提供直接的服務。而現實中,2030年量子計算將從研發開始走向商業化。我國的量子計算機產業雖然起步晚,但是和國際巨頭差距并不大。也許量子芯片可以「換道超車」,率先實現突破,到時候,同樣可以解決「中國芯」的問題。

再次,研發其次光子芯片

除了硅基芯片上的不懈努力和量子芯片的研發,我國還在研發新型光子芯片,光子芯片也可能是中國芯片產業換道超車的突破口。

經過多年的發展,傳統的硅基芯片已經來到一個瓶頸,目前雖然有比5納米更高端的3納米芯片技術,但沒有得到普及應用。并且,制程越小,繼續提升的難度就越大,也就需要更長的研發時間。電子技術要想不斷突破,就必須尋找一種新的芯片,打破硅基芯片的制約。

光子芯片就是一種可能部分取代硅基芯片,繼續提升制程的新技術。目前,北京、上海等地都開始布局相關產業。華為自身也在廣納人才,在芯片行業進行自主研發。除了前文提到的光刻機,華為早在2019年就開始了光子芯片的研發投入。

目前,中科院已經在3納米光子芯片的制造上取得了重大突破。更重要的是,光子芯片用國產普通光刻機就能生產,不需要進口光刻機。光子芯片的量產,也決不是空談。


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