最近芯片、光刻机成为了俄罗斯不能说不担心芯片和光刻机的问题,只是他们现在根本还有必要 *** 心这件事,而这一切和俄罗斯(前苏联)的近50年发展所导致的。为什么这么说呢?
苏联的半导体行业许多历史课的教材通常会把历史分成政治、经济、文化三大模块来进行学习。历史课跨度很长,基本上是从文明起源一直到近代。在这么长的时间跨度内,这三个要素是影响人类历史进程最关键的要素。
最近三百年来的历史,有个因素逐渐扮演了越来越重要的地位,到近代,它甚至开始影响着整个世界格局,这个重要因素就是:科技。而芯片和光刻机其实就是影响当下人类文明进程的最重要的科学技术。
不过,芯片和光刻机的历史其实并不久远,一直到上世纪50年代末,60年代初才出现。当时正好是美苏冷战,美国和苏联是当时的超级大国,双方在各个领域展开了较量。
这些竞赛就包括了各个方面的科技竞赛,最为我们所熟知的就是双方在航天领域的较量,在一开始是苏联占据了领先优势,加加林率先登上了太空。后来,双方又开始比赛登月。在登月方面,美国的阿波罗11号率先实现了载人登月。
虽然苏联在登月上败给了美国,但并不影响它超级大国的地位。在这些竞赛中,双方也在不断迭代自己的科学技术。在芯片未出现之前,晶体管和电子管其实没有太大区别,晶体管就是后来芯片的核心元器件。
苏联当时主要使用的就是电子管技术,而不是晶体管。之所以这么选真的不怪苏联,因为当时主要考虑的是核战争。核战争的环境中,一般会有大量的电磁脉冲,晶体管是没有办法抵御电磁脉冲的,会直接失灵,而电子管几乎不会受到什么干扰。
所以,从那个时代的角度来看,选择电子管并没有什么问题。除了不看好晶体管,苏联当时所使用的计算机也和其他地方是不同的,他们采用的不是二进制,而是三进制。苏联的科学家还制造除了人类史上第一批采用三进制的计算机:Сетунь和Сетунь 70。只不过当时的苏联体制中充满了官僚主义,当时苏联相关的负责人并不认为这些计算机可以有什么用处。明明有许多订单,他们却选择不做,并勒令停止生产。
总结一下就是他们不看好晶体管,同时因为体制的原因,导致许多创新被埋没。
西方各国家却相反,他们十分看好晶体管,开始在这个领域大规模的投入。西方国家整个半导体产业在70~80年代疯狂生长,在当时,美国的硅谷就是涌现出一大批相关产业的大牛,比如:摩尔。著名的摩尔定律就是他提出来的。
反观苏联则是原地踏步,开始吃老本,它们的半导体产业一直在走下坡路。一路走下坡路的不仅仅是苏联的半导体产业,还有苏联的经济和政治体制。最终,苏联在1991年解体。从超级强国的位置上跌落下来。同时苏联的半导体行业也遭受了前所未有的冲击,许多产业链分散在解体后的不同国家当中。
时至今日,俄罗斯99%以上的芯片都是依靠进口,只有极其小的一部分是自己研制的,主要是用于航天领域。因此,俄罗斯在这个领域几乎可以算作是空白,也就没有必要担心这个问题。
而中国的半导体行业在近几十年,军工领域的芯片已经有相当一部分是自研的,这种自研程度要远远高于俄罗斯。
芯片为什么这么重要?正如前文所说的,芯片其实是近代最重要的科技。由于芯片所引领的是产业链和标准。因此,掌握了芯片技术,就可以实现垄断,并从中获取暴利。西方国家从芯片行业获取到了大量的甜头。芯片的用处很多,它需要用到方方面面的领域,无论是军工的,还是民用的。如果一个国家因为某些政治因素不能够进口芯片,那么这个国家的许多行业都会受到冲击。
西方国家也不希望其他国家能够发展出整套的芯片产业链。尤其对于美国而言更是如此。美国本质上是一个海洋国家。这是因为它南北的国家都屈服于它,东西两边都是大海。这和200多年前的英国类似。英国在那个时期,就非常善于平衡之术,牢牢掌握着整个欧洲的局势,不让任何一个国家发展壮大。如今的美国和之前的英国是一个套路。也是尽量在遏制任何一个国家的崛起,它手里有五张牌:军事、贸易、文化、金融、科技。
许多发达国家都被这几张牌压制得死死的,比如:德国,日本。在近几十年,凡是有崛起势头的国家和企业都受到过美国的打击,日本就是最典型的例子。法国的企业阿尔斯通就曾被美国“肢解”。
美国的5张牌中,只有科技这一张牌对我们杀伤力最大。因此,对于我们而言,继续加强自研的程度,完善整个半导体的产业链,甚至是研发出自己的一套半导体标准才是硬道理。
