當(dāng)?shù)貢r(shí)間16日,一記重拳向中興通訊砸下。美國商務(wù)部表示,由于中興通訊違反了曾與美國政府達(dá)成的和解協(xié)議,7年內(nèi)禁止美國企業(yè)向中興通訊出口任何技術(shù)、產(chǎn)品。

招商電子分析稱,中興通訊的主營業(yè)務(wù)有基站、光通信及手機(jī),而芯片在這三大領(lǐng)域均存在一定程度的自給率不足。

若真的禁運(yùn),中興危矣。

專家稱,美國制裁中興,是警鐘,也是集結(jié)號?！拔覀冃枰此?但也不能讓步。集結(jié)號已經(jīng)吹響,國產(chǎn)芯片何時(shí)能上戰(zhàn)場?”

每一步都是高難度操作

缺“芯”缺在哪?

以此次中興通訊被制裁的用于光通訊領(lǐng)域的光模塊為例,其主要功能是實(shí)現(xiàn)光電及電光轉(zhuǎn)換。光模塊中包括光芯片,即激光器和光探測器,還有電芯片,即激光器驅(qū)動器、放大器等。低速的(≤10Gbps)光芯片和電芯片實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn),但高速的(≥25Gbps)光芯片和電芯片全部依賴進(jìn)口。

為何缺“芯”?首先來了解一下“芯片的誕生”。

中國科學(xué)院西安光機(jī)所副研究員、中科創(chuàng)星創(chuàng)始合伙人米磊介紹,芯片核心產(chǎn)業(yè)鏈流程可以簡單描述為設(shè)計(jì)—制造—封裝。

其中有三個關(guān)鍵步驟:第一,提煉高純度二氧化硅,做成比紙還薄的晶圓;第二,在晶圓上用激光刻出數(shù)十億條線路,鋪滿幾億個二極管和三極管;第三,把每片晶圓切割封裝好——目前指甲蓋大小的芯片里能集成150億個晶體管。

每一步,都需要極精細(xì)操作。

“芯片的制造如同用樂高蓋房子。先有晶圓作為地基,再層層往上疊,最終完成自己想要的造型(即各式芯片)?！泵桌谡f,做晶圓需要一種特殊的晶體結(jié)構(gòu)——單晶,它可以像原子一樣一個挨著一個緊密排列,保證基底平整。

要做出單晶的晶圓,就得對原料硅進(jìn)行純化和拉晶。拉晶過程中,“要用到單晶硅生產(chǎn)爐、切片機(jī)、倒角機(jī)等多種設(shè)備和材料,其中90%需要進(jìn)口?！?陜西光電子集成電路先導(dǎo)院總經(jīng)理張思申介紹。

“還有一個卡住我們的,就是芯片納米級工藝?！泵桌谡f,當(dāng)前國際上可達(dá)到的芯片量產(chǎn)精度為10納米,我國能達(dá)到的精度為28納米,還差兩代?！岸?關(guān)鍵原材料和設(shè)備還都是進(jìn)口?！?/p>

芯片制造難,也燒錢。

前芯片行業(yè)從業(yè)者王巖(化名)告訴科技日報(bào)記者,做芯片“投入幾十個億可能就聽個響”。制造芯片需要實(shí)踐,但芯片的實(shí)踐和試錯成本太高,往往一顆芯片就能決定一家公司的生死。如果投入無法獲得對等產(chǎn)出,這種耗資巨大的試錯和實(shí)踐就不會持久?！皼]有持續(xù)的實(shí)踐,技術(shù)積累也就是空談?！倍绻麤]有實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)積累,那么設(shè)計(jì)制造芯片過程中出錯率高,產(chǎn)出率也差,形成惡性循環(huán)。

美國出了張“大王”

“缺芯現(xiàn)狀非短期所能改變,要有耐心?！痹?8日晚由中國計(jì)算機(jī)學(xué)會青年計(jì)算機(jī)科技論壇(CCF YOCSEF)舉辦的一場特別論壇上,中國工程院院士李國杰表示,國家芯片水平從某種程度上反映了國家的整體水平?！皬脑O(shè)計(jì)、加工到設(shè)備配套,芯片產(chǎn)業(yè)鏈漫長,涉及領(lǐng)域廣,尤其需要經(jīng)驗(yàn)的累積。”李國杰坦言,“不是說砸錢下去就能把差距追平。”

