可能大家的目光被台积电和ASML(阿斯麦)吸引住了,以为芯片不用5nm工艺制程制造,都不好意思说自己是芯片,没有极紫外(EUV)光刻机,都不能说自己是芯片制造大厂申威1600。
90nm国产光刻机是目前我国最先进的光刻机,属于国家重大科技攻关项目。
但是,5nm工艺和极紫外光刻机都是高端货好吗,换句话说,全球也就是苹果、华为、高通等一只手都能数得出来的厂家在玩,即使这些土豪金厂家,也不是所有的芯片都用5nm工艺+极紫外光刻机的超豪华套餐,仅仅A14、麒麟1000、骁龙875等未来旗舰芯片在享用,至于中端的麒麟8系列、骁龙7系列,用的是低一个档次的工艺制程7nm。
这么说吧,全球最先进的光刻机和最酷毙的制程工艺,基本都用来伺候个位数的手机SoC芯片了,牛掰如英特尔,目前最先进的芯片制程工艺也就是10nm(相当于台积电深紫外{DUV}光刻机下的7nm工艺)。即使在台积电这里,代工的大部分芯片看起来也是很“低端”的。
根据台积电2019财年第四季度报告,7nm在出货量中占比35%,10nm、16nm及以下工艺占出货量比例达到65%。
这是全球最先进晶圆代工厂的业务数据,到老五中芯国际这里,同样是2019财年第四季度,28nm及以下工艺占比达到99%,90nm及以下工艺占比达到46.8%,而且150nm及以下工艺比例达到39.1%。
连中芯国际这种能在全球排上号的晶圆代工厂,90nm及以下工艺比例接近四成,全国几百家冒不出头的芯片制造厂,90nm工艺妥妥的就是最先进的制造技术了。
也就是说,目前芯片制造的主流工艺其实也就是28nm到90nm,也是比较赚钱的技术段位(7nm及以上是最赚钱的)。如果将芯片制程工艺比作金字塔,塔尖是10nm及以上工艺,14nm及90nm就是塔腰,90nm以下就是塔基。
说到这里,国产90nm光刻机的战略意义就展现出来了。虽然它是低端光刻机,但打破西方技术封锁,可以保证绝大多数国产芯片制造厂不被“卡脖子”,国产的wifi芯片、蓝牙芯片、电源管理芯片、显示芯片、单片机、低容量存储芯片等大量低端芯片,可以说没有了后顾之忧,保证了国民经济的稳定运行(想想家电产品、汽车产品上的单片机,电视的机顶盒芯片,如果不能稳定国产,一卡一嗝屁是多么可怕的事)。
正因为如此,国产90nm光刻机的价值怎么说都不过分。
中国十五年能完成探月工程,那十五年能否完成高端芯片的研发?
