可能有人会问,为什么国内对半导体产业投入这么多,还总是被“卡脖子”?国产替代咋就这么难?今天我们就来聊聊国产替代推进时的层层阻碍。
01“卡脖子”的九个层次
半导体的“卡脖子”问题,我们通常认为主要卡在3个关键环节,工艺、装备/材料、设计IP核/EDA。
但从背后的逻辑来讲,它存在9个层次,由表及里,最后会发现基础科学才是一切的根源。
这事儿,就从我们每天使用的APP说起。
在过去互联网发展的黄金十年,我们可能认为互联网才是硬科技,人们的生活随着互联网产业的发展产生了巨变,不同功用的APP被开发出来,让一切变得更便捷。
但承载APP还需要一个手机终端,所以你会觉得,国产手机的天花板、终端业务出货量曾位居世界第一的华为手机才是硬科技。
然而,国产智能手机并没有属于自己的 *** 作系统,全都用的安卓,虽说是开源系统,可它的诞生地毕竟在美国,如果哪天不让用了呢?所以当鸿蒙OS出现,好像它才是真的硬科技。
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再往里探究,结果发现实现万物互联的鸿蒙 *** 作系统是基于SoC的。
SoC是什么?可以理解为智能设备的“大脑”,自研SoC门槛其实很高,在手机厂中只有三星、苹果与华为有实力研发高难度的SoC芯片。这么一看,是不是又觉得,原来海思麒麟SoC才是真国产。
后来美国禁令进一步扩大,你发现麒麟得用EDA和IP授权啊,而EDA三巨头总部都在美国。没有EDA,就像你考试没带笔,别人又不借给你。
所以工业软件才是硬核。
但即使芯片设计出来了,下一步还会卡在晶圆代工上。台积电、三星这些晶圆代工大厂受到禁令限制,不能再给华为供货,海思麒麟生产就成了问题。
这时,你发现内地的晶圆代工龙头企业中芯国际才是真国产代表。
然后美国又开始断供设备,中芯国际也被卡脖子了。你想到了北方华创,作为国内最大的泛半导体设备公司,这应该是真硬核国产了吧。
结果你得知,虽然半导体设备决定了一个国家的半导体制造水平,但它也下面还有一层支撑,就是半导体零部件和半导体材料。
如果把芯片制造产业看作一个金字塔,零部件总该是最底层了,所以你可以认为零部件的机械和半导体材料的化工才是底层硬核。
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这么说是没问题,但机械与化工的理论基础,还得回归到数学、物理、化学、材料,这些我们曾以为是虚的理论,才是科学的根基所在。
八十年代,国内流行一句口号“学好数理化,走遍天下都不怕”,这句在学科选择时屡屡被提起的”至理名言”,在今天看来依然实在。
中国复兴的核心是中国制造,中国制造的核心是高科技,高科技产业的核心是芯片。而芯片制造的根基,说到底还是基础科学与人才。
从最底层的基础科学到高频使用的APP,国产替代层层推进的道路就隐匿其中。
02中国被“卡脖子”的关键技术
聊完我国被”卡脖子“的层次,再来看看具体被卡的技术有哪些。
《科技日报》曾从2018年4月起陆续报道了我国当时尚未掌握的35项关键技术,也就是我们所说的中国被”卡脖子“的技术。其中涉及半导体的硬件技术有6项:光刻机、芯片、光刻胶、ITO靶材、超精密抛光工艺、手机射频器件。
四年后再回头看,其中有过半技术已实现国产自研,打破被国外长期垄断的局面:
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当然,多数”卡脖子“技术都是大类,有些技术我国目前仅突破了其中的某个细分领域,或尚未实现规模性应用。
但短短4年时间,攻破的”卡脖子“技术数量足以说明我国国产替代加速追赶的势头愈来愈强盛,尤其芯片领域。此前,我们发布过《收藏:全球80分类芯片厂商汇总(附国产替代方案下载)》一文,相对全面的整理了国产芯片替代方案公司名单,感兴趣可点击阅读。
这两年,美国针对中国的技术压制措施尤为密集,对国内企业的影响是多方位的,不论美国的行为是否属于”杀敌一千自损八百“,我们都必须上紧发条在技术自主的道路上投入更多、跑得更快,一个一个解决”卡脖子“难题。
相信中国终将能以万箭齐发之势面对一切”封锁“。
不是的,佳能与阿斯麦尔是竞争对手。日本光学设备制造巨头佳能(Canon)正计划靠提升光刻机的生产效率来抢占市场。按照计划,今年3月份,佳能将时隔7年(自2013年来),面向市场推出新型光刻机“FPA-3030i5a”,这款新品较旧机型的生产效率提升了将近17%。
公开资料显示,目前以日本佳能、尼康(Nikon)、荷兰阿斯麦(ASML)为首的3家制造商占据了全球超过90%的半导体光刻机市场。曾几何时,尼康与佳能是全球光刻机市场的龙头老大,但自从荷兰巨头ASML在EUV技艺拔得头筹后,这两家巨头的研发也停滞不前。
截至目前,在EUV光刻机的生产方面,全球有且仅有ASML能担此重任。不过,考虑到当前自家在全球半导体设备市场也有一定的优势,各大日企也不肯就此将光刻机市场“拱手”让给ASML。据国际半导体产业协会(SEMI)此前发布的数据,2019年日本生产的半导体生产设备全球占比高达31.3%。
据日本经济新闻此前报道,2020会计年度(截至2021年3月底),日本知名半导体零部件制造商东京电子累计耗费了1350亿日元(折合约85亿元人民币)的研发经费,为的就是增加检测与光源等的实力,以尽早提高EUV光刻机相关的设备产能。
佳能此次的“大动作”也不例外。据报道,佳能希望通过推进多种半导体的产品战略,在当前全球物联网技术飞快发展的同时,拿下更多海外订单,从而在全球光刻机市场分得更多蛋糕。
值得一提的是,中国市场正被佳能、尼康等日企视为重振半导体产业“业绩”的重要希望。要知道,我国当前芯片发展受限一个原因就是,美国有意阻挠海外巨头与我国企业的合作。尤其是中芯国际此前自ASML订购的EUV光刻机,到现在还无法对华出口。
为了打破美国的桎梏,我国的企业也在努力寻找转机。2020年10月中旬,日本媒体就爆出一则消息,已经有不少中资企业计划向尼康、佳能两家日本巨头出资,欲联手推进EUV以外的新型光刻机的研发。
按照日媒的分析,虽然当前ASML在全球EUV光刻机“一家独大”,但是若是想拿到极紫外线以外技术的高端光刻机,日本的尼康以及佳能这两家企业也有能力制造。
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