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司马平邦:光刻机反围剿:实在不行大家一起回到286!

2021-07-09 10:45:49  来源: 红歌会网   作者:司马平邦
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  欢迎收看本期节目,也欢迎大家点击、关注我的微信公众号,以及油管账号:“司马平邦说”。2020年,全球智能手机出货量为12.4亿部,出货量前六的品牌中,中国品牌包揽了第3-6名,仅落后于三星和苹果。这个排名还是排名第三的华为,被该死的特朗普政府和老不死的拜登政府连续打击之下的结果。这血海深仇早晚要报。

  说到华为被美国打压,最重要和最有效的,就是美国动用各种力量和手段使华为无法从第三方厂商获得芯片。华为作为一家高科技公司,具有设计高性能芯片的能力,但却并不具备批量生产芯片的能力。在全球整个芯片制造行业,可以设计芯片的公司有不少,但真正有能力生产芯片——尤其是生产最顶级芯片的公司,就只有数得过来的那么几家。

芯片的生产离不开光刻机

  为什么生产顶级芯片这么复杂呢?这就要说到芯片生产离不开的仪器——光刻机了。

  说的直白一点,生产芯片就是在一块金属上制造出一条一条的电路,但大规模集成电路芯片的体积很小,不可能人力设置导线,就需要用机器来制造。具体来说,就是在金属上涂抹一种特殊的光刻胶,这种光刻胶可以被光线所腐蚀,但不会和别的化学物质发生反应,而金属也不会与光线发生反应,但却会被化学物质腐蚀,于是,在金属表面覆盖上一层光刻胶,然后通过一定形状的光线去照射,那些被光线照射到的光刻胶就消失了,然后再用化学物质腐蚀,于是一块大规模集成电路就这样完成了。

  这个过程最主要是两块,一个是光刻胶,这方面虽然咱们中国还处于落后地位,但毕竟只是一个单一东西,好说,但另一个复杂的,用来照射光的光刻机则要复杂的多得多。

上海微电子的28nm光刻机

  目前为止,全球有不少厂家都生产光刻机,中国也生产。最新消息是,上海微电子已经成功研制出新一代28nm的光刻机,最快将在2021年年底正式下线商用。换句话就是说,中国将实现28nm芯片的国产,缓解如今全球紧缺的汽车芯片的不足。

  但是,我们必须要说一句但是,但是,如今真正的高端芯片是5nm级的,甚至是3nm级的,而能生产这种级别芯片的光刻机,全世界只有荷兰的阿斯麦尔(ASML)公司,别无分号。可以说,每一台ASML制造的5nm光刻机都是人类最高工业智慧的结晶,拥有超过10万个零件,供应链遍布全球,比如,化学药剂来自日本,反射镜来自德国,核心光源发生硬件来自美国。而一台5nm级光刻机价格超过1.5亿美元;运送一台阿斯麦尔5nm光刻机需要使用40个集装箱、20辆卡车和3架波音747飞机,真够夸张的。而凭借全球这唯一高端光刻机的优势,ASML公司的市值就高达2850亿美元,是中国石油的3倍还多。

  这话听着虽令人晕厥,但句句都是真的。

  可以说,光刻机是生产高端芯片的最大瓶颈,我们中国在这个领域被美国人掐住了脖子。其实从一开始,美国就不允许ASML公司将最先进的光刻机销售给中国大陆,只有台湾的台积电、韩国的三星可以凭借其股东身份获得。更加严厉的限制从2019年开始,当时美国为了围剿华为,利用给ASML光刻机提供部件的权力,禁止向中国销售光刻机,甚至不允许任何企业和个人利用美国技术为华为提供服务。ASML光刻机中拥有美国企业开发的光源发生硬件,所以拥有5nm光刻机的台积电也无法再为华为生产芯片,导致华为出现了芯片危机。

