中芯遭遇“单点故障”

土味财经 2020-10-05 21:38

编者按:本文为专栏作者土味财经授权创业邦发表,版权归原作者所有。

10月4日晚间,中芯国际回应,表示已经知悉美国商务部工业与安全局 (BIS)确实已经根据美国出口管制条例 EAR744.21(b)向部分供应商发出的信函,信函内容显示,对于向中芯国际出口的部分美国设备、配件及原物料会受到美国出口管制规定的进一步限制,须事前申请出口许可证后,才能向中芯国际继续供货。

早在9月下旬,路透社和《金融时报》接连报道,内容涉及转发一份疑似由美国商务部工业与安全局(Bureau of Industry and Security)签发的文件,根据该文件内容显示,针对中芯国际及其子公司和合资公司出口的某些产品,将受到出口管制,但当时中芯曾公告称不知情。

消息确认,也是一种石头落地。

据我所知,美国对于中芯国际的出口管制并不是现在才开始的。

中芯国际向荷兰ASML公司订购的EUV 7nm最高端光刻机,在长达两年时间内,由于美国的阻挠,无法交货,在可以预见的将来,交货期也仍然遥遥无期,而目前拥有这款7nm设备的,只有Intel、三星和台积电。

其实中芯国际自成立以来,被瓦森纳协定所困,一直无法买到最先进的制造设备,于是在2011年被迫与比利时微电子研究中心(IMEC)合作,采用了曲线救国的方式,即:

IMEC先从ASML应用材料买设备,用完5年后符合瓦森纳协议要求就可以转卖给中芯国际,这就是中芯国际落后的根本原因——根本买不到新设备。

英特尔、三星、台积电2015年能买到ASML10nm的光刻机,而大陆的中芯国际,2015年只能买到ASML2010年生产的32nm的光刻机。5年时间对半导体来说,已经足够让市场更新换代3次了。

此前奥巴马当政的时候,中芯国际、华虹集团等半国内导体公司进口的很多设备都需要取得出口许可证,但经过双方的交流和沟通,设备也都购买回来了。现在我国最先进的工艺也推进到了14纳米,也已经实现了量产。只是现在美国国内对华鹰派占据了主导地位,所以他们将遏制中国放到了首要位置,华为和中芯国际就成为了首要目标。

芯片制造的核心设备,目前还无法绕过,特别是ASML的EUV光刻机,已经成为中芯国际的一个“单点故障”

单点故障(英语:single point of failure,缩写SPOF)是指系统中一点失效,就会让整个系统无法运作的部件,换句话说,单点故障即会整体故障。

ASML之于中芯国际,与台积电之于华为,相似之处是都构成了“单点故障”。华为离开了台积电的7nm工艺,就无法落地制造海思的芯片,中芯国际离开了ASML最新的EUV光刻机,就无法落地自己的7nm先进工艺。美国掐住了这两家公司的脖子,就相当于掐住了中国半导体向上的唯一通道。

美国对于中国半导体产业的精准打击,是经过了严密的策略咨询的,据说是请了顶级智库公司波士顿咨询做了详细的研究报告和方案推演,所以美国对于中国目前的弱点非常清楚。

美国人当然也算到了,我们可能会不计一切成本,加快投入追赶半导体技术,这就进入了当年美国用“星球大战计划”给苏联下的圈套里,美国可以用军备竞赛拖垮对手的经济。

那么,如何绕过“中国芯”的单点故障?

在新能源、高铁和面板技术赶超的经验下,在半导体技术上我们有没有可能弯道超车?

看看新能源汽车的例子,早在1992年,钱学森给当时的国务院副总理邹家华写了一封信。

信中钱老表达了几个观点:

1、我国可以从1992年开始从汽油柴油阶段,直接进入新能源电池阶段;

2、预测2020年我国汽车产量将达1000万辆;

3、当时氢镍电池一次充电250-300公里,具备一定实用性;

4、哈工大的教授已经正在研发新型电池技术;

事实上,2019年我国汽车销量超过了2500万,已经超出了钱老的预测,说明我们的前进速度超出了预期。钱老说我们汽车产业应该直接跨越汽油柴油阶段,直接进入电池新能源新时代,现在我们的电池技术确实已经在世界同步的最高水平。

前几年的新能源汽车政策虽然饱受诟病,但是路径是清晰的,就是要跳过燃油车的技术障碍,直接跳到电动汽车领域与欧美对决,这样就大大节省了在燃油车领域的低效技术追赶投资。

还有我国在氢弹领域的弯道超车也很典型。

美苏两国首先研制出氢弹,我国后来才开始研制氢弹,但是中国研发氢弹只历时了2年多的时间便实验成功,是世界上用时最少也是历经试验次数最少的,当时震惊了世界。

我国并没有去复制美苏氢弹的技术,由于我国科学家于敏发明了“于敏结构”,采用了更新型更好的创新模式,使得中国制造的氢弹稳定性比其他的氢弹高出很多,以至于此氢弹可以存放较长的时间用于备战,在这一点上,当时没有任何一个国家能做到。

目前我国半导体产业中,芯片设计水平与国际基本相当,封装技术水平约有4-5年差距,制造工艺差距在3年半左右。这跟当年我国建国刚起步时与发达国家在某些领域的差距要小多了。

只要国家有决心,有耐心,愿意花五到十年的时间,半导体领域弯道超车的目标是可以实现的。

从光刻机的角度来看,ASML的EUV光刻机最多能够支撑到5nm的工艺,而对于3nm乃至更先进的工艺来说,ASML已经完成了High NA EUV的设计工作。

我们与其去苦苦追赶7nm的EUV技术,不如提早布局,同步进击High NA EUV领域,这样可以加快追赶的速度。

而晶体管超过5nm之后,晶体管Cell的模式可能将是各种形状的FET,比如Nanosheet和Nanowire等的GAAFET,目前主流的FinFET工艺可能将会被淘汰。

如果以十年期为目标,还有一个方向是:尽早采用碳纳米管,在半导体核心摆脱硅,这将是真正的弯道超车战略,将缩短进入1nm以下微观世界的时间。

半导体的竞争远远不只是光刻机的竞争,还有材料、设计工具(EDA)、化学蚀刻、光学/量子技术、设计人才等各个方面的竞争。在我们面前,至少技术发展路径是清晰的,目前还不存在误入歧途的风险。

无论是中芯国际和华为,现阶段的损失对于中国来说只是眼前一城一镇的得失,能否在长跑中取得最终的胜利,才是最重要的。

本文为专栏作者授权创业邦发表,版权归原作者所有。文章系作者个人观点,不代表创业邦立场,转载请联系原作者。如有任何疑问,请联系editor@cyzone.cn。

热文榜 TOP

查看更多
  • APP
  • 公众号
  • 微博
  • 知乎
中国创业者的信息平台和服务平台,帮助中国创业者实现创业梦想
创业邦公众号,带你随时了解与创业有关的人、事、钱
邦哥自留地,轻松充电,秒知圈内事
创业邦知乎机构号,带你以另一种方式了解世界