这几天,据报道,俄罗斯制定半导体的国产化战略,预计到2030年总拨款3.19万亿卢布(约2500亿人民币,或393亿美元)用于半导体制造、芯片研发、数据中心基础设施以及人才培养等。
四月初,俄罗斯莫斯科电子技术学院 (MIET)获得了俄罗斯贸工部一个6.7亿卢布(约5100万人民币)用于研发新一代EUV光刻机的合同,行业都觉得用这么少的钱想要研发光刻机不可能,因此引起业界热议,详情请看笔者撰写的《重磅!俄罗斯投资6.7亿研发EUV光刻机!成功率有多大?》。
本文首先介绍俄罗斯半导体国产化的背景、俄罗斯半导体国产化战略,最后简要分析为什么不与中国等进行合作。
2014年3月克里米亚公投入俄后,欧美国家对俄相继出台了多项制裁措施,禁止俄金融机构进入欧盟资本市场、对俄实施武器禁运、禁止对俄出口用于军事目的的军民两用产品以及禁止对俄能源行业出口高技术设备以及高 科技 产品等。
同时,俄罗斯上述领域对国外先进技术产品和国际资本市场融资的依赖程度极高。梅德韦杰夫在2015年4月的俄政府工作会议上指出:俄罗斯机床设备的进口达到90%,民用飞机进口超过80%,重型机械进口达到70%,石油开采设备进口达到60%,农机设备的进口在50% ~90%之间,受制裁影响,2014年俄罗斯进口国外(包括独联体国家)机器设备的支出减少了12%,为1362亿美元。到2015 年,该数额大幅减少为818亿美元,仅为2014年的40%。
从2014年到2022年的八年间,俄罗斯一直被制裁。2014年俄罗斯央行称GDP约合1.03万亿美元,增长率只有0.6%,到2021年俄罗斯GDP 1.7万亿美元。
不过,普京上任后的俄罗斯非常重视 科技 领域的研发投入。
主要投入在基础研究领域,发明专利,先进生产技术开发和应用方面以及国家 科技 创新优先发展方向的成果方面。
据笔者Challey查询资料,从《2014 ~ 2020 年俄罗斯 科技 综合体优先发展研发方向联邦专项计划》实施的效果来看,基本达到预期目标。在此期间,该专项计划共投入资金1 723亿卢布,其中联邦预算内资金投入1 395亿卢布,预算外资金投入为328亿卢布。
在联邦预算内投入资金中,资本性投入占比为20.4%,应用研发投入占比为61.2%。
在联邦预算外投入的资金中,则大多用于应用研发,比例高达96%,实施该专项计划的成果包括: 2014 ~2019年间共签署了2 812 个合同和协议,合同和协议金额达到1 306亿卢布,其中资本性支出类占比17.6%,科学应用研发类占比64.3%,其它类占比18.1%。
收录在Scopus和Web of Science引文数据库的核心论文7 701 篇,专利申请数量为5038件,参与该专项的科研人员平均年龄为40 岁,而40 岁以下参研人员的比例为61.5%。吸引到预算外资金达605亿卢布,额外的研发经费支出(其中包括预算外资金来源) 金额达1403亿卢布。
但是,到今年3月,俄乌冲突以来,“ 科技 无国界”的神话就彻底破灭了。
3月以来,从开源红帽子RedHat,Docker、SUSE、GitHub到微软、苹果、谷歌等,从AMD、Intel等芯片供应商到台积电等半导体制造商,无论是硬件还是软件,无论是开源还是闭源,全部撤出俄罗斯,并对其进行了限制或者制裁。甚至有报道称俄罗斯国内数据存储可用云存储仅够维持两个月。
因此,尽管经济方面依然困难,但俄罗斯还是拿出可观的经费投入半导体的国产化。从3月30日贸工部的6.7亿卢布光刻机研发到现在的3.19万亿卢布完全国产化战略,可见俄罗斯的决心非常大。
俄罗斯政府的国产化战略主要是制定全新微电子开发计划,到2030年投资3.19万亿卢布(取整约2500亿人民币,或393亿美元,2022.4.19日换算,汇率会有所波动),主要用于开发本地半导体生产技术、国内芯片开发、数据中心基础设施、本土人才的培养以及自制芯片和解决方案的市场推广。
这项计划将于2022年4月22日敲定并提交俄罗斯总理梅德韦杰夫正式批复。
计划投资 4200 亿卢布(约 51.77亿美元)用于开发新的制造工艺和后续改进。短期目标之一是在今年年底前使用90nm制造工艺提高本地芯片产量。长期目标是到 2030 年实现 28nm的芯片工艺制造。
