俄罗斯没有光刻机,芯片90依赖进口,为何不怕美国卡脖子?
自从苏联解体之后,美国便对俄罗斯敌意很深,将它看作自己的假想敌,一方面不停地对俄罗斯发动多次 制裁 ,另一方面发动同盟国对俄罗斯进行 武力干涉 。
而新上任的美国总统拜登对俄罗斯的 敌对意思很明显 ,之前美国就宣布 对俄罗斯的芯片和半导体行业进行制裁 。
在美国及其同盟国的不断打压下,俄罗斯芯片行业十分萎缩, 90%的芯片需要依赖进口,也没有光刻机 ,在芯片行业关系到诸多行业发展的今天,俄罗斯在芯片如此落后的情况下, 仍然丝毫不怕美国卡自己"脖子" ,这究竟是为什么呢?
小芯片,大技术 俄罗斯的芯片行业现状
芯片出现在上世纪美苏军备竞赛时。美国把握住了当时芯片发展的黄金时期,而当时未解体的苏联在对芯片发展的预估上出现了 严重的错误 ,错误地预估了芯片行业的发展。
在美国努力探索半导体领域的同时, 苏联 却仍在 潜心研究小型电子管 ,这导致了苏联在芯片发展前期就处于落后的姿态。而在苏联解体形成俄罗斯和白俄罗斯等国家,其中俄罗斯继承了苏联的大部分遗产,因此遭到了美国的不断针对。
电子管
在西方国家联合打压下,如今的俄罗斯 芯片行业十分萧条 ,尤其是民用芯片发展可以说是看不到出路。
因此俄罗斯的民用芯片非常依赖于进口,几乎所有的民用芯片都需要通过进口。由于俄罗斯自身芯片能力弱,所以在芯片行业中俄罗斯处于一个 消费终端 的位置,俄罗斯是 美国芯片的忠实买家 。
当然俄罗斯也有极少数不需进口的芯片,这些芯片大多是 军用芯片 。军用芯片的要求不高,只需要 耐高温、防辐射以及稳定 ,是否是最先进的技术反而并不重要。
战机制造上也缺不了军用芯片的运用
因此军用芯片对没有光刻机的俄罗斯十分友好,而俄罗斯也不负所望,在军用芯片上取得了非常多的成就。 光刻机
光刻机是生产芯片的源头 ,它利用类似 复印技术 ,将掩模版上的精细图形通过光线的曝光来拓印到硅片上,又称 曝光机 。想要生产出来芯片就必须要有光刻机,而光刻机的生产技术掌握在极少数国家中,如 荷兰、日本、德国、美国、中国 这些国家,其中荷兰的光刻机技术最为先进,其最高端的光刻机甚至已经达到了 2纳米 等级。
生产光刻机的难度难在哪里呢?我们可以看一看自己废旧手机里的CPU,仅仅只有手指甲的大小,上面却印了无数的电路图。有人曾经打过这样一个比方,就 好像在头发丝上雕刻清明上河图 ,甚至比这个的难度还要大。我国为了发展光刻机技术,曾经远赴德国观摩别人的研究,却被告知," 即使把全套图纸给了你们,你们也做不出来 "。
光刻机
这并不是瞧不起我们的意思,而是说 生产光刻机对技术要求极高 。就算是一台低端的光刻机,它也是由 几万个精密零件 和 数百个高精度传感器构成的机器 ,最重要的是它的误差几乎为零,仅有 头发丝的万分之一 。
一台高端的光刻机往往是数十个国家的智慧结晶,每一个部件都是由一个国家顶尖技术打造,因此光刻机也被称为 现代光学工业之花 。
光刻机是如何生产芯片的呢?首先,我们要准备晶圆。晶圆是圆柱状的单晶硅,经过打磨、抛光后切片形成的硅晶圆片。 晶圆尺寸越小,生产出的芯片尺寸越小 。
晶圆
然后,我们就要利用光刻机依据模板 去掉晶圆表面的保护膜 。由于模板的不同,光刻机去掉晶圆保护膜的方法也不同:一种是当模板和晶圆大小一致时,模板不同,光刻机去除晶圆表面的保护膜;另一种是 模板 和所制作的 集成电路大小一致,模板移动 。
由于后者的精度更高,更加迎合了市场的需求,因此第二种加工方式逐渐成为了主流。最后,我们只需要将去掉部分保护膜的晶圆 泡在有着腐蚀力的水中 ,将没有保护膜的部分腐蚀掉 形成电路 即可拿出。拿出芯片后,用净水冲洗干净表面,一片芯片就被生产出来了。可以说,在芯片的生产过程中,如果没有光刻机就没有芯片。
加工晶圆
那么俄国是怎样突破没有光刻机的困境,拥有不怕美国卡脖子的勇气呢? 俄罗斯如何克服没有光刻机的影响?
