兒子最近迷上了墨菲定律,簡單來說就是“怕什么就來什么”。所以這成了他努力的動力源之一,怕老師提問,所以要提前好好準備。
當前,中國的偉大復興到了最后的爬坡階段,而芯片突圍戰(zhàn)無疑是其中最艱難的關(guān)口,我最擔心的兩個環(huán)節(jié),一個是臺積電,一個是光刻機。
然而昨天,墨菲定律再次應(yīng)驗,那就是光刻機環(huán)節(jié)出了問題。世界唯一的先進光刻機供應(yīng)商ASML近日宣布,推遲向中芯國際交付極紫外光刻機(EUV)。
光刻機是芯片制造的核心設(shè)備之一,沒有光刻機,無論多么先進的電路設(shè)計,只能停留在圖紙上。而EUV光刻機能否如期交貨,直接牽涉到中芯國際的工藝能否進入7納米。
目前,中芯國際經(jīng)過苦苦追趕,投入了上百億美元的研發(fā)經(jīng)費,已經(jīng)成功攻克了14納米工藝,并且已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn),可以滿足大部分芯片的生產(chǎn)。
但是如果再提升工藝制程到10納米以內(nèi),那么中芯國際手里現(xiàn)有的光刻機(DUV)已經(jīng)滿足不了精度要求了,必須要購進更先進的EUV光刻機。
2018年初,貿(mào)易戰(zhàn)突然爆發(fā),中興瞬間被KO,中芯國際也感受到了空前危機,所以在2018年5月,以1.2億美元的價格,向ASML訂購了一臺EUV光刻機。
這臺光刻機原定于2019年初交付,結(jié)果2018年12月臨近交貨,ASML突然著了一場大火,很多元件及生產(chǎn)線被毀,2019年的供貨被順延,中芯國際的貨被延期到了年底。
然而快到年底了,EUV再生變故,要推遲交付。原因是什么?日媒給出的原因是——ASML受到了來自美國的壓力。
但是ASML很快把這鍋甩給了荷蘭政府。說2019年6月就遞交了出口申請,但是遲遲未能得到荷蘭政府的批復。
那么問題來了,全球化時代,一個荷蘭公司向中國出口商品,為什么要得到荷蘭政府的批準呢?這就不得不提瓦森納協(xié)定(又名瓦森納協(xié)議,瓦森納安排)。
瓦森納協(xié)定是當今世界上管制常規(guī)軍品和兩用(軍用和民用)物項和技術(shù)的唯一的多邊機制,成員包括世界主要武器生產(chǎn)國和出口國,對非會員國實行出口限制。
瓦森納協(xié)定的前身,是成立于1949年的巴黎統(tǒng)籌委員會,簡稱巴統(tǒng),是美國攛掇其北約盟友建立起來的出口管制機構(gòu),管制對象主要是蘇聯(lián)社會主義集團和新中國。
從名字上來看,巴統(tǒng)設(shè)在巴黎,但實際上設(shè)立在美國駐法大使館的一角,是美國主導的進行技術(shù)冷戰(zhàn)的主要工具,管制清單基本跟美國的出口管制標準如出一轍,美國擁有否決權(quán)。
雖然巴統(tǒng)被美國綁架,但是內(nèi)部并非鐵板一塊,盟友們禁不住經(jīng)濟誘惑,不愿意執(zhí)行過于嚴厲的出口管制標準。
比如挪威,雖然也是北約國家和巴統(tǒng)成員,但也禁不住利潤的誘惑,悄悄地向蘇聯(lián)提供火炮自動瞄準計算機等多項違禁技術(shù)交易。
還有日本,也禁不住暴利的誘惑,向蘇聯(lián)出口高精度機床。這就是冷戰(zhàn)期間,對西方國家安全危害最大的軍用敏感高科技走私案件之一———東芝事件。
東芝公司禁不住蘇聯(lián)的高價誘惑,向蘇聯(lián)出口了四臺先進的數(shù)控機床,幫助蘇聯(lián)大大降低了潛艇的噪音。事發(fā)之后,東芝遭到了美國的嚴厲制裁。
蘇聯(lián)解體后,冷戰(zhàn)結(jié)束,世界形勢緩和,巴統(tǒng)的主要對象已經(jīng)不復存在了,巴統(tǒng)存在的意義也大打折扣。
由于世界形勢緩和,各國都大幅度削減軍費,軍火銷售遭遇斷崖式下跌,軍工企業(yè)吃不飽,所以只能拼命瓜分國際市場,加上大家對美國濫用否決權(quán)的不滿,所以迫不及待要求解散巴統(tǒng)。
這時候,俄羅斯的葉利欽一邊倒地倒向了西方,所以美國挑頭,跟俄羅斯以及自己的幾個主要盟友——英、法、德等國,商量一個新的出口管制機制,來代替巴統(tǒng)。
