編者按:本文為專欄作者土味財(cái)經(jīng)授權(quán)創(chuàng)業(yè)邦發(fā)表,版權(quán)歸原作者所有。
10月4日晚間,中芯國際回應(yīng),表示已經(jīng)知悉美國商務(wù)部工業(yè)與安全局 (BIS)確實(shí)已經(jīng)根據(jù)美國出口管制條例 EAR744.21(b)向部分供應(yīng)商發(fā)出的信函,信函內(nèi)容顯示,對(duì)于向中芯國際出口的部分美國設(shè)備、配件及原物料會(huì)受到美國出口管制規(guī)定的進(jìn)一步限制,須事前申請(qǐng)出口許可證后,才能向中芯國際繼續(xù)供貨。
早在9月下旬,路透社和《金融時(shí)報(bào)》接連報(bào)道,內(nèi)容涉及轉(zhuǎn)發(fā)一份疑似由美國商務(wù)部工業(yè)與安全局(Bureau of Industry and Security)簽發(fā)的文件,根據(jù)該文件內(nèi)容顯示,針對(duì)中芯國際及其子公司和合資公司出口的某些產(chǎn)品,將受到出口管制,但當(dāng)時(shí)中芯曾公告稱不知情。
消息確認(rèn),也是一種石頭落地。
據(jù)我所知,美國對(duì)于中芯國際的出口管制并不是現(xiàn)在才開始的。
中芯國際向荷蘭ASML公司訂購的EUV 7nm最高端光刻機(jī),在長達(dá)兩年時(shí)間內(nèi),由于美國的阻撓,無法交貨,在可以預(yù)見的將來,交貨期也仍然遙遙無期,而目前擁有這款7nm設(shè)備的,只有Intel、三星和臺(tái)積電。
其實(shí)中芯國際自成立以來,被瓦森納協(xié)定所困,一直無法買到最先進(jìn)的制造設(shè)備,于是在2011年被迫與比利時(shí)微電子研究中心(IMEC)合作,采用了曲線救國的方式,即:
IMEC先從ASML應(yīng)用材料買設(shè)備,用完5年后符合瓦森納協(xié)議要求就可以轉(zhuǎn)賣給中芯國際,這就是中芯國際落后的根本原因——根本買不到新設(shè)備。
英特爾、三星、臺(tái)積電2015年能買到ASML10nm的光刻機(jī),而大陸的中芯國際,2015年只能買到ASML2010年生產(chǎn)的32nm的光刻機(jī)。5年時(shí)間對(duì)半導(dǎo)體來說,已經(jīng)足夠讓市場更新?lián)Q代3次了。
此前奧巴馬當(dāng)政的時(shí)候,中芯國際、華虹集團(tuán)等半國內(nèi)導(dǎo)體公司進(jìn)口的很多設(shè)備都需要取得出口許可證,但經(jīng)過雙方的交流和溝通,設(shè)備也都購買回來了。現(xiàn)在我國最先進(jìn)的工藝也推進(jìn)到了14納米,也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)。只是現(xiàn)在美國國內(nèi)對(duì)華鷹派占據(jù)了主導(dǎo)地位,所以他們將遏制中國放到了首要位置,華為和中芯國際就成為了首要目標(biāo)。
芯片制造的核心設(shè)備,目前還無法繞過,特別是ASML的EUV光刻機(jī),已經(jīng)成為中芯國際的一個(gè)“單點(diǎn)故障”。
單點(diǎn)故障(英語:single point of failure,縮寫SPOF)是指系統(tǒng)中一點(diǎn)失效,就會(huì)讓整個(gè)系統(tǒng)無法運(yùn)作的部件,換句話說,單點(diǎn)故障即會(huì)整體故障。
ASML之于中芯國際,與臺(tái)積電之于華為,相似之處是都構(gòu)成了“單點(diǎn)故障”。華為離開了臺(tái)積電的7nm工藝,就無法落地制造海思的芯片,中芯國際離開了ASML最新的EUV光刻機(jī),就無法落地自己的7nm先進(jìn)工藝。美國掐住了這兩家公司的脖子,就相當(dāng)于掐住了中國半導(dǎo)體向上的唯一通道。
美國對(duì)于中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的精準(zhǔn)打擊,是經(jīng)過了嚴(yán)密的策略咨詢的,據(jù)說是請(qǐng)了頂級(jí)智庫公司波士頓咨詢做了詳細(xì)的研究報(bào)告和方案推演,所以美國對(duì)于中國目前的弱點(diǎn)非常清楚。
美國人當(dāng)然也算到了,我們可能會(huì)不計(jì)一切成本,加快投入追趕半導(dǎo)體技術(shù),這就進(jìn)入了當(dāng)年美國用“星球大戰(zhàn)計(jì)劃”給蘇聯(lián)下的圈套里,美國可以用軍備競賽拖垮對(duì)手的經(jīng)濟(jì)。
那么,如何繞過“中國芯”的單點(diǎn)故障?
