2020年3月7日,全国政协委员、中国科学院微电子研究所研究员周玉梅,在全国政协十三届四次会议的第二场“委员通道”视频采访活动中,提到了关于突破芯片“卡脖子”的问题,她肯定了我国在集成电路领域这几年来的发展成果。在基础研究、应用技术和产品研发等各方面都取得了较大的进步,产业发展也得到了全面部署。
我们的自主芯片已经在北斗卫星、超级计算机等各个领域都得到了广泛运用。尽管中国的芯片技术在不断进步,但是我们不得不承认,在短期内国产芯片恐怕还是很难改变“不强”的状态。从美国对中兴和华为的出口制裁,岛中芯国际最近海外融资受限,被美国列入实体清单,中国芯片行业存在的技术问题一览无余。
中国的半导体产业起步并不算晚。早在1995年2月,北京大学就已经开始了中国最早的半导体课程,负责人是黄昆和谢希德。1957年,京东方的前身北京电子管厂拉出了中国第一根锗单晶。同样是这一年,王守武、王守觉这对兄弟科学家研制出了中国最早的半导体器件,锗合金晶体管。
1965年9月,中国的第一块集成电路被成功研制出来,这个成绩仅比美国晚7年,和日本相当。在改革开放前后的随后几年里,国内半导体的发展情况一直都很不错。改革开放之后,各地政府和机构大肆引进国外的半导体设备和生产线,于是曾经辛辛苦苦自主研发的半导体产业渐渐没落,相应的企业也开始走下坡路。
而且由于中国当时在国际上所处的地位,国外企业依然对中国进行严格的技术封锁,当时的中国市场引进的设备和生产线大多都是已经被其他国家所淘汰的。在更新换代很快的电子行业,永远跟在人家的发展脚步之后,只能意味着完全没有竞争市场,而随之而来的市场开放与改革,让此时孱弱的国内半导体行业直面国外巨头,中国既想赚钱,又要技术,便只能向西方妥协,以市场换技术。
从此,我们的半导体产业逐渐失去了自主创新和主动消化先进技术的意识和动力,消沉没落了很长一段时间。90年代之后,中国半导体行业的发展已经十分艰难。此时高层终于意识到了问题的严重性,于是经过几次尝试,国务院于1995年12月13日推出了当时中国电子工业史上最大的一个国家工程“909”工程,华虹和华为就在这个工程中脱颖而出。
此后,在上海张江,中国半导体产业开始在挫折中不断前进发展,再到后来,轰动全国的“事件”,使中国的半导体行业受到了极大的冲击,大家对国产芯片的信任度跌至谷底,而国家对半导体的资金投入也开始降低,许多用心做国产芯片的项目受到了牵连,国产半导体产业的发展再一次停滞不前,甚至跌入了低谷。
直到2014年6月,国家发布了《国家集成电路产业发展推进纲要》。同年9月,国家集成电路产业基金成立。国产半导体行业终于开始崛起,后来中美贸易战的爆发,使得当年为了配套华虹NEC而成立的华为一跃成为中国的第一大芯片设计公司。
中国芯片在浮浮沉沉中逐渐崛起,它迅猛的发展势头令美国深深的受到了威胁。于是它开始不遗余力的打压中国,试图遏制中国半导体行业的发展。2016年,美国政府以中兴通讯及其三家关联公司违反美国相关出口禁令为理由,将中兴列入出口限制名单,限制美国供应商向中兴出口包括芯片在内的美国产品。
由于中兴通讯的基带芯片、射频芯片、存储芯片对美国的依赖程度较大,这对中兴的发展造成了极大的影响。中兴用8.9亿美元的罚金进行平息和解之后,美国在2018年又指出,中兴违反了当初的相关和解协议内容,为中兴执行7年的出口禁令,中兴通讯在2018年美国宣布制裁后也进入“休克”状态。
后来,美国又开始对华为出手,自2019年起,美国针对华为采取了一系列的制裁措施。美国商务院说,凡是使用美国设备、技术、软件的企业,都不能给华为提供芯片或者代工华为的芯片,直接从整个行业对于华为芯片进行了全面封锁,但华为的处境与中兴有所不同,随着国内芯片设计及制造的发展,以及它自身所具备的制造能力,注定了华为不会坐以待毙,认人宰割。
他仍然有一定的底气与实力来与美国进行博弈,但无论是中兴还是华为,这都只是一个开始和信号。未来中国面临的挑战还会更多,我们只有不断的强大自我,防止技术垄断,加快国产芯片自主化的进程,才能彻底摆脱被“卡脖子”的命运。我们需要在肯定自身实力的同时,也要承认与美国存在的差距,并不断的补足短板,自力更生。
对于中国来说,中国仅仅是在手机芯片的某个方面具有一定的技术领先优势,但是在整体上与国外芯片技术相比还是有一定差距的。从各个芯片行业上来看,在存储芯片行业,中国的存储芯片才刚刚起步。长江存储和合肥长鑫,直到2019年才投产存储芯片,不过好在目前中国的存储芯片发展势头较猛,发展前景十分光明。
然而,中国在模拟芯片方面更加落后,据称中国生产的模拟芯片只占全球模拟芯片的10%左右,而且中国生产的模拟芯片主要是低端芯片,高端的模拟芯片几乎全都依赖进口,而华为恰恰在模拟芯片方面几乎完全受制于美国这个行业,它需要较长一段时间才能完全发展起来。
实际上国内目前缺乏的并非是芯片的设计者,而是芯片的制造者。在一场公开谈话中,任正非曾明确表示,大陆芯片产业目前的最大问题就是制造设备与基础,工业制造没有追上芯片设计的脚步,所以造成了芯片行业的短板效应。
大陆最好的芯片制造公司中芯国际也才刚刚完成14纳米的量产。目前,高通骁龙865、苹果A13等芯片均采用台积电顶尖7纳米芯片工艺。同时,苹果A14系列芯片也将会采用最新5纳米芯片工艺,除了制造能力欠缺以外,制造设备的研发也存在一定问题。
目前,以华为海思为代表的中国企业具备7纳米甚至5纳米芯片的设计能力,但是把芯片设计出来之后,在芯片生产过程当中,中国还缺乏生产必须的高端光刻机等设备。光刻机是在整个芯片产业链当中最核心的一个设备,也是技术最复杂最尖端的一个设备。我国目前虽然有不少光刻机制造企业,但这些光刻机的工艺制成都相对较低。
根据相关数据显示,我国集成电路贸易逆差近年来一直在扩大,国内整体半导体产业的发展任重道远。所以当前国产芯片最大的难题还是在于芯片制造能力和芯片制造设备研发能力上面,其背后需要基础科学、工程科学、应用科学的沉积。
因而我们国家要重视装备制造,化学产业,需要培养出更多的尖子人才和交叉创新人才,这样国产芯片才会有突破的可能。任正非还表示,希望国内的顶尖大学也要好好专注在基础科学研究突破上,为未来芯片的长远发展打好基础,努力让国家与产业在未来不困难。
电影《莫斯科保卫战》中,有一句经典台词,俄罗斯虽大,但我们已无路可退,身后就是莫斯科。同样的,我们现在也是被逼入了绝境。面对美国对中国的疯狂打压,我们要有破釜沉舟的勇气,要有一战到底的信念,要有吃苦耐劳的勤奋。无论黑夜如何漫长,黎明的曙光总会到来,这是中国芯充满未知的时代,但也是中国芯最好的时代。
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