貿易戰可以說美國人已經輸了,也看不到贏的希望,然而在科技戰上,由於晶片領域美國巨大的優勢,仍然在持續對中國造成重大的打擊。中國最優秀的公司華為,2021年營收下降了28.9%,就是因為晶片被美國人定點打擊,無法生產,手機業務損失慘重,由此蘋果第一次登頂了中國手機市場的第一位,獲取了巨大利益。
半導體可以說是人類最複雜、難度最大的產業鏈,一共有一萬多種關鍵的裝置和材料,人類歷史上還沒有一個國家可以掌握其產業鏈的全部關鍵技術,連美國也不行,美國人只不過是在幾個關鍵節點上可以卡住全世界的脖子,從而全球都不得不聽命於美國,如果全球一起聯合起來向美國禁運,美國人一樣立馬一塊晶片也造不出來。
而半導體產業又極其的關鍵,人類現在幾乎一切的技術產業都是構建在資訊化的基礎上,從數控機床到飛機、汽車、金融、網際網路,都是以資訊化為基礎,而資訊化最基本的核心設施就是計算能力,也就是半導體晶片。
半導體產業的這兩個特性,使得美國人手中的確抓住了一張“王牌”,在美國人的設想中,這個最難最複雜的產業,中國是幾乎不可能自己全部掌握的,只能聽命於美國人,而在現代社會,離開晶片幾乎無法運轉,自然可以對中國經濟和技術的發展造成重大的打擊,從而打斷中國崛起之路。
非常幸運的是,早在20年前,國家就有高人在堅定佈局,而且以超強的意志和執行力,到現在堅持了20年,這就是02專項,目標是積累和發展半導體制造中最核心的裝置、材料和工藝技術。在過去20年中,筆者一直覺得02專項在技術積累突破和產業化方面做得很不好(本人所在實驗室也曾參與了某專項的小部分研發)。在時間的積累下,現在終於理解了其重大意義,當年還是太年輕了。
在以中興和華為被禁運為開始標誌的科技戰中,現在美國人是要逼迫中國自己打通整個產業鏈的關鍵技術,要一己之力對抗整個西方世界幾十年的技術積累。咱們也沒有任何辦法,只能迎難而上。這個時候,萬幸的是,在20年前咱們就有02專項。雖然技術還不夠高,但這20年的積累,還是卓有成效的,至少比沒有積累好得太多了。咱們依次來盤點一下:
1,刻蝕技術,僅次於光刻的關鍵技術,在前應用材料研發副總裁尹志堯博士的帶領下,中微已經是世界上第一流的刻蝕裝置製造商,5nm的刻蝕機已經進入了臺積電的產線,具備了世界級的競爭力。
2,塗膠顯影技術,瑞芯微已經規模化出貨,開始在國內市場佔據主導。
3,粒子注入,曾經比較落後的領域,國家隊中電科已經實現了全譜系的國產化,已經不再是卡點。
4,薄膜沉積,這也是曾經很大的一個短板,在姜謙老師帶領下,拓荊科技也即將實現規模化突破。
5,大矽片,晶片材料中價值最大的部分,張汝京所開創的上海新昇已經實現28nm大矽片的規模化量產。
6,光刻膠,最難最重要的材料,這也是最主要的一塊短板之一,不過南大光電已經突破了Ark光刻膠技術並開始規模化出貨,28nm尚未完成產線認證,但已經也就是半年一年的事情了。
7,靶材,a股已經有幾家規模化公司了,最早規模化突破的領域之一。
8,清洗裝置,盛美做得很好,北方華創也不錯,整體已經是國產率最高的領域之一。
9,測試裝置,咳咳,有待努力,暫未規模化突破。
10,電子氣體和各項特殊小化學品,部分已經突破,部分還在路上。韓國人在前兩年被日本人卡脖子時,咱們還幫韓國人“拉了兄弟一把”,順便加速發展了一下,這塊問題不是很大,大多是市場很小的細分領域,主要原因是因投入產出比不好新廠商難以進入,如真要卡脖子,就會像圓珠筆芯一樣,真發力搞一下,會造成全球其它國家對應廠商的破產。
