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美国制裁华为,光刻机是命门?

老one 来源:激光制造网2020-06-15 我要评论(0 )   

这是一场不能输的战争!在过去的9个多月里,美国对华为步步进逼,制裁手段不断翻新升级。5月15日,美国商务部再宣布新规,要求厂商将使用了美国的技术或设计的半导体芯...

这是一场不能输的战争!



在过去的9个多月里,美国对华为步步进逼,制裁手段不断翻新升级。5月15日,美国商务部再宣布新规,要求厂商将使用了美国的技术或设计的半导体芯片出口给华为时,必须得到美国政府的出口许可证,外国厂商也不例外。

“芯片断供”无疑让华为陷入困境,但华为立马回敬美国一张千疮百孔的飞机图,称“没有伤痕累累,哪来皮糙肉厚,英雄自古多磨难”。


人间正道是沧桑,尽管华为意志坚强,但困难摆在眼前——制造芯片的光刻机,全世界仅荷兰ASML、日本Canon和Nikon、中国的上海微电子装备公司等四家可以制造,市场基本上由ASML垄断,它们最先进的EUV光刻机是7nm,5nm很快实现量产,而上海微电子装备公司与前三者差距巨大,目前只能提供90纳米的光刻技术。没有高端光刻机,华为海思耗费十数载、数千亿元设计研发的一系列高端芯片(华为麒麟980、麒麟810系列芯片等高端旗舰级别芯片采用的是7nm制造工艺)就制造不出来。

这一次,美国真的掐住了华为的命门?!

01
美国为什么要制裁华为?

美国为什么要以一国之力绞杀中国一家民营企业?

对此,国防大学教授金一南曾一语道破玄机:美国为什么会收拾华为,而不会收拾腾讯、阿里巴巴?因为腾讯与阿里巴巴是在美国基础架构之上的上层应用,美国基础架构一撤就全塌了。而华为在搞基础架构,这不行!美国人说5G真正的潜力是它对未来战争网络的影响。5G是1840年以来,中国第一次在技术领域获得一项领先,西方技术城墙,被华为公司撕开了一道巨大的缺口。

美国将华为视为一个巨大的威胁原因在于:一、华为不是上市公司,美国无法通过资本手段掌控华为;二、华为自主设计芯片、自己研发系统,走独立自主技术创新之路,始终在未雨绸缪地强化自己的核心技术,努力降低外国技术的比重,甚至要在5G时代重新制定标准!

如果让华为5G格局顺利铺开,那么美国和美国科技公司长期建立的技术霸权将面临瓦解。在美国看来,华为这无疑是拿着刀子从美国的财富版图里大块大块切肉,那美国又怎么会坐以待毙?

华为在全球范围内已经拿下了90+个5G订单,华为海思自研的麒麟/天罡芯片直逼高通骁龙和苹果A系列,高端旗舰机直指苹果,在美国这次制裁之前海内外销售份额连年上涨……

华为在全世界攻城拨寨,不断扩大自己的商业版图,如果它是一家加工代工的工厂倒也罢了,可它偏偏有着极其强大的研发能力和技术换代能力,常年不吝于在研发方面的投入。如果让华为活下去,以它的技术储备,极有可能在未来爆发式成长,并“带飞”整个中国的技术水平。到时就不仅仅是华为一家民营企业,中国一大批高科技自研企业随之崛起、壮大。而逐渐空心化的美国担心,随着中国技术力量的崛起,他们将逐渐丧失对最尖端科技的把控权。而这,才是让美国全力围堵华为的根本原因。

美国去年的制裁手段是“华为不能使用美国本土企业的技术”,当时华为祭出“备胎计划”,让美国大吃一惊,慌乱之余更认为制裁华为刻不容缓。所以美国此次升级制裁手段,更为心狠手辣,直接限制台积电等重要供应商继续向华为供应芯片,对华为“卡脖子”。华为想渡过这一难关绝非易事。但再难,也得挺住,如果华为倒下,以后中国所有高科技企业,都将难以找到生存的夹缝。

02
国内芯片产业痛点——光刻机是个什么玩意?

我们都知道华为的芯片大多由台积电代工,但是台积电的芯片生产机器——光刻机——产权和美国有着莫大的关系,即是说台积电很有可能迫于美国的压力断供华为芯片,而华为来自日本的芯片也极可能与美国有所关联。

有人就问了,光刻机是个什么玩意?为什么它这么重要我们不能自己造?

《中科院之声》一篇文章曾如此介绍光刻机:后工业时代包括现在的工业3.0、工业4.0,都以芯片为基础,光刻机作为制造芯片的工具,就相当于工业时代的机床,前工业时代的人手。

据了解,自集成电路诞生之后,单个芯片上集成的元件数量不断增多,随着技术的进步,成千上万的元器件和导线经过一系列工艺被“雕刻”在硅片上,完成这些“雕刻”步骤的工具就是半导体设备,其中最重要的就是光刻机。

光刻机是芯片制造的核心设备,在加工芯片的过程中,光刻机通过一系列的光源能量以及形状控制手段,将光束透射过画着线路图的掩模,经物镜补偿各种光学误差,将线路图层比例缩小后映射到硅片上,然后使用化学方法显影,得到刻在硅片上的电路图。简单地说就是在极小的晶圆上画电路,刻画的电路越多,计算能力就越强,现代芯片性能的不断提升,根源就在于芯片光刻技术的不断进步。现在最先进的EUV光刻机的“雕刻精度”已达7nm,精度相当于一根头发的万分之一。要达到这样的雕刻精度,在雕刻的过程中,晶圆需要被快速移动,每次移动10厘米,但误差必须被控制在纳米级别。为了达到这种精度效果,目前世界上最先进的光刻机上有超过10万个零件,要知道,汽车上的零部件也不过5000个。光刻机被誉为“世界半导体工业皇冠上的明珠,是当今人类现代工业文明和智慧的结晶”丝毫不为过。

