8月17日,美国商务部工业和安全局宣布新一轮的对华禁令,全面禁止华为在全球范围内的芯片采购。

很显然,先进制程的芯片供应是华为的命门,甚至是中国电子产业的命门,因为离开了高端芯片供应,那么电子科技产业的大厦将轰然倒塌。

而想要生产芯片,就离不开制作芯片的机器——光刻机。其工作原理类似照片冲印技术,简言之就是把模板上精细图形通过光线曝光印制在硅片上,然而具体生产起来,则困难重重。

01.缘起

首先必须明确的是,中国是有生产光刻机技术的,但与世界先进水平而言仍然有不小差距,在明白了这个大背景下,我们可以还原近半个世纪来关于电子科技技术的发展争端。

二战以后,美苏两国通过对德国技术的研究,先后开发出了电子科技技术:运用电子管在真空中传导不同电讯号的特性,完成信息的输入和输出。但自80年代起,由于电子管技术升级遇到瓶颈,二者则开始了对电子科技发展不同道路的探索。

美国人选择了集成电路,苏联人选择了电子管小型化。最后的结果无须多言,苏联失败了。后者走了弯路,前者则在正确的科技树分支上不断攀升。最初的集成电路很原始,就是把一大堆单个线路按照特定排序在硅质材料上,以起到传达不同电讯号的作用,而所谓芯片,就是更为复杂的集成电路,本质上和集成电路是一个东西。

上个世纪七十年代,我国和美国开始接触,了解到了最新的电子科技前沿。也早在1977年,我们便成功生产出了自己的光刻机——GK-3接触式50毫米制程光刻机;1985年,机电部研制出更为先进的分布式光刻机,经认证达到美国4800DSW的水平,与美国技术相差不超过五年。

那时的世界电子科技才刚刚起步,日本的尼康与佳能刚刚接触到这个领域,未来的发展之路还是一片空白。80年代后,光刻机的研制项目下马了,一方面国内缺乏上下游配套产业——没有数量庞大的电子信息工业需求;另一方面,“造不如买,买不如租”呀。

没有人意识到这个看似不起眼的技术会成为日后中国最大的短板之一,一如西方没有料到中国经济的崛起。

02.新生

1984年,荷兰飞利浦公司下属的一家电子生产部门离开了母公司,开始独立运营。数年的时间里,它在芯片生产领域和日本的尼康,佳能等公司进行着激烈的竞争。

彼时的日本正处经济幻梦的最后膨胀阶段,丝毫不把这个来自西洋的弱小对手放在眼里,也的确,电子科技技术是一种具有极高技术壁垒的产业,除非有革命性技术突破,否则没有数十年的积累根本无法构建成熟的商业链条

可凡事,就怕“但是”二字。

2002年,芯片制造技术竞争进入白热化阶段,而传统深紫外光刻机也遇到了技术瓶颈,尼康和佳能选择老路,继续降低曝光波长,但是这家电子公司深知自己的短板,没有跟随日本公司的步伐,反而是选择和台积电合作,研制出了新型“浸润式光刻机”。

说到这里,恐怕已经有许多人猜到了,没错这就是荷兰的ASML公司。

不久之后,日本人又拿出了“极紫外光刻机”技术理论,但由于实施成本太高,只能选择放弃。这时的美国人发现了荷兰的这支潜力股,以美国为首的欧美官方和民间企业迅速组织力量,从软件到硬件全方位支持该公司的研发,希望拿下这块日本人占据的技术制高点。

他们再一次成功了,并且荷兰ASML一举获得了全球垄断的地位。尼康和佳能已经势微,中国还沉浸在芯片“买买买”的美好愿想之中,全球最先进的极紫外光刻机,有价无市。

后来的事大家也都知道了,这家有美国人大量技术投入的公司被勒令禁止出售光刻机给中国,原先给中国做芯片的台积电也停止给华为供货,华为高端手机制造面临前所未有的危机。而中国目前生产芯片的光刻机来源是2002年才成立的上海微电子,与ASML公司的差距几乎长达20年。

03.结语

当芯片面积相同时,越先进的制程工艺意味着越多的晶体管,性能也就越强。28纳米和14纳米是质的飞跃,在手机三年一淘汰的今天,一家失去先进工艺芯片来源的公司,是无法在世界市场上与对手竞争的。

网络上有人提出问题:光刻机是不是真的比原子弹还难造?我想看到这里答案已经呼之欲出了。诚然,核武器的研制和光刻机一样,都是人类工业的明珠,具有划时代的效应。但前者是一个国家可以举国之力,不计代价造出的唯一性产品;而后者则是市场条件下,需要竞争优势才能赚到钱的现代工业品。换句话说,都是花时间就能造出的东西,原子弹无论何时造出来都具有威力,但光刻机市场却时间不等人,因为消费者总是趋向于性价比更高的东西。

而笔者也注意到,许多人对美国的封锁有了新的担心:那就是芯片禁令是否会影响到军队的信息化作战能力?其实这个问题的答案倒也简单,两个字:不会。

首先,电子信息武器看重的是什么?第一肯定不是性价比,没有哪家军队打仗还在乎成本的,这意味着无须极致追求品质,无需考虑市场竞争。第二,想要提升现代武器性能的方法有很多,没必要死抠制程,一款芯片不行我放两块,两块不行四块,不像手机就那么大,多放一点都不行。第三,采购信息武器不仅要求威力,更看重稳定性和可靠性。越老的芯片,也代表越成熟的制造工艺和可靠性,不至于在极端环境下仪器失灵,就连美国人自己的军队用的都还是140纳米芯片呐。

综上所述,在可预见的短期内我国仍然面临芯片制造的短板,华为的芯片仍然面临缺失的困境。但这仅仅影响商业领域,和国防工业相比则是另一个维度的东西。国产芯片的前路依旧慢慢,或许普通人每一次不经意的选择都能影响着国家未来的走向。中国的复兴之路依旧很长,更需要每一个普通人的支持与鼓励,与君共勉!