中國晶片的崛起,就靠這台1.2億的機器了

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受到中美貿易戰影響,中國晶片正在經歷一次陣痛,但最近一則消息,可能會改變中國晶片的尷尬境地。

日前,日本媒體報導,全球最大的晶片機器製造商,荷蘭的AMSL準備向中國出售一台最新型的EUV(極紫外線)技術的光刻機。

這台機器價值1.2億美元,預計在2019年年初交付給中芯國際(SMIC),如果一切順利,將有助於中國自主半導體晶片的研發和生產。

壟斷者

先來說一下什麼是光刻機吧,先看圖:

看不懂是吧?哈哈,我也看不懂。

簡單來說吧, 光刻機的功能,就是將已經設計好的電路圖刻到矽晶圓上,製造平面型電晶體和集成電路(包括我們每天用的處理器和各種晶片)都需要用到光刻機。

世界上生產光刻機最牛的公司叫ASML(阿斯麥),它創立於1984年,是從飛利浦獨立出來的一個半導體設備製造商,總部位於荷蘭。

ASML在行業里占據著絕對的統治地位,在45nm以下的高端光刻機的市場中,占據 80%以上的份額。

它生產的TWINSCAN系列是目前世界上精度最高,生產效率最高,應用最為廣泛的高端光刻機型。

換句話說,ASML是一個上游公司,世界上的那些鼎鼎大名的半導體廠商,包括英特爾,高通、三星、台積電,再怎麼牛X,看見ASML都得叫爸爸,都得向它採購光刻機。

這裡順便解釋一下晶片製程。

晶片製程的標準,是以nm(納米)來衡量的,數字越小,元器件之間的距離就越短,電信號的傳播效率就越高。

比如10nm就比20nm更省電,效能更高,而且可以縮小晶片體積,讓它更容易塞入移動設備中(比如手機),滿足輕薄化的需求。

所以,一些大型的設備,比如汽車、飛機上的晶片,往往有比較高的製程;而以手機為代表的移動設備,對晶片的體積和功耗要求更高,從而帶動了整個晶片產業的發展和進化。

智慧型手機上的晶片製程一直在提高,基本符合了摩爾定律,但這兩年來,旗艦手機普遍卡在了10nm的大關。

這不是說10nm就是極限了,也不是說手機不需要更高製程的晶片,根本原因是,光刻機技術跟不上趟了。

好在ASML也在一直進行技術研發,它最新的,使用EUV技術的光刻機,就可以製作7nm甚至更高製程的晶片。

瓦森納協議

國家與國家之間往往因為政治、文化、信仰等問題撕逼抬槓,但是企業是以盈利為主要目的的,ASML的光刻機銷售全國,但面對中國這個大客戶,它卻有些無能為力。

中國每年要花上千億美金從國外進口半導體晶片,雖然中國很早就進入了半導體行業,但是由於歷史原因,我們不僅在科研上缺乏技術基礎和人才儲備,還面臨著來自已開發國家的惡意競爭。

說到這裡,不得不說起《瓦森納協議》,就是所謂的對華禁運。

這個《瓦森納協議》,可以追溯到冷戰,當時二戰剛結束,美蘇開始在全球範圍內對峙,為了抑制以蘇聯為軸心的共產主義陣營,在美國的領頭下,17個已開發國家於1949年成了一個叫巴黎統籌委員會的組織(簡稱巴統)。

它就是《瓦森納協議》的前身,其目的就是限制成員國向社會主義國家出口戰略物資和高級技術。

中國在1952年被列入管制範疇,受管轄的物品有武器裝備、尖端技術和稀有物資等三大類,共上萬種產品。

當時,中國整個的工業建設體系都是老大哥蘇聯扶持,不過後來和老大哥鬧僵,中國的局面就變得更難堪了。

比如中國的原子彈研發,當時沒有計算機,用的都是手搖式計算機完成的試驗計算,早期甚至還在用算盤這種「文物」。

這還是國家重點照顧的項目,往小里說,那時候中國小到一顆螺絲釘的生產都要自己摸索,真的特別特別慘,在各個領域都跳了很多坑,但憑藉堅持不懈的精神,也取得了不錯的成績。

時代變遷,蘇聯瓦解,但社會制度的對立卻依然存在。

1996年,《瓦森納協定》頒布,擁有33個成員國,其中17個曾是「巴統」組織的成員國。

而中國又一次中槍,與伊朗、利比亞等一同納入被限制的國家名單之中(what?我們又不是恐怖主義國家)。

《瓦森納協定》中有很多禁運品類,比如核材料、雷達、飛彈,甚至某些治療性藥品。

ASML的產品就被列為禁運之列,中國晶片起不來,有很大一部分原因是壓根TMD買不到新設備!

比如其它國家在2015年就能買到10NM的光刻機,而只給中國開放ASML在2010年生產的32NM的光刻機。

晶片這東西日新月異,5年的時間,足夠讓市場更新3代了...

除了不能買到最新的設備以外,歐美國家還禁止中國收購其它晶片廠,禁止華裔工程師進入歐美知名半導體公司的核心部門,以防止技術泄露。

這也不單單是我國不搞研發,一個光刻機有50000多個零件,目前世界上能製造光刻機的企業本來就不多,能夠生產性能穩定的、高精度光刻機設備的也只有ASML。

在這些極端的限制之下,中國科技能夠發展到今天的地步,已經相當不容易了。

中國芯的艱難之路

即使美國給上了層層封鎖,也無法完全抑制中國前進的腳步,畢竟那個年代的兩彈一星都搞出來了,光刻機也難不倒我們。

國家對半導體產業進行了大力扶持,其中中芯國際SIMC就是國內晶片的領頭羊,主力工藝在40-50nm,目前最先進的工藝還是28nm。

雖然差的比較遠,但追趕的腳步並不慢。

2015年比利時國王訪華時,中比雙方簽署了一系列合作協議,其中一條就是中芯國際、華為、高通與比利時IMEC合作研發14nm FinFET工藝,預計會在2020年前,實現16/14納米晶片的規模量產。

這意味著中芯國際從28nm直接進入14nm,該公司的CEO邱慈雲博士還表態:公司有計劃再次「跳級」,在18年底直接進入7nm的研發。

不過,美國的套路也很深,中國一旦突破了技術瓶頸,就馬上做出開放姿態,用市面上成熟的產品去打壓中國剛起來的技術,用商業資本去做市場化的壓制。

比如中國突破了50nm的工藝,ASML就開始鬆動,出售45nm的產品,又好又便宜,放在國內市場一定會對國產光刻機造成大影響。

至於此次向中國出售最新光刻機,官方表示,ASML對大陸晶圓廠與國際客戶一視同仁,只要客戶下單,EUV要進口到中國完全沒有任何問題。

這顯然是一個堂皇的說辭,在這個時候給中國開綠燈,可能和貿易戰以及中國技術的突破都有關係。

因此,想改變這一現狀,只能依靠我們的半導體從業人員的堅持與努力,不斷逼迫ASML出售給中國最新的設備,直到有一天,可以拿出引以為豪的國產光刻機。


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