11,好了,最後來詳細說一下晶片製造領域中技術最難、價值佔比最高(佔比35%)、大家也聽說得最多的光刻領域。光刻機由多項關鍵技術構成,02專項在20年前就開始在每個關鍵技術上進行佈局了:
1)上海微電子負責總體整合
2)超精密光柵系統來自中國科學院上海光學精密機械研究所,目前看已經問題不大。
3)光刻機物鏡組來自北京國望光學,基本已經突破。
4)光源來自中科院科益虹源。好了,這可能是目前最弱一環,據說還有待繼續努力,光源強度不足,會影響曝光效率,良率,產能和成本。
5) 浸液系統來自浙大浙江啟爾機電,據說效果很剛。看到浸液系統,熟悉的朋友一定就知道這是可以加多重曝光在193nm光源下一路可以做到7nm工藝的技術。
6)雙工件臺來自清華華卓精科。清華是目前最高調的,已經有公開訊息出貨了4臺,另外4臺即將出貨。一般來說,在這樣的技術領域不牛逼是不會高調的,頂級科學家都非常在乎聲譽。
以上就是光刻機全部的核心技術,以28nm節點來看,應該已經差得非常少了,我大但猜測已經在產線除錯中也非常可能,在未來2-3年量產是可以期待的。
那麼整體來看,02專項可以說為應對當前中美科技戰的爆發做了非常難得的準備,贏得了大量寶貴的時間。假如沒有02專項,這些關鍵領域需要從現在開始積累和突破,局面幾乎無法想象,人類整個資訊化領域都構築在晶片之上,而資訊化已經逐步成為了社會執行的基礎設施,沒有晶片咱們真的可能被美國給拖住整個發展。而現在,咱們已經離實現中低端晶片全套自主能力只有非常近的距離,即使中美徹底攤牌,美國能聯合全世界禁運中國(其實不太可能),咱們仍然可以保障自身的發展能力,整體經濟和發展不可能被美國打垮。在此,我想向在20年前規劃和發展整個重大技術專項的專家和領導人們致敬。
在最後,筆者再補充一點點。上面講的部分都是半導體的裝置和材料領域,有人一定會提出,在軟體領域中國差距也很大,比如晶片設計的軟體EDA。其實我想稍微講一講,軟體其實其難度大多不在技術上,就開發技術而言中國團隊都是ok的。主要難度在兩個方面:
1,一是應用生態,主要針對作業系統。作業系統需要時間和應用生態的積累,是一個很漫長而且需要天時地利人和的一個過程。不過華為的鴻蒙由於已經有大量華為裝置的沉澱和積累,很可能是中國第一個突圍的作業系統,建立起第一個成功的商業生態。
2,一些行業特定軟體。行業特定軟體最需要的是行業資料和使用經驗的積累。以前最大的難題不是做不出來,而是做出來沒人用,軟體都是迭代優化出來的,沒有人一開始就能做得非常完善,都是在實際生產環境的不斷使用中,不斷的反饋問題,不斷的最佳化,不斷的進步,最終達到很高的水平。沒人真正去用,就發現不了具體的問題,就一直沒法最佳化好,最佳化不好就一直沒人用,惡性迴圈。現在好了,美國人不讓用其它的,自己搞其實都只需要時間。EDA就屬於這一類,老美一禁運,好了,華大九天的份額開始蹭蹭的漲,以前有更好更穩定的版本可以用的,自然誰也不願意做小白鼠去用還有很多bug的華大九天的EDA,好了,現在沒得用了,華大就獲得了非常難得正迴圈不斷進步的機會。目前國產的EDA大概可以滿足10-20%場景的使用,擴大到過半比例應該只是時間問題,別人正迴圈幾十年了,咱們也需要一些時間,需要的僅是時間。
全文完。