這個新機制就是瓦森納協(xié)定,經(jīng)過三年爭吵之后,于1996年在奧地利的維也納成立,創(chuàng)始會員國高達33個。
由于吃夠了美國否決權(quán)的苦,所以大家在新機制上都一致抗美,最終美國不得不放棄了否決權(quán),由各國自主決定是否出口相關(guān)物品和技術(shù)。
但是美國還留了一手,那就是通過信息交流程序,及時掌握全球的先進武器和先進技術(shù)走向,必要的時候通過各種外交手段,進行施壓或者阻撓。
第一,成員國向非成員國出口管制清單中的項目,事后應(yīng)當詳細通報相關(guān)信息,包括出口對象、物品數(shù)量、收貨人信息、最終用途等。如果拒絕了出口申請,也要通報。
第二,非成員國向成員國發(fā)起并購活動時,成員國也應(yīng)當進行信息通報,包括購買方公司的信息、收購途徑和獲取辦法、專門技術(shù)的使用信息,是否為敏感的最終用戶、并購結(jié)果等。
也就是說,俄羅斯向中國出售蘇27、蘇30、蘇35戰(zhàn)機以及S400防空導彈系統(tǒng)時,按照瓦森納協(xié)議的規(guī)定,事后俄羅斯是要通報的,具體數(shù)據(jù)真不真實就不得而知了。
雖然說許可證由當事國自主決定,但是各個國家除了俄羅斯,都得唯美國馬首是瞻,不然得罪了美國沒有好下場,美國得到情報會使用外交手段施壓。
2004年1月,捷克批準了向中國出口價值6000萬美元的維拉雷達系統(tǒng)許可證,這個項目談了好幾年,雙方都很滿意。
結(jié)果到了2004年的5月19日,捷克突然取消了這筆交易,并解釋說是應(yīng)“偉大朋友”的要求而做出的決定,說該雷達能幫助中國探測到美國的隱形飛機。
幾天后,美國國務(wù)院證實,說美國的確與捷克政府討論了中國問題,并且為捷克做出這個決定而感到高興,這決定遵守了歐盟在武器出口方面的禁令。
2006年,我國與意大利的阿萊尼亞空間公司,簽署了幫助意大利發(fā)射衛(wèi)星的協(xié)議。美國得知后,向意大利進行外交施壓,最后意大利沒辦法,取消了已經(jīng)簽好的協(xié)議。
瓦森納協(xié)定的成員國目前有42個:歐洲大部分國家,包括俄羅斯、烏克蘭、土耳其、立陶宛,以及亞洲的日本、韓國和印度,還有南非、阿根廷、澳大利亞和新西蘭等。
簡單來說,瓦森納協(xié)定成員國,就是整個發(fā)達國家和準發(fā)達國家,或者稍稍微有點工業(yè)底子的發(fā)展中國家(印度、墨西哥)。
可以說瓦森納協(xié)定成員國,鎖定了人類的幾乎所有的先進技術(shù)。也就是說這個瓦森納協(xié)定之外,除了制造業(yè)增加值占地球29%的中國以外,幾乎都是落后的農(nóng)業(yè)國。
瓦森納協(xié)定按照擴散風險的大小,及其安全關(guān)切程度,將出口目的國(或地區(qū))分為五個組別,中國被列在D等級,僅僅優(yōu)于E級的敘利亞、蘇丹、古巴、伊朗和朝鮮等國。
由此可以看出,在蘇聯(lián)解體之后,美國主導的瓦森納協(xié)定,幾乎就是針對中國的,沉重地打擊了氣焰一度囂張的“造不如買、買不如租”的國內(nèi)買辦勢力。
簡單來說,如果歐洲讓我們用伽利略系統(tǒng),我們可能就沒了北斗;如果美國不限制黑鷹直升機,我們可能就沒了直20;如果美國不限制F22或F35,我們可能就沒了殲20。
美國主導的瓦森納協(xié)定,幫助中國軍工企業(yè)爭取到了大量經(jīng)費,也成了中國高科技企業(yè)的保護傘,沒有他們的禁運,國內(nèi)的高科技可能都發(fā)展不起來。
還是太祖的那句話:讓他們封鎖吧,封鎖個十年八年,中國的所有問題都解決了。
為啥中國的汽車行業(yè)不發(fā)達?我看主要是因為他們不限制出口,我們能買得到。
美國主導的瓦森納協(xié)定,給我們帶來了大量的貿(mào)易順差。他們這不賣、那不賣,導致了中美、中歐貿(mào)易失衡,中國積攢了大量的外匯儲備。
美國主導的瓦森納協(xié)定管制清單,其實就是中國的一個任務(wù)清單,只要把列表中的任務(wù)完成,中國就打了通關(guān),挑戰(zhàn)成功,榮升擂主。