中科院計(jì)算技術(shù)研究所研究員包云崗認(rèn)為,差距的形成和拉大,在一定程度上是由于我國錯過了一個時(shí)代。上世紀(jì)七八十年代,國際芯片產(chǎn)業(yè)開始發(fā)展并迎來騰飛?！懊糠N芯片發(fā)展到今天這樣的成熟度,差不多需要萬人/年的投入,而且是長期投入?！?/p>

我國芯片產(chǎn)業(yè)根基薄弱,國際環(huán)境也不好。

中科學(xué)計(jì)算技術(shù)研究所研究員、龍芯處理器負(fù)責(zé)人胡偉武感嘆,沒想到美國這么快就出了張“大王”?！叭绻\(yùn)發(fā)生在五年后,我們或許能應(yīng)對得更加從容?！?/p>

何出此言?胡偉武指出,在國際上,通用CPU的性能于2010年左右已達(dá)到了天花板;而我國自主研發(fā)的通用CPU性能,也預(yù)計(jì)在2019到2020年左右逼近天花板。再過五年或稍長一點(diǎn)時(shí)間,圍繞自主芯片的生態(tài)也可初步形成?！艾F(xiàn)在主要有兩個生態(tài)體系,一個是英特爾加微軟,一個是ARM加安卓。在我國一些特殊領(lǐng)域,如能源、交通、金融、電信和國家安全中,國產(chǎn)芯片已經(jīng)得以應(yīng)用;再過若干年,到開放市場上或也可以一戰(zhàn)。”胡偉武判斷。

不要等“做到跟國際水平一樣”才用

在18日晚的論壇上,主持人展示出了一張看起來有些“刺眼”的圖:根據(jù)一份分析報(bào)告,在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通用電子系統(tǒng)、通信設(shè)備、內(nèi)存設(shè)備和顯示及視頻系統(tǒng)中的多個領(lǐng)域中,我國國產(chǎn)芯片占有率為0%。

李國杰院士反復(fù)強(qiáng)調(diào)一句話:自主芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要應(yīng)用支撐。

“這個方面,國家過去有些動搖,態(tài)度不是很鮮明。以前想過啟動政府采購,后來也沒有?！崩顕苷f,“發(fā)展自主芯片,不要想著什么時(shí)候芯片做得跟國際水平一樣好了才用。你不用它,怎么發(fā)現(xiàn)問題,怎么不斷改進(jìn)?”

技術(shù)需要迭代;要迭代,就得經(jīng)過市場的檢驗(yàn)。胡偉武建議,要加大自主研發(fā)的元器件推廣應(yīng)用力度,給國產(chǎn)芯片更大空間。

因?yàn)?沒有市場,做出來就是白做?！皯?yīng)用”對芯片的發(fā)展究竟意味著什么?胡偉武打了個比方:國產(chǎn)芯片現(xiàn)在在一樓,想努力去往二樓,可是沒梯子?！熬退悴唤o梯子,給條繩子也可以,至少讓我們有東西能借力爬上去?！蹦Ч聿卦诩?xì)節(jié)中,而細(xì)節(jié),藏在應(yīng)用中。缺少應(yīng)用,也就難以進(jìn)行針對性改進(jìn),“二樓”就變得可望而不可即。

八年來,無錫江南計(jì)算機(jī)研究所高級工程師程華一直從事國產(chǎn)關(guān)鍵軟硬件的評測和自主可控度評估工作。從2010年開始,她每年都會將三大國產(chǎn)品牌的最新款處理器與國外芯片進(jìn)行對比。到2014年,基于部分國產(chǎn)處理器的整機(jī)性能已經(jīng)追平或超越基于英特爾奔騰4雙核處理器(主頻3.2GHz)的整機(jī)性能?！拔乙恢痹谟谩埿尽碾娔X,我覺得挺好?！?/p>

程華認(rèn)為,國產(chǎn)芯片發(fā)展,很大的問題是缺少生態(tài)?！罢梢匝a(bǔ)貼家電下鄉(xiāng),為什么不能補(bǔ)貼搭載國產(chǎn)芯片的電腦呢?”她也呼吁,就算此次禁運(yùn)危機(jī)解除,國產(chǎn)芯片也要有上戰(zhàn)場的勇氣?！拔覀儫嵘砹耸畮啄?也該出來了?！?記者 張蓋倫 付麗麗)