  啥叫一分钱难倒英雄汉,这就叫。

  当然,美国鬼子此举让我们彻底明白了芯片被卡脖子的危害,毕竟高端芯片不仅仅用在手机、电脑等消费级电子产品制造上,更要用在火箭、导弹、雷达、卫星、超级计算机等战略装备上,外购芯片,先不说人家卖不卖给你,就说里边可能存在的系统后门,就让人不寒而栗。我们在去年的文章《“再给中国5年”的逻辑原点在哪儿?》中和大家介绍过,中国科学院院长白春礼明确表态,将全力研发光刻机,“把美国卡脖子的清单变成中科院科研任务清单”。

  最近一段时间还有一些好消息,跟大家分享:

  2021年6月28日上午,国内首台高能同步辐射光源科研设备正式安装,同日,中科科美研制的直线式劳埃透镜镀膜装置及纳米聚焦镜镀膜装置正式投入使用,这种镜镀膜装置可满足大多数物理镜头对膜层制备的工艺需求,其中就包括EUV光刻机当中的光镜头。而高能同步辐射光源是全球亮度最高的第四代同步辐射光源之一,可满足大多数航天以及半导体行业对于光源制程的需求,其中包括芯片制程。

  还有,最新消息,中国芯片冰刻系统取得进展,微米级冰刻已经具备生产能力。冰刻技术是与光刻技术不同的一种芯片制造工艺,光刻技术需要将光刻胶均匀的涂抹在金属表面,最后用药剂洗掉,如果清洗不干净则会影响芯片的良品率。而冰刻技术的原理是通过水雾覆盖包裹芯片,在零下140度超低温下凝结后直接用电子束进行雕刻,雕刻完毕后再使用电子束照射薄冰层,将其直接气化,免去了光刻的清洗过程。

8英寸石墨烯单晶圆

  不仅如此,2020年10月,中科院上海微系统所正式宣布,已经成功研制出8英寸石墨烯单晶圆,这种8英寸石墨烯单晶圆无论是在尺寸还是在质量上均国际领先,至少领先美国5年,可能是中国在芯片领域一个弯道超车的机会。当然了,如今利用硅基材料制造芯片还是业内主流,石墨烯芯片的真正商用还需要很长的路要走。

  还有一个非常重要的动作,就是中国正在推动一项旨在帮助芯片制造商克服美国制裁的关键举措,刘鹤副总理将是该项“芯片对抗”计划的主要负责人,计划包括了庞大的投资组合,涵盖贸易、金融和技术。目前已被率先用于推动发展第三代半导体芯片,并正在领导制定一系列对该技术的金融和政策支持。国家为该计划备足了1万亿美元的资金支持,是要下血本了。

  第一代半导体以Si、Ge为代表,第二代半导体以GaAs、InP为代表,而GaN和SiC则是第三代半导体材料的代表,禁带宽度大、击穿电场强度高、电子迁移率高、热导电率大、介电常数小和抗辐射能力强,有强大的功率处理能力、较高的开关频率、更高的电压驱动能力、更小的尺寸、更高的效率和更高速的散热能力。

  前途是光明的,但道路是曲折的,往往前途越光明,道路就越曲折,事情就是这么个事情,情况就是这么个情况。

  针对美国遍布全球的芯片阻击战,我们现在的对策还是要建设性的,向前走,你不给我,我就自己研发;但其实我还觉得,我们也有另一条路可走,那就是,既然你不给我,你也不让你得到,最简单的办法就是武力收复台湾,得不到台积电,就把它炸个稀巴烂;而且,中国也可以考虑对阿斯麦尔这样的世界最顶尖芯片制造商进行限制和破坏,定点打击它的供应链。你不是有10万多个零件吗?我干掉你一千、两千、一万、两万的能力应该还是有的,美国不让我们得到,我也不让你得到,你不让我造出机关枪,我就连菜刀都不让你造出来,大家一起回到286。

    【司马平邦,红歌会网专栏作者,本文原载于公众号“司马平邦说”,授权红歌会网发布】

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