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“中国芯”的早春气息正在扑面而来

老马杂谈 老马杂谈 2022-01-23


数日前,湖南大学芯片研究团队公开发布了中国芯片的最新研究成果:他们成功研制出的1nm(纳米)及以下制程“0.65nm超短沟道垂直场效应晶体管”可不用高精度光刻机就能生产出1nm及以下的芯片。在此喜讯发布的同时,环球网科技也报道了中国电子信息产业发展研究院电子信息研究所所长温晓君的专访谈话,温所长信心十足地表示:国产 14nm 芯片明年底可以实现量产,国产芯片已经迎来了最好的时刻”;他还表示“尽管还面临着技术方面的难题,但我们已看到了希望”。访谈中,温所长还对台积电公司南京28nm芯片项目进展受阻信息,进行了有力的辟谣。


温晓君所长称,我国14nm 芯片的发展已攻克了许多技术难题:刻蚀机、薄膜沉积等关键装备都实现了从无到有,批量应用在大生产线上;14 纳米工艺研发取得突破;后道封装集成技术成果也在全面实现量产;抛光剂和溅射靶材等上百种关键材料已通过大生产线考核进入了批量销售。而这些成果基本覆盖了我国集成电路全产业链体系,扭转了之前工艺技术全套引进的被动局面。温晓君还指出:“14nm 甚至 28nm 芯片国产化的快速发展意味着我们采用退回策略,用成熟工艺满足一般性的芯片需要,不一味追求高制程,更加重视设计和封装优化,以时间来换取半导体应用和全产业链自主的空间”。

笔者作为一个1980年代就开始为中国第一代大规模集成电路企业提供环境设备与系统工程的服务商,忽闻湖南大学传来的特大喜讯(尤其是我国可从此结束高精度光刻机受荷兰ASML公司卡脖子的状况)后不禁心花怒放了,也同时发现中国芯的早春气息正在向我们扑面而来了。为抒发自己的喜悦之情,笔者特将芯片在高科技领域中的重要地位、严重“缺芯”至今的市场状况及我国“制芯”产能的腾飞态势简述如下,以飨读者:


美国高通不久前发布的一项报告指出,目前芯片的应用至少已涉及到了169个行业,其中除与民生息息相关的通讯器材设备、汽车及电子设备外,还包括钢铁、混凝土、空调机生产甚至啤酒酿造及肥皂生产(一辆汽车上所需的芯片多达数百甚至上千,平均每车的芯片含量达350美元;而纯电动汽车更高达750美元);在智能手机生产上,对芯片的依赖程度则更高,5G手机所需的芯片数量比4G手机要多200%。自2019年我国“缺芯”大困难出现后,芯片的国际市场价格不断飙升(今年一季度,某款德国芯片的售价急涨了500%),一季度全球十大芯片制造商创下了227.5亿美元的历史最高记录。有权威机构预测,严重的“缺芯”窘况(主要是7nm/12nm/16nm芯片)至少还得延续一年之久。


为了知己知彼,笔者特将我国目前的芯片及相关企业的产能及投资情况简述如下。目前我国已有的芯片及相关企业约为4.63万家(仅安徽合肥一地即有集成电路企业280家),其中的知名企业除与台积电合作的“中芯国际”外,还有“华虹集团”、“安世半导体”、“长江存储”、“华润微电子”、“晶合集成”、“长鑫存储”、“积塔半导体”、“江苏新潮科技”、“华达微电子”、“威汉联合半导体”、“同方国芯”、“武汉弘芯”(投资总额1280亿)、“济南泉芯”(投资总额598亿)、“珠海逸芯”(法人代表曹山拥有5家芯片企业)、“西安华芯”、“西安紫光国芯”、“汇顶科技”、“成都格芯”(投资总额70亿)、“贵州华芯通”(投资总额5.7亿美元)、“陕西坤圆”(投资总额1亿美元)、“南京德科玛”(投资总额2.5亿)、“华为海思半导体”、“比特大陆”、“全志科技”及“上海微电子装备”(该公司不久前宣布他们已研制出了28nm制程光刻机,但尚未进入量产)。上述芯片产业火红发展的状况充分显示,我国芯片的研发制造目前已形成了“人民战争的汪洋大海”。


尽管国内的芯片产业发展得红红火火,政府及各界爱国人士也都一起斗志昂扬地走着“自力更生,奋发图强”之路,许多国民还对芯片国产化的前景怀着极为乐观的信心,但与发达国家相比,我国芯片研制的实际情况却依然存在着如下的巨大差距:

·  2018年,全国芯片产业的总规模约为5740亿人民币,但同年从国外进口的芯片总价值却高达2.06万亿人民币;台湾台积电一家公司的年营销额就高达321亿美元(约合2247人民币)。


·  截止目前我国自主研发生产的光刻机精度还停留在90nm,上海微电子装备公司不久前宣布已研制出了28nm制程光刻机,但目前尚未进入量产,雄心勃勃的华为集团目前也在全力以赴地研发高精度光刻机,而14nm精度又是芯片集成度向10nm以下升级的一个重要门槛,因此相比早已实现量产5nm高精度光刻机的荷兰阿斯迈尔公司(ASML),存在的技术差距无疑还是相当大的。


·  作为芯片制造过程中极关键材料之一的光刻胶,我国目前尚不能实现国产化,日本成了几乎垄断全球的独家供应商。


期望每一个能够感觉到或没有感觉到“中国芯”早春气息正在到来的同胞,都能怀着一颗平常的心,真正铭记着“知己知彼”、“戒骄戒躁”、“脚踏实地”和“兢兢业业”之类的中国古训,踏踏实实地做好自己该做的事。

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