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华体会体育深度解读:我国独有的一个优势让追上西方半导体技术提前15年

作者:小编 日期:2024-01-27 13:56:42 点击数:

  华体会体育深度解读:我国独有的一个优势让追上西方半导体技术提前15年大概从去年九月开始,半年来看了很多美国经济发展历史的资料,时间跨度大概是从20世纪初之后的一百年间。同时也对比了中国近代经济、科技等领域的变动和发展,尤其对比了两个国家经济发展的黄金时期,还有日本发展黄金期的政策推动、科技进步以及经济发展模式。

  看这些是想写写中美科技竞争的未来态势——我认为中美科技竞争将是很长时间内的一种常态,它的结果也非常重要,甚至决定着地球的下一个时代。

  起初我看的资料少,对于半导体竞争的局面有个稍显保守的判断——我们至少需要30年才能够在技术上完全超越西方国家。这个判断基于我国在半导体所涉及的多个工业领域的落后,以及民众对于这件事的态度过于乐观——我认为这种态度甚至会延长我们赶超的时间。

  但最近这段时间,因为想深入了解国产半导体行业的发展状况,就多了解了一些近些年的事情。了解后我觉得此前的判断确实过于保守,甚至显得有些悲观,因为我发现自己忽略了一样东西,而这是西方国家不具备的、可以加速我们科技进步的东西。

  先讲讲国内半导体行业的基本情况,我们可以把半导体核心环节简单分成四块——设计、设备、材料、制造。

  这里主要涉及的是EDA软件,也叫做电子设计自动化软件,它的作用就是在计算机上进行超大规模集成电路的电子设计(包括功能设计和物理设计)、综合、验证等功能,就相当于能使用它在电脑上制造一个“电子芯片”。EDA软件就是由众多功能模块构成的一个软件平台,功能模块越丰富,理论上来说设计工作就更高效。

  国内外技术差距体现在两个方面:第一,国外巨头开发出来的功能模块更丰富完整,国内能做的功能模块就比较少;第二,同一类型不同功能模块的设计,以及软件操作体验,国外巨头的产品都要比国产表现得更有深度,存在着技术上的代际差距。

  同时因为美国于2022年正式宣布其EDA软件对中国企业断供,短时间国内企业很难从海外获得技术上的“养分”,他们的前路会更艰难。

  这个大家了解的比较多,主要涉及六类设备:光刻机、刻蚀设备、镀膜设备、量测设备、清洗设备、离子注入设备。着重说说光刻机。

  光刻机涉及的细分领域非常多,包括系统集成、精密光学、精密运动、精密物料传输、高精度微环境控制等多项先进技术。而且一台光刻机的制造需要约八万个精密零件,而最为先进的极紫外EUV光刻机更是需要十余万精密零件,这就涉及到材料学、精密加工等领域。

  光刻机的核心是其光科技部分,包含了曝光系统、自动对准系统等等,在所有光科技相关精密部件中,光学镜头、光源、双工作台又算是“核心中的核心”。

  目前在国内产业链的帮助下,已经逐渐解决了双工作台和激光光源等相关关键部件,但现有这些大概率只能满足14nm乃至于28nm以上制程的需求,与ASML等相比,差距依然巨大。

  余下的刻蚀设备、镀膜设备、清洗设备领域,国内企业在技术差距上已经拉近到三年以内,与国外企业的差距主要体现在商业指标上,而非技术指标;在量测设备和离子注入设备上也都已经进入高端领域,在技术上的差距同样在拉近,这个差距最多应不超过五年。

  因为涉及到各个环节,所以这个领域所涉及的细分行业比较多,最主要原材料包括硅片、电子气体、掩模板、光刻胶等。

  第一个等级是技术标准能够实现全球一流水平且能实现中大批量供货的(技术成熟,完全量产),包括靶材、封装基板华体会体育、CMP抛光材料、湿电子化学品,部分封装材料等;第二个等级是达到一流水平但只能小批量供货的(技术不够完善,小批量生产),包括硅片、电子气体、化合物半导体、掩模;第三个等级是与一流技术水平存在较大差距完全无法量产的,比如说光刻胶。

  这个怎么说呢华体会体育,中芯国际虽然在技术水平和规模上跟三星、英特尔、台积电完全无法相比,但是它目前主要受困于光刻机供应问题。制程工艺之间的差距并不像大众所想象的那样小,并不是说有了EUV中芯国际就能搞出5nm芯片,但如果中芯国际能够买到EUV,那么几乎可以肯定的一点是,它从7nm推进到5nm的周期大概率比台积电这几家要快得多。

  所以晶圆代工行业的发展逻辑还是取决于光刻机的先进程度。从这个角度来讲,晶圆代工国内外的差距大概在五年左右。

  第一,上边估计的年限几乎全都低于或等于十年,但这个年限代表的是单个技术的突破,它们距离组成产业链还有至少两个阶段——技术融合阶段、商业化阶段。其中技术融合阶段指的是单个技术要达到能融合进整个设备或者产业链细分行业中去,在此之前的磨合、调整、验证及定型阶段,商业化阶段则是指满足商业化经营指标的过程。