不过,台积电于2011年就做到了这点。
俄罗斯现有数据中心大约70个。该计划预计投资4600亿卢布(约56.5亿美元),到2030年预计全国数据中心增加到300个。
预计投资3090亿卢布(约38亿美元),用于开发至少400个新型电子产品原型,并开展 2000多个研究项目。
计划制定者还希望将国内高校毕业生的 “人才转换”比例从当前的 5% 提升到35%。
此外,计划还包括在现有和新成立的高校设计培养中心基础上创建至少1000个设计团队。
在四月初笔者Challey撰写的 《俄罗斯投资6.7亿卢布研发EUV光刻机!成功率有多大?》中提到,俄罗斯贸工部投资6.7亿卢布(现约5300万人民币,或830万美元)委托莫斯科电子技术学院 (MIET)开发新一代X射线EUV光刻机。
在文中提到,其实MIET研发X射线光刻机已经有15年了。
“我们谈论的是长期的研发工作,从好的方面来说,这应该在 15 年前就开始了,” Stimulus 杂志作者 Alexander Mechanik说。”
尽管这笔不到1000万美金的投资很少,但是俄罗斯拥有全球顶尖的数学人才,而且还有后续的投资。现在,后续人才和芯片制造方面的追加投资也即将正式批复。那么这个计划的成功概率要大很多了。
只是,俄罗斯缺乏足够的市场,如果不能联合其他国家/市场实现标准化,那么即使研发出光刻机,也很难推广开来。因此,与中国、印度等国家合作才可能在资金、市场、技术等方面进行互补,从而提高研发的成功率,并取得更快的进度。
那么,为什么俄罗斯要独立进行国产化而不与中国等国家的 科技 力量合作呢?
这个问题可能要从多方面来分析。
首先是技术体系 ,从上面的新制式EUV光刻机来说,俄罗斯研发的是X射线光刻机,尽管中国也进行了试验,但是被证明效率太低,没法大规模使用;另一方面,俄罗斯在半导体的某些应用方面的方式与世界主流有所不同。
其次是市场目标 ,俄罗斯的目标,无论是未来数年还是以往数年,首先是满足国内有限的民用市场和重要的军用市场。从以往来看,俄罗斯还没有完全融入全球半导体市场,所以其目标市场决定了其战略不同。
而 在外部合作方面 ,俄罗斯深知,假如邀请中国企业合作,中国等国家的企业肯定会要求深度参与,而且俄罗斯对自有研发的技术非常保密。这个谈判过程很难又漫长。
同时,中国企业也会考虑要不要与俄罗斯合作,因为这会导致欧美对中国企业的制裁。
因此双方都在考虑。
合作模式方面 ,可能合作时机还未到。譬如俄罗斯的格洛纳斯卫星系统与中国的北斗卫星系统只有在双方技术都成熟的时候才开始进行合作。
未来,可能中俄的 科技 合作也大都会是这种方式。
这或许也是俄罗斯完全国产化的真正含义吧。
作者:Challey
排名第一:高通(美国) 排名第二:安华高(新加坡) 排名第三:联发科(中国台湾) 排名第四:英伟达(美国) 排名第七:台积电(中国).这些应该是目前知名度最高的芯片品牌了。
我们很多人将制造芯片和设计芯片混为一谈,实际上芯片制造(代工)和设计芯片两回事,我们打一个最简单的比方:芯片好比是楼房,设计公司根据甲方要求进行设计,设计好的图纸以后,将它给乙方进行制造,这就是施工方,它们通过先进的技术(ADSL的7 nm光刻机等等)进行施工,获得芯片。
光刻机:是荷兰的ASML公司,占去全球高端领域80%的市场份额,7nm制造工艺只有他家的光刻机能支持;芯片架构:得用ARM的,原来是英国公司,如今被软银收购,成了日本的了,苹果、三星、高通、华为、联发科、展讯统统得用这架构。
当然,intel在PC端有自己的架构。芯片设计:专用的EDA软件,这块是美国公司占全球大部分市场份额,世界前三分别为美国的Synopsys、Cadence,以及德国西门子旗下的 Mentor Graphics。代工生产:则是我国台湾的台积电和三星,全球就这两家能搞7nm的制造工艺,当然Intel自己也能代工,但intel不对外代工生产,只为自己的芯片生产,目前用的10nm工艺(号称可以顶三星和台积电的7nm)。
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