第一,虽然俄国的芯片有90%以上都要依靠进口,但也由于这个原因俄国在芯片销售链上处于一个 终端消费者 的位置。只需要花钱去买这些芯片,作为买家而不是卖家的俄罗斯自然不需要担心光刻机的影响。
除此之外,该担心的是对其发动制裁的美国,因为俄罗斯是美国芯片的忠实买家,很大一部分的芯片都是买自美国。而就算美国停止向俄罗斯提供芯片,面对俄罗斯国内如此 庞大的芯片市场 ,很难有人会不动心,因此,作为买家的俄罗斯只要坐地等待卖家芯片的售卖就好了。
俄罗斯:已经送给美国太多钱了
第二,美国有美国的芯片优势,俄罗斯也在研究小型电子管方面也有了新的发现——激晶体振荡器。俄罗斯科研人员通过思考本国的优势领域—— 模拟电路技术 ,进行了一系列的研究,最终发现了解决方案,即 用激晶体振荡器来代替军用芯片 ,缓解了美国芯片制裁的威力。
而这项研究成果也应用在了实际上,俄罗斯 S-400防空导弹系统 就是用的这项研究成果,在没有芯片的情况下,依旧展现出了这项防空导弹系统的威力。
S-400防空导弹系统的作战能力很强,具有远、中、近程和高、中、低空防御作战能力。针对于美国" 战斧"巡航导弹 ,这套系统可以通过将阵地防御、机动防御组合在一起来极好的拦截"战斧"导弹。它不仅可以 提高防御能力 ,而且还非常的 经济适用 ,与此同时,它被认为是当今世界上所有防空导弹系统中最优秀的那个。
战斧导弹
不仅于此,俄罗斯还掌握着众多强悍的核武器,包括核潜艇、核弹、轰炸机等等,其中掌握在俄罗斯手中的 核潜艇和轰炸机的数量非常庞大 ,严重 制约 着美国最引以为豪的军事武器—— 航母 。
而最近俄罗斯在超高音速导弹上的成功更进一步地加强了其强大的军事实力,美国在研究超高音速导弹上的失败,也证明了俄罗斯在军事方面的 不可超越 。这也是美国不敢轻举妄动的原因之一。
第三,即使没有先进的光刻机导致了俄罗斯在芯片行业上的落后,但在 整体电子 方面,俄罗斯并不逊色于美国。他们研究并在本国装备的 摩尔曼斯克-BN电子战系统 ,就属于非常罕见战略级别的电子战系统,同美国研究的半导体相比,其不受核辐射的影响更加稳定,同时。这个系统的 干扰范围足足有5000千米 ,打破信息供应链自然不在话下。
摩尔曼斯克电子战系统作业舱
第四,俄罗斯实际上是抱着一种"破罐子破摔"的心态,来应对没有光刻机的情况的。因为在俄罗斯前身芯片发展 前期失利 的情况下,又受到了许多来自西方国家的 打压 ,导致俄罗斯的芯片行业几乎已经是废了。俄罗斯就放弃了这个行业,破釜沉舟式地专心研究电子管方面,通过在电子管方面的创新作为对策来解决没有光刻机的困局。
既然芯片如此重要,那么 我们在这个方面又做到了哪一步了 ? 中国芯
2017年,我国使用国产芯片"申威 26010"众核处理器的超级计算机 "神威·太湖之光" 获世界超算领域的三连冠,这仅是我国芯片技术的一个小小缩影。除此之外,华为海思的麒麟处理器也早已跻身于世界顶级手机芯片之中。上海微电子也发布了一个好消息:突破重重封锁,研发出了 22纳米 的光刻机。
中国光刻机
但就目前来说,相比于美国、荷兰、日本等国,我国在芯片这方面的技术仍不成熟,主要还是依赖大量进口。
实际上在八十年代之前,我国的半导体技术还是较为领先的,但由于国外企业放开了对华贸易,导致自八十年代开始, "造不如买"的思想异常流行 ,刘少奇甚至提出"造船不如买船,买船不如租船"。虽然这句话后来 被严重批评 ,但在那个年代,我国半导体行业开始停滞不前,直到九十年代我们才意识到创新的重要性,开始继续追逐国际先进水平。
国际上最先进水平即将要实现 量产5纳米 的目标,而我国现在只能完成22纳米的光刻技术。因此,我们需要在这短暂的时间里, 寻求技术突破 ,更快地追赶上国际水平,早日实现 自主研发高端芯片 的梦想。
中国芯片血勇突围战 自主研发芯片的重要性
芯片充满了我们的日常生活,冰箱、电视、手机、电脑等家具内部都有着芯片的存在。但放眼 整个芯片市场都没有中国的身影 。随着芯片研究的越来越深入,我们越来越认识到芯片的意义。
它不仅标志着一个国家的科技发达程度,而且对于一个国家的国际地位也起着一定的决定作用。一个国家是否有着自主研发芯片的能力、研制的芯片是否处于领先水平都关系着国家的话语权,而一个国家有了足够的话语权才在国际上有了 存在感 ,才会得到 其他国家的尊重和重视 。
"中国芯"
同时,研发芯片也是一项高新技术。"技多不压身",对于每个国家来说,都希望自己掌握的技术越高深越好。 结语
虽然如今的俄罗斯由于 军事实力的强悍和在电子管方面的创新发现 ,而有着不惧怕美国卡脖子的底气,但一些军事专家仍认为俄罗斯也应发展光刻技术,来保证自己真的不会陷入被卡脖子的窘境。
无论是俄罗斯还是中国,我们都以发展壮大自己本身为主要目的并不断变强,如此一来我们才能真的不惧怕那些潜在的威胁。
做顶流、走花路
随着我国在研发芯片以及光刻技术上, 不断地有着好消息的传来 ,相信随着未来我们在技术上的不断突破,我们一定不会再受到外来因素的制约,我们的国产芯片也会在我们的努力下快速发展成为 世界顶流 。但在这个期望实现之前,我们仍要做出极大的努力。
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