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是誰造成了中國的“無芯”之失?

中國

中美貿易戰爆發不久,美國就祭出殺招,他們的商務部向全世界宣布對中興通訊采取出口管制措施,瞬間把這場大戰推向了最高潮。美國大肆宣揚中興的違規之處,備註管制是合理的,符合流程的,而中國再次強調不懼怕貿易戰,認為特朗普的貿易戰是“特沒譜”的行為,同時,中國民間又掀起對“芯片”的廣泛討論,有些人第一次知道了芯片、集成電路、晶體管之間的關系,也知道了生產小小的芯片竟需要5000道以上的工序。社會輿論也分為兩個派別,悲觀派認為中國崛起的成色不足,更缺少核心的科技競爭力,樂觀派則認為,中國有強大的規模優勢,集中資源辦大事同樣適用於芯片制造,何況,我們在智能手機和區塊鏈芯片等領域已經取得一些成績,加以時日,必定會有所突破。

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愛因斯坦曾說過:把簡單的事情看復雜,可以發現新領域,把復雜的事情看簡單,可以發現新規律。長期以來,中國都擅長“把復雜的事情看簡單”,於是總結出琳瑯滿目的至理名言,比如女子無才便是德、父母之仇不共戴天、夏蟲不可以語冰等等,這些規律造就了中國五千年的燦爛文化,但厚古薄今,讓中國離現代文明越來越遠,更缺乏“把簡單的事情看復雜“之勇氣。事實上,中國的“無芯”之失,不只是科學技術的問題,它更關乎制度、文化和人性。

造芯難,難於上青天?

中國的文化不太擅長把“簡單的事情看復雜”,事實上,在普通人眼裏,芯片只是一塊小小的,好像指甲蓋一樣的東西,卻不喜歡追問:它們究竟是怎麽樣運行的呢?這種“好奇心缺失”幾乎是一種普遍存在的現象,也造成了“中國無芯”的基礎性缺陷。其實,芯片是一種非常復雜精妙的微型元器件組合,最底層模塊是密密麻麻的晶體管、電阻、電容和電感等基礎元器件,它們連線之後組成集成電路,再集中制作於極小面積的矽基半導體上,而後封裝在腔殼內,最終形成我們所見的“芯片”形態。

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 整個芯片的工藝,技術密集度非常高,一條生產線要涉及50多個行業,5000道工序,類似畫板子、晶圓、流片、封裝、光刻之類的行業術語,很多企業員工連同CEO在內,基本上是聞所未聞,更不要說清楚其制程復雜度或者決心Copy一條生產線了。拿晶圓制作來說,這幾乎是芯片制造最外圍的工作了,但依舊需要非常高的技術含量,首先需要將“砂子”提純成矽,再切成晶元、接著進行光刻、薄膜、刻蝕、清洗、註入,最後是互聯、打線、密封。其中,光刻是連接設計和制造的紐帶,這個制程的優劣直接決定了芯片的集成程度和運算能力,現代芯片要求光刻的分辨率要達到納米級的,我們通常所說的12nm、7nm工藝指就是芯片集成線路的間距。按照摩爾定律的說法,每隔18個月,相同面積芯片上可容納的電路就要增加一倍,也就意味著光刻技術要持續進步,目前中國芯片企業只能做到14nm,而歐美日韓企業則能達到10nm,甚至是7nm,正是源於此工藝的精進,世界頂級的芯片商能夠把幾公裏長的導線和上億的晶體管元件,集中在指甲蓋大小的空間裏。整個制程都是高精度操作,要求設備運行穩定、環境的參數恒定,加之,完善的線路運行測試,淘汰不合格品,最終得到數量有限的芯片。經歷如此復雜的工藝,成本自然也水漲船高,再考慮芯片制程的稀有性,說三星、臺積電、聯發科等企業賺得盆滿缽滿,一點都不誇張。

 筆者認為,芯片制造的最大難度在於“小而精”,一面要按照摩爾定律持續加料,以達到更高更全面的運算,一面要迎合市場需求,把手機、電腦變得越來越小、越來越薄,如果要找一個最能代表人類欲望的東西,非芯片莫屬了。

短視思維,中國芯稀缺的是基礎研究

 中興事件算是給高速發展的中國敲響了警鐘,國人需要再深層次地理解科技界的運行規律,以明確中國的“無芯”之失,從而制定出可持續發展戰略。在剛剛過去的十年,智能手機是人類最偉大的發明,消費者之所以能把越來越多的工作、生活內容塞到這塊小屏幕中,正是得益於手機芯片的長足進步,尤其是CPU和WIFI這兩塊最重要的芯片,體積變小、電路又增加。新的十年中,人工智能和物聯網都將成為大熱,到了那個時候,現在的手機形態將會消失,取而代之的則是處處嵌入芯片的物體,汽車、桌子、茶杯、垃圾桶、建築物都會嵌入大量芯片,隨時隨地收集、分析、運行數據,從而形成一個智慧世界。除此之外,人體有望同芯片結合,隨著光刻技術和材料科學的突破,未來的生物芯片可以嵌入到大腦之中,幫助人類記憶信息、運算數據、最終決策等等。

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芯片業前途一片光明,但卻和中國無關,50年前的選擇決定了今日之窘境,而今日的毫無作為,又註定了未來50年的慘淡光景。事實上,相比於制作芯片這種細活,國人更崇尚“逢山開路、遇水架橋”的大活,於是,我們的高架橋、高樓、高鐵全球第一,而圓珠筆芯、電子芯這種小物件卻常常幹不好。

事實上,中國要想在芯片領域趕超歐美日韓等國家,首先要做的就是改變思維,搭建完善的芯片生態系統,切不可再犯“大躍進”的錯誤。現在,中國芯片行業有投資混亂、研發不足和人才匱乏等問題,說到底是“不知曉芯片行業最本質的發展規律,缺乏健康的生態系統”所導致的:中國投資者總希望能快速見到回報,但芯片業的投資者常常連有生之年都不能見到回報,只能把這筆財富留給兒子和孫子,加之,芯片業的投資又遠不是幾座大樓能比擬的,又進一步加劇了中國芯片投資體量之尷尬。相信隨著有關部門重視芯片業的發展,投資不僅會慢慢規範化,更不會存在體量金額等問題,畢竟,中國資本還是非常有競爭力。“中國芯”更大的挑戰則來自於人才的培養,現在的大學生越來越討厭做基礎性學科研究了,特別是基礎物理、數學等課程,需要耐得住寂寞,遠離鎂光燈,孤零零地做研究,在產出成果之前,更是要忍受相對貧窮生活,遠不如做個小鮮肉賺錢快。事實上,任誰也不能告誡這些人才要安貧樂道,只能慢慢修正制度,逐步營造出“熱愛學問、做學問”的氣氛,切記莫操之過急。

 或許,我們不用太過悲觀中國的“無芯”之失,畢竟,貿易戰是個會導致兩敗俱傷的事兒,不應該太長久,但至少我們不能再盲從於現有取得的成就,應該找到更具挑戰性的目標,從而衍生出更好的科技生態環境和行動力。(科技新發現 康斯坦丁/文)

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