荷兰的ASML是当今世界光刻机市场上的绝对霸主,市占率超过70%。Canon和Nikon的市场份额还不断被挤压,尤其是在主流的逻辑芯片加工领域,Canon和Nikon完全无力和ASML竞争,7nm以下制程的光刻机只有ASML能制造。


真正奠定ASML霸主地位的是13.5nm波长EUV(极紫外光)光刻机的研发,由于其技术难度高,可谓是欧洲和美国的最先进技术的集大成者,2019年,全球数家巨头合资历时20年研发的EUV光刻机终于应用于产线,它的诞生将大幅缩减 7nm和5nm制程的工艺步骤。每台售价超过1亿美元。

光刻机制造难度之大,研发耗时、耗资之巨,可想而知。最令人望而兴叹的是,在制造光刻机这件事上,不存在弯道超车的可能。

03
国产光刻机现在是什么水平?

中国的芯片制造是中国科技界心中永远的伤痛。

虽然现在我们可以独立制造出中低端的芯片,但对于高端芯片仍然无能为力,就因为我们没有制造高端芯片的光刻机!

有人断言,EUV光刻机太先进了,如果我国未来5年可以买到,就能够保证至少10年的半导体产业发展,那中国将会成为难以压制的对手。然而,无奈的是,中芯国际多次向ASML提出购买光刻机设备,却因为美国的阻挠等种种原因,ASML久久未能交货。

按照用途,光刻机可分为生产芯片的光刻机、用于封装的光刻机、用于LED制造领域的投影光刻机这三种。其中用于生产芯片的光刻机是中国在半导体设备制造上最大的短板,国内晶圆厂所需的高端光刻机完全依赖进口。国内在这一领域差距太大,要想在短期内实现国产替代并不现实。

那国产的光刻机目前达到什么水平了?

目前,中国最牛的光刻机生产商是上海微电子装备公司(SMEE),它可以做到的最精密的加工制程是90nm,这就好比2020年的电脑还在使用2004年最新款的intel奔腾四处理器,也即是说,中国光刻机与荷兰光刻机之间有着至少15年的差距……

据媒体报道,上海微电子装备公司新一代的28nm浸没式光刻机预计今年可以完成,但即使顺利也得明年才能导入产线试产。


此前,我国在重大专项计划中提出,2020年要实现22nm制程光刻机的突破,但目前还没有成功的消息。即便实现这一突破,距离最先进的7nm以下的EUV光刻机仍然遥远。

但好消息是,由于该技术进步空间非常有限,随着制程的不断缩小,继续压缩制程的难度越来越大,留给我们还有相对充足的追赶时间。

只是我国在自主研发制造光刻机这件事上,因为美国的技术封锁,需要拿出单挑全世界的大气魄,跟整个西方科技界死磕到底!

04
美国制裁华为,加快我国“去美化”进程

至暗时刻,没有撤退可言!

既然技术封锁已成既成事实,不管被动还是主动,我们都得接受这一挑战。

乐观地想,在一个大国角力的时代,被对手在乎,本身就是我们实力的最好印证。越是让对手抓狂,就越是说明我们走在正确的路上!

其实美国打压华为表面看似“凶残”,但制裁终究是“伤敌三千,自损八百”的举措。华为作为全球性的科技企业,跟多家美国企业有着千丝万缕的联系,华为用不了美国的技术,美国的企业也就少了华为这一大客户,比如美国的高通,华为是它在国内最大的客户,高通一年的年营业收入可以达到250亿美元,而其中有10%来源于华为。而现在高通直接失去了华为这个大客户,这其实是美国的损失。

同时,美国对华为的打压,也给全球的企业敲响了警钟。很多国家开始意识到,使用美国的技术或者设备已变得不再安全!想要彻底的安全,唯有向华为学习,努力加快“去美化”的进程。

过度依赖美国科技企业的技术,在未来的科技竞争当中只会变得被动。中国当然不甘心只充当“世界工厂”的角色,美国的制裁也许是推动“中国制造”向“中国创造”转变的动力与契机。

求人不如求己。根据相关消息,目前,我国的高新科技企业都在想尽办法“去美化”。华为海思日前宣布了一项”应对措施“:面向全球招募天才少年,将为天才少年们提供世界级挑战性课题、大牛导师、全球化视野、平台和资源,还有5+倍的薪酬。其中,挑战课题涉及计算机体系结构类、芯片类、算法类、半导体工艺类、材料应用类、软件架构类等。

毫无疑问,华为在未来依然面临着更多的挑战,但在逆境中奋力向上的民族企业毫无疑问将变得更加坚韧。“中国制造”到“中国智造”的道路也不会一帆风顺,但我坚信我国会出现越来越多像华为这样伟大的公司。

国内一批半导体公司和芯片公司也在迅速成长,但光刻机的突破需要整个国家群策群力,整体统筹布局,现在,国内众多行业的科技工作者正在为这一目标辛勤努力着,相信半导体生产设备国产化终将到来。杀不死我的,终将使我更强大。

回头看,崎岖坎坷;向前看,永不言弃!

(文稿:本站编辑 老王)


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光刻机芯片断供

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