文/小伊评科技
我一直都在给大家说一个知识点或者说是误区——国家层面主导的科技项目和民用领域完全是两码事。民用芯片这方面还真急不来,可不是有钱就能砸的出来的。
但凡有车的应该都知道,我们国家国产轿车的发动机技术一直不如日本,这是一个公认的事实。但是如果我们把目光聚焦在Jun用尤其是坦克使用的发动机上你就会发现,我们中国的发动机技术其实是吊打日本的。
日本最新坦克10式坦克上所用的10ZG型号的柴油发动机简直就是业界的奇葩,故障率高,体积还大和我们中国的99式坦克上的发动机完全不能比。在航空发动机领域也是一样的,目前日本最新最强的航空发动机F7-10推力仅为6.1吨,而且还出现过诸多事故,可靠性存疑,而我们国家的WS15基本上已经可以达到18吨了。
大家可以看到如果把两个国家顶级的发动机技术拿来比较的话,我们国家已经超越了日本,那么你能说我们国家的发动机技术就超越了日本了么?说出来可能自己都不信。
再举一个芯片的例子吧,我们国家最新一代的超级计算机神威·太湖之光超级计算机,其搭载的就是来自具备完全自主知识产权的申威SW26010处理器,这颗处理器的架构设计非常先进,一枚芯片有四颗核心,每一颗核心都拥有一个独立的8GBLPDDR3 2133Mhz的内存作为缓存,这款芯片性能强大么?确实很强大,相比于同级别的Intel芯片虽然不能说超越但是起码也算是打了个有来有回,而且走出了自己的一条路,大家可以去查一下资料,在一些Jun用领域我们的芯片无求与人,而且已经是国际上顶尖的水准。然而,你能说国内的半导体产业可以和美国媲美么?当然是不能的。
与之类似的案例还有很多,但是他们都有一个共同的特点——都不是民用科技领域。
就拿申威SW26010这颗芯片来说,这款处理器的性能确实很牛逼,但是它所使用的指令集是Mips指令集(目前已经开源),采用该指令集所生产出来的芯片既不能用在运行在X86的系统上(譬如最常见的Windows操作系统)也不能运行在和ARM指令集深度绑定的安卓系统上,其只能运行在与之匹配的,深度定制的系统上,而围绕这款系统的应用体系也都是定制的。
那么大家想一想,这样一款定制芯片就算是拿出来直接民用化你觉得会有人用么?根本不会有人用。因为目前芯片产业已经成为了一个具备高度排他性的围城,以英特尔和AMD主导的X86指令集和微软的Windos系统深度绑定,垄断了PC领域;围绕ARM指令集所构建的移动智能设备体系同样也被ARM公司所垄断。
那么在这个基础上,我们国家民用芯片的发展就举步维艰。以华为为例,华为设计的麒麟系列处理器就是基于ARM指令集下的产物,一旦ARM断供指令集的授权,那么麒麟芯片就将面临灭顶之灾,这就是现实,可以这么说,任何一家国内IC企业一旦拥有可以媲美美国IC企业的实力,都会面临被美国的制裁,而且一制裁就一个准,没有解决方案。
简单总结一下就是,目前民用芯片的主导权实际上已经被西方尤其是美国所霸占,不管是从芯片的设计软件,芯片的指令集知识产权还是到芯片的生产环节其实都已经被美国所垄断,在目前这个全球产业一体化的当下想要跳开美国发展民用芯片技术几乎是不可能的,这和投入多少钱,多少人是没有必然的联系的,我们国家在90年代和21世纪初也曾经大幅度的下发各种政策扶持半导体企业,可算是出钱出力,然而结果呢?
另外呢,还有一个因素也必须要说明白,那就是芯片行业的投入产出比实在是太低了,一个手机企业如果要研发芯片,那么研发投入可能就是数以百亿计,但是这些投入不一定能真正的为这个公司产生实际的收益,或者说前途其实是不明朗的,任何一家公司对于这样的投入都会慎之又慎。就如同小米研发澎湃芯片一样,最后不也直言研发芯片比预想中难得多么?研发芯片不如买芯片省事好用,这就是横在中国芯片产业发展之路上的一条天堑。
那么我们应该怎么办?不要幻想短期弯道超车关于芯片行业的发展其实更应该聚焦在下一代芯片技术的研发方面,因为目前硅基芯片的工艺眼看就要到极限了(1nm工艺就是物理极限),那么未来芯片行业重新洗牌的机会其实就在这。所以我们国家更应该把目光放长远,把功夫下的更深一些,而不是浮于表面幻想什么弯道超车,这是不现实的。
而且这也是有据可循的,20年前RISC精简指令集尚未发扬光大的时候,谁能预想到在移动互联网时代,凭借智能手机的出现ARM的指令集竟然已经具备挑战甚至取代X86指令集的实力呢?然而也正是因为ARM公司不断的坚持下,ARM指令集才拥有了如此的高度。
还是那句话,机会都是给有准备的人准备的。
end 希望可以帮到你