贸易战可以说美国人已经输了,也看不到赢的希望,然而在科技战上,由于芯片领域美国巨大的优势,仍然在持续对中国造成重大的打击。中国最优秀的公司华为,2021年营收下降了28.9%,就是因为芯片被美国人定点打击,无法生产,手机业务损失惨重,由此苹果第一次登顶了中国手机市场的第一位,获取了巨大利益。 半导体可以说是人类最复杂、难度最大的产业链,一共有一万多种关键的设备和材料,人类历史上还没有一个国家可以掌握其产业链的全部关键技术,连美国也不行,美国人只不过是在几个关键节点上可以卡住全世界的脖子,从而全球都不得不听命于美国,如果全球一起联合起来向美国禁运,美国人一样立马一块芯片也造不出来。 而半导体产业又极其的关键,人类现在几乎一切的技术产业都是构建在信息化的基础上,从数控机床到飞机、汽车、金融、互联网,都是以信息化为基础,而信息化最基本的核心设施就是计算能力,也就是半导体芯片。 半导体产业的这两个特性,使得美国人手中的确抓住了一张"王牌",在美国人的设想中,这个最难最复杂的产业,中国是几乎不可能自己全部掌握的,只能听命于美国人,而在现代社会,离开芯片几乎无法运转,自然可以对中国经济和技术的发展造成重大的打击,从而打断中国崛起之路。 非常幸运的是,早在20年前,国家就有高人在坚定布局,而且以超强的意志和执行力,到现在坚持了20年,这就是02专项,目标是积累和发展半导体制造中最核心的设备、材料和工艺技术。在过去20年中,笔者一直觉得02专项在技术积累突破和产业化方面做得很不好(本人所在实验室也曾参与了某专项的小部分研发)。在时间的积累下,现在终于理解了其重大意义,当年还是太年轻了。 在以中兴和华为被禁运为开始标志的科技战中,现在美国人是要逼迫中国自己打通整个产业链的关键技术,要一己之力对抗整个西方世界几十年的技术积累。咱们也没有任何办法,只能迎难而上。这个时候,万幸的是,在20年前咱们就有02专项。虽然技术还不够高,但这20年的积累,还是卓有成效的,至少比没有积累好得太多了。咱们依次来盘点一下: 1,刻蚀技术,仅次于光刻的关键技术,在前应用材料研发副总裁尹志尧博士的带领下,中微已经是世界上第一流的刻蚀设备制造商,5nm的刻蚀机已经进入了台积电的产线,具备了世界级的竞争力。 2,涂胶显影技术,瑞芯微已经规模化出货,开始在国内市场占据主导。 3,粒子注入,曾经比较落后的领域,国家队中电科已经实现了全谱系的国产化,已经不再是卡点。 4,薄膜沉积,这也是曾经很大的一个短板,在姜谦老师带领下,拓荆科技也即将实现规模化突破。 5,大硅片,芯片材料中价值最大的部分,张汝京所开创的上海新昇已经实现28nm大硅片的规模化量产。 6,光刻胶,最难最重要的材料,这也是最主要的一块短板之一,不过南大光电已经突破了Ark光刻胶技术并开始规模化出货,28nm尚未完成产线认证,但已经也就是半年一年的事情了。 7,靶材,a股已经有几家规模化公司了,最早规模化突破的领域之一。 8,清洗设备,盛美做得很好,北方华创也不错,整体已经是国产率最高的领域之一。 9,测试设备,咳咳,有待努力,暂未规模化突破。 10,电子气体和各项特殊小化学品,部分已经突破,部分还在路上。韩国人在前两年被日本人卡脖子时,咱们还帮韩国人"拉了兄弟一把",顺便加速发展了一下,这块问题不是很大,大多是市场很小的细分领域,主要原因是因投入产出比不好新厂商难以进入,如真要卡脖子,就会像圆珠笔芯一样,真发力搞一下,会造成全球其它国家对应厂商的破产。 11,好了,最后来详细说一下芯片制造领域中技术最难、价值占比最高(占比35%)、大家也听说得最多的光刻领域。光刻机由多项关键技术构成,02专项在20年前就开始在每个关键技术上进行布局了: 1)上海微电子负责总体集成 2)超精密光栅系统来自中国科学院上海光学精密机械研究所,目前看已经问题不大。 3)光刻机物镜组来自北京国望光学,基本已经突破。 4)光源来自中科院科益虹源。好了,这可能是目前最弱一环,据说还有待继续努力,光源强度不足,会影响曝光效率,良率,产能和成本。 5) 浸液系统来自浙大浙江启尔机电,据说效果很刚。看到浸液系统,熟悉的朋友一定就知道这是可以加多重曝光在193nm光源下一路可以做到7nm工艺的技术。 6)双工件台来自清华华卓精科。清华是目前最高调的,已经有公开消息出货了4台,另外4台即将出货。一般来说,在这样的技术领域不牛逼是不会高调的,顶级科学家都非常在乎声誉。 以上就是光刻机全部的核心技术,以28nm节点来看,应该已经差得非常少了,我大但猜测已经在产线调试中也非常可能,在未来2-3年量产是可以期待的。 那么整体来看,02专项可以说为应对当前中美科技战的爆发做了非常难得的准备,赢得了大量宝贵的时间。假如没有02专项,这些关键领域需要从现在开始积累和突破,局面几乎无法想象,人类整个信息化领域都构筑在芯片之上,而信息化已经逐步成为了社会运行的基础设施,没有芯片咱们真的可能被美国给拖住整个发展。而现在,咱们已经离实现中低端芯片全套自主能力只有非常近的距离,即使中美彻底摊牌,美国能联合全世界禁运中国(其实不太可能),咱们仍然可以保障自身的发展能力,整体经济和发展不可能被美国打垮。在此,我想向在20年前规划和发展整个重大技术专项的专家和领导人们致敬。 在最后,笔者再补充一点点。上面讲的部分都是半导体的设备和材料领域,有人一定会提出,在软件领域中国差距也很大,比如芯片设计的软件EDA。其实我想稍微讲一讲,软件其实其难度大多不在技术上,就开发技术而言中国团队都是ok的。主要难度在两个方面: 1,一是应用生态,主要针对操作系统。操作系统需要时间和应用生态的积累,是一个很漫长而且需要天时地利人和的一个过程。不过华为的鸿蒙由于已经有大量华为设备的沉淀和积累,很可能是中国第一个突围的操作系统,建立起第一个成功的商业生态。 2,一些行业特定软件。行业特定软件最需要的是行业数据和使用经验的积累。以前最大的难题不是做不出来,而是做出来没人用,软件都是迭代优化出来的,没有人一开始就能做得非常完善,都是在实际生产环境的不断使用中,不断的反馈问题,不断的优化,不断的进步,最终达到很高的水平。没人真正去用,就发现不了具体的问题,就一直没法优化好,优化不好就一直没人用,恶性循环。现在好了,美国人不让用其它的,自己搞其实都只需要时间。EDA就属于这一类,老美一禁运,好了,华大九天的份额开始蹭蹭的涨,以前有更好更稳定的版本可以用的,自然谁也不愿意做小白鼠去用还有很多bug的华大九天的EDA,好了,现在没得用了,华大就获得了非常难得正循环不断进步的机会。目前国产的EDA大概可以满足10-20%场景的使用,扩大到过半比例应该只是时间问题,别人正循环几十年了,咱们也需要一些时间,需要的仅是时间。 全文完。