回到集成電路領(lǐng)域,其實在上世紀80年代,我們的技術(shù)并不是那么落后,但是國外的公司禁不住利潤的誘惑,殺入了中國市場,中國原有的電子工業(yè)體系,被沖得七零八落。
比如上世紀80年代,由于西方對中國EDA領(lǐng)域軟件出口上的限制,國內(nèi)的芯片設(shè)計行業(yè)面臨了嚴重的危機。
1986年,國家動員全國17家單位,200多位專家齊聚原北京集成電路設(shè)計中心,開發(fā)自己的EDA系統(tǒng),并將其命名為“熊貓系統(tǒng)”。
熊貓EDA系統(tǒng)1993年面試,并且獲得了國家科技進步一等獎,使中國成為國際上為數(shù)極少的可以提供自主知識產(chǎn)權(quán)EDA工具的國家之一。
然后一看中國有了自己的EDA工具了,美國就放開了出口限制,最后熊貓EDA系統(tǒng)市場逐漸被壓縮,國產(chǎn)EDA的發(fā)展陷入了停滯階段。
再說光刻機。1977年,我國最早的光刻機GK-3型半自動光刻機在上海光學機械廠誕生,這是一臺接觸式光刻機,這時候光刻機巨頭ASML還沒出現(xiàn)。
1982年科學院109廠的KHA-75-1光刻機,在當時的水平并不低,最保守估計跟當時最先進的Canon光刻機相比,差距最多也就不到4年。
然而到了80年代后期,隨著改革開放的深入,一大批企業(yè)紛紛以“貿(mào)工技”為指導思想,拋棄了“獨立自主,自力更生”的指導方針,盲目對外開放。
這時中國的集成電路產(chǎn)業(yè),沒有頂層設(shè)計,在科研、教育以及產(chǎn)業(yè)方面出現(xiàn)了嚴重脫節(jié),中國獨立的科研體系和產(chǎn)業(yè)體系被摧毀,產(chǎn)業(yè)變成了組裝廠,軟件工程變成了廉價碼農(nóng)。
由于90年代的外交三大恥,中國重新認識到自主創(chuàng)新的重要性,所以中國的半導體產(chǎn)業(yè)自主意識再次蘇醒,再次走上了追趕世界先進水平的道路。
中星微的鄧中翰于1999年回國,中芯的張汝京于2000年來到大陸,展訊的武平和陳大同于2001年回國,芯原股份的戴偉民于2002年回國,兆易電子的朱一明于2004年回國……
2002年,上海微電子承擔了十五規(guī)劃中光刻機的攻關(guān)項目。至2016年,上海微電子已經(jīng)量產(chǎn)90納米,65納米正在進行測試,2020年要拿下28納米的工程樣品機。
2018年還有個好消息,成都光電所采用了表面等離子體(SP)光刻技術(shù),研制了一臺新型光刻機,光刻分辨率達到了22納米,結(jié)合多重曝光技術(shù),可以加工10納米級別的芯片。
但這技術(shù)目前還不成熟,不適合量產(chǎn),目前只能加工特種芯片,大家不要抱太大希望。總之,在光刻機技術(shù)上,與國外先進水平至少有三四代的差距。
一個比較有利的消息,隨著物理尺寸的極限,摩爾定律逐漸失效了,領(lǐng)跑團隊進步的步伐慢了下來,給了我們追擊的好機會。
但是在這期間,我們不得不依賴荷蘭的ASML光刻機。荷蘭能不能抗住壓力呢?我感覺很困難,因為EUV光刻機中,核心裝置——激光光源和激光器電源都來自美國。
而這些器件,均受到美國出口管制。也就是說ASML也不得不看美國的臉色,要得到美國出口許可。
目前ASML說是推遲到了2020年交付,但是夜長夢多,形勢依然不樂觀,只要是沒有到貨,還會有諸多變數(shù)。
EUV光刻機不到貨,中芯國際只能止步14納米工藝,那么國內(nèi)的先進芯片的制造,只能依賴臺積電了。
因此,當前的局勢,必須充分考慮各種困難,做好最壞的打算。長遠角度看,必須加快國產(chǎn)光刻機的研發(fā),從根本上解決卡脖子的問題。
而眼下,應(yīng)該著力于對美國的反制措施,比如稀土、數(shù)字貨幣、不可靠實體清單,讓美國不敢輕易打光刻機牌和臺積電牌。
寫到這里我感慨萬千。此次時刻,我只想替?zhèn)ゴ笞鎳f一句話:我太難了!
在這樣的背景下,中國的高科技能追成這樣,實屬不易,中國偉大復興成色十足!
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