  这两个阶段所需要的时间不一定,综合来讲,五年时间磨合成型,让芯片产线落地是一个比较合理甚至偏谨慎的日期。

  第二,对技术攻关的时间为什么普遍设定在十年以内呢?有一部分人可能会觉得过于悲观,对此我只能说,半导体产业链的建设从难度系数来看是要比的研发与攻关多出一个数量级的(甚至更多)。

  而应该也有一部分人会认为我说的这个时间过短,对此我的答案是——我们都低估了我们的制度优势,对于半导体产业链这种具备知识密集型特点的“大工程”,也许只有我们可以创造一个技术奇迹。

  从发展历史来看,西方国家的工业体系在第二次工业前就已经发展成熟,与此配套的科研、商业化运作、金融等领域也都比较活跃与完善,对制度的探讨与完善也早就已经完成。两次世界大战的发生,近乎摧毁了欧洲国家在前两次工业中所建立的工业体系,但是软实力上受损不大,这也是二战后它们得以迅速恢复实力的重要原因之一。

  自美国内战结束到今天为止的一个半世纪内,美国经历三次工业中的后两次——电气时代和电子信息时代,并成为这两次工业最大的获益者。

  美国在电气时代中后期崛起为世界第一大经济体,有内部资本主义蓬勃发展的原因,但更重要的是外部原因——随着欧洲战火的燃起,世界科技中心及金融中心逐渐从欧洲转移到北美洲,这些都帮助美国建立起一个更加健全的科技发展支撑体系。

  而二战后世界新秩序的建立,让美国建立起对人才巨大的虹吸效应,加上当时美国在科技发展方面所具备的制度优势——人才引进、激励政策,对社会晋升制度的提升……这些成为了第三次工业在美国诞生并壮大的根本所在。

  与美国相比,我国近代史长期处于战乱时期,加上封建历史时期过长,封建守旧思想过于顽固,这些就造成了我国现代制度建设起步晚,经济、科技落后,与之相配套的发展理念普遍落后的特点。

  我国真正开始进行经济、科技、金融等现代化建设,其实是从改革开放开始的,市场经济体制的出现是一个标志。

  在改革开放初期,我国的工业与科技现状与国外相比存在着非常大的差距。我们在经济、科技、金融等领域后发劣势与先进国家相比甚至可以落后半个世纪,很多领域几乎处于一穷二白的地步。

  在这个基础上,国家为了弥补这之间的巨大差距,进行了长达二十年的艰难摸索,在市场制度、教育制度、科研制度、金融制度、财政制度等多个领域进行了一场结合中国国情的现代化改革。

  这种制度上的“移风易俗”,推动了九年义务教育的实施,推动了工业强国基本国策,推动了“数理化”及理工科教育成为整个教育体系中的核心,推动了民营企业发展大潮,推动了社会资源对科研领域的大举进入……客观上说,改革开放正是在前二十年制度摸索与建设的基础上,才有了后二十年的腾飞。

  并且制度的更新依然在不断进行着,时至今日,这个庞大的制度体系已经成为我国经济发展的独特优势,它可以对社会资本资源进行宏观调控,也能通过对制度的微调释放巨大的创新动力。

  这里边例子很多,比如说鼎鼎大名的“863计划”,这个计划于1986年3月提出,经广泛论证后形成实施规划,并于1987年正式实施,共有一万余名科学家参与其中,极大拉近了在重点科技领域我国与西方国家的差距。

  在半导体领域,国家曾在90年代先后推出过“908工程”“909工程”。但第一次限于没有市场主体的参与,仅有军工单位的支持,很难保持延续性而停下;第二次还是太过于依赖政府决策,市场侧所起的作用很小,企业也不具备完善的科研制度等,以及开放程度的问题,最终夭折。

  在加入WTO二十年后的现在,我们的各项制度建设已经逐渐细化完善,同时也越来越意识到半导体产业链的重要性,如今【半导体产业链的“863计划”】实际上也已经展开。

  国家从顶层设计、教育科研制度改革、金融引导、社会宣传等多个领域华体会体育,提升半导体行业在科技领域的地位,为其发展提供全面的支持。

  说个很简单的例子,现在很多高中生都已然将进入半导体行业视为未来发展方向,半导体产业链核心企业的社会融资规模与进度都提升很多,大政策领域提倡“脱虚向实”,“十四五规划”将半导体发展列入“前排”进行强调……诸如此类,不胜枚举。

  也许三两年内我们还很难看到这些改变所呈现的效果,但是十年以后,相关行业人才的井喷、研发成果的大量涌现以及在应用端取得大量成果——这几乎是必然结果。

  真实的半导体技术发展状况肯定比文中所写更为复杂,因为当前的半导体产业链,是一个被固化太久、分工很细的全球化体系。所以我们自建产业链面临的不仅仅是技术方面的障碍,还有专利、市场准入、商业变现等等很现实也很复杂的问题。

  但是我们需要坚定一个认知——中美科技竞争不可避免,中国未来科技发展与经济转型离不开半导体技术,而美国只会加大封锁力度。

  所以除了商业上的权衡,或者对于高端制造领域技术整体提升的考虑之外,更重要的是考虑到国家的战略需要——半导体技术发展关系到中国的未来发展与国际地位。

  这也是国家全力推动这个产业发展的最主要原因,在这个理由之下,资源资本大量投入,各方配合,集中力量实现技术攻关……所以我才会忽略技术之外的其他因素,来推断出这个时间。


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