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新基建丨光刻机难造,“芯”基建昂头

随着中美贸易摩擦的持续升级,美国在高科技领域对中国的封锁愈加严格,“国产替代”成为新时期最强音。新基建核心是算力,涉及到人工智能、云计算、大数据中心、物联网等几乎新基建的所有领域。算力的重要性无需多言,但要想获得强大的算力则离不开先进的芯片。

近年来中国科技企业如华为、阿里巴巴、百度等在AI芯片不断加大研发投入,与以NVIDIA为代表的海外芯片领头羊企业在芯片设计上的差距越来越小。

但刚才提到的,其实都是芯片设计。然而,即使中国掌握了全球顶尖的芯片设计技术,我们还面临一个更巨大的问题:没办法把先进的芯片造出来。

要想制造先进的芯片必须要有顶尖的光刻机。

知乎有个热议的问题:光刻机和氢弹哪个更难搞?从问题就能看出光刻机的制造难度有多大。当前最先进的光刻机是由荷兰ASML公司制造出的EUV光刻机3400C,每台售价达1.2亿美元,重180吨,零件超过10万个,运输时能装满40个集装箱,安装调试时间超过一年。

EUV光刻机3400C

EUV光刻机集合了数学、光学、流体力学、高分子物理与化学、表面物理与化学、精密仪器、机械、自动化、软件、图像识别领域的顶尖技术,制造难度之大无法想象。因此中国在90年代时选择了“造不如买,买不如租”的策略,导致大量进口芯片,养肥了Intel,国内自有的芯片产业却被摧毁。

中国目前最先进的光刻机生产商是上海微电子装备公司(SMEE),它可以做到的最精密的加工制程是90nm,相当于2004年最新款的Intel奔腾四处理器的水平,差不多落后了15年。

而到了近年来中美贸易战时候,美国更是限制封锁了大量高端科技的“卡脖子”技术。中国的半导体工艺始终发展缓慢,光刻机被禁售是一个主要因素,国内晶圆厂所需的高端光刻机完全依赖进口。中芯国际在2018年向ASML采购了一台EUV光刻机,但在美国的阻挠下至今未到货。

只有不依赖别人,才不会受制于人。美国对中兴、华为等企业进行的制裁,无疑是敲响了警钟。

事实上,近年来半导体一直热度不断,从大基金一期到大基金二期,国家投入到半导体的资金十分庞大:大基金一期首期募集到1387.2亿元,撬动超5145亿元社会融资。

亿欧数据梳理了大基金一期的部分标的,以当前市值除去投资时市值,计算得出中位投资增幅达158.24%,其中兆易创新和北方华创等表现抢眼的企业更是分别达到405.97%和321.73%的增幅。

2020年4月28日,国家集成电路产业投资基金二期(大基金二期)和上海国盛集团完成了首个投资项目“紫光展锐项目”的投资,共注资45亿元。

紫光展锐——虎贲T7520

虽然我国已在半导体工艺领域取得了显著的进步,但由于光刻机及历史因素,我国半导体集成电路工艺与发达国家仍有着不小的差距,但在历史的长河里,我们用芯片的代价争取了宝贵的时间,换回了世界顶级的计算力基础设施——云计算。作为新基建的桥梁,云计算则能够进一步刺激我国半导体制造工艺技术的迅速发展。

同时,集成电路也和新基建息息相关,是新基建的底层支撑力。无论是5G基建、新能源汽车充电桩、大数据中心,还是人工智能、工业互联网,都离不开芯片的算力、数据处理能力。比如5G基站需要基带芯片、FPGA芯片、光通信芯片;云计算需要CPU、GPU、NPU;充电桩需要功率芯片、电源管理芯片、控制芯片等等。

两会建言“芯”基建

新基建的七大领域其实是建立在芯片基建的基础之上,强化国内的半导体产业,早日实现国产替代刻不容缓,但是这不是一朝一夕能够实现的,需要长期有目标规划的持续发力,2020年两会期间,人大代表委员们提供了不少解题的建议和对策。

中国工程院院士、中星微集团创始人邓中翰建议由国家全力推进芯片等“卡脖子”领域的国产自主替代工作,更好发挥政府作用,有效弥补市场失灵;对国产自主产品进一步减免增值税;加强知识产权保护。 

传感器芯片领域,中国四联仪器仪表集团有限公司董事长向晓波建议大力发展我国自主半导体MEMS传感器芯片核心技术与产业化,目前MEMS半导体传感器制约着我国工业装备安全自主可控发展。

关于汽车芯片,民革中央在《加快车规级芯片研发,推动新能源车与储能发展》的提案中提到,车规级芯片被国外厂商垄断,我国应该集中力量支持技术路线明确的芯片研发项目,将车规级芯片技术突破列入国家重点研发计划新能源汽车专项计划重点研究任务。

集成电路人才的培养话题也愈发受到重视。全国政协委员、中科院微电子所副所长周玉梅,全国政协委员、中国科学院院士郝跃均呼吁加快集成电路一级学科的设立。

结语

虽然我国用芯片的代价换回了云计算的珠峰,但如果不是当年借助美国的芯片让PC在中国普通家庭里快速普及,就不会有上亿的互联网人口,也不会有如此多庞大的数据,阿里、华为、百度等也就不会有建立大数据分析系统的互联网环境。在美国云计算公司如亚马逊、谷歌、微软等的全球扩张浪潮中,我们可能无法占到一席之地。

用塔勒布的话来说:“这是一个不确定的世界,不要妄图预知未来。我们需要不断的试错,迭代,在变化中不断的适应改变自己,当下就是最好的时光。”

温馨提示:内容仅供信息传播,供参考.

来源:亿欧

 

 

     
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