在新能源、高鐵和面板技術(shù)趕超的經(jīng)驗(yàn)下,在半導(dǎo)體技術(shù)上我們有沒有可能彎道超車?
看看新能源汽車的例子,早在1992年,錢學(xué)森給當(dāng)時(shí)的國務(wù)院副總理鄒家華寫了一封信。
信中錢老表達(dá)了幾個(gè)觀點(diǎn):
1、我國可以從1992年開始從汽油柴油階段,直接進(jìn)入新能源電池階段;
2、預(yù)測2020年我國汽車產(chǎn)量將達(dá)1000萬輛;
3、當(dāng)時(shí)氫鎳電池一次充電250-300公里,具備一定實(shí)用性;
4、哈工大的教授已經(jīng)正在研發(fā)新型電池技術(shù);
事實(shí)上,2019年我國汽車銷量超過了2500萬,已經(jīng)超出了錢老的預(yù)測,說明我們的前進(jìn)速度超出了預(yù)期。錢老說我們汽車產(chǎn)業(yè)應(yīng)該直接跨越汽油柴油階段,直接進(jìn)入電池新能源新時(shí)代,現(xiàn)在我們的電池技術(shù)確實(shí)已經(jīng)在世界同步的最高水平。
前幾年的新能源汽車政策雖然飽受詬病,但是路徑是清晰的,就是要跳過燃油車的技術(shù)障礙,直接跳到電動(dòng)汽車領(lǐng)域與歐美對(duì)決,這樣就大大節(jié)省了在燃油車領(lǐng)域的低效技術(shù)追趕投資。
還有我國在氫彈領(lǐng)域的彎道超車也很典型。
美蘇兩國首先研制出氫彈,我國后來才開始研制氫彈,但是中國研發(fā)氫彈只歷時(shí)了2年多的時(shí)間便實(shí)驗(yàn)成功,是世界上用時(shí)最少也是歷經(jīng)試驗(yàn)次數(shù)最少的,當(dāng)時(shí)震驚了世界。
我國并沒有去復(fù)制美蘇氫彈的技術(shù),由于我國科學(xué)家于敏發(fā)明了“于敏結(jié)構(gòu)”,采用了更新型更好的創(chuàng)新模式,使得中國制造的氫彈穩(wěn)定性比其他的氫彈高出很多,以至于此氫彈可以存放較長的時(shí)間用于備戰(zhàn),在這一點(diǎn)上,當(dāng)時(shí)沒有任何一個(gè)國家能做到。
目前我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中,芯片設(shè)計(jì)水平與國際基本相當(dāng),封裝技術(shù)水平約有4-5年差距,制造工藝差距在3年半左右。這跟當(dāng)年我國建國剛起步時(shí)與發(fā)達(dá)國家在某些領(lǐng)域的差距要小多了。
只要國家有決心,有耐心,愿意花五到十年的時(shí)間,半導(dǎo)體領(lǐng)域彎道超車的目標(biāo)是可以實(shí)現(xiàn)的。
從光刻機(jī)的角度來看,ASML的EUV光刻機(jī)最多能夠支撐到5nm的工藝,而對(duì)于3nm乃至更先進(jìn)的工藝來說,ASML已經(jīng)完成了High NA EUV的設(shè)計(jì)工作。
我們與其去苦苦追趕7nm的EUV技術(shù),不如提早布局,同步進(jìn)擊High NA EUV領(lǐng)域,這樣可以加快追趕的速度。
而晶體管超過5nm之后,晶體管Cell的模式可能將是各種形狀的FET,比如Nanosheet和Nanowire等的GAAFET,目前主流的FinFET工藝可能將會(huì)被淘汰。
如果以十年期為目標(biāo),還有一個(gè)方向是:盡早采用碳納米管,在半導(dǎo)體核心擺脫硅,這將是真正的彎道超車戰(zhàn)略,將縮短進(jìn)入1nm以下微觀世界的時(shí)間。
半導(dǎo)體的競爭遠(yuǎn)遠(yuǎn)不只是光刻機(jī)的競爭,還有材料、設(shè)計(jì)工具(EDA)、化學(xué)蝕刻、光學(xué)/量子技術(shù)、設(shè)計(jì)人才等各個(gè)方面的競爭。在我們面前,至少技術(shù)發(fā)展路徑是清晰的,目前還不存在誤入歧途的風(fēng)險(xiǎn)。
無論是中芯國際和華為,現(xiàn)階段的損失對(duì)于中國來說只是眼前一城一鎮(zhèn)的得失,能否在長跑中取得最終的勝利,才是最重要的。
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