說到晶片,這是國人心中隱隱的痛,每年從國外買晶片的花費已經超過了買石油。因為美國的限制,我們國家晶片產業在發展的道路上遇到了新的困難。其實,在歷史上,我們的計算機研發一直都在努力,只是因為一些特殊因素,我們被國際先進水平給甩下了。
一、華羅庚力主中國計算機研發事業
新中國剛剛成立的時候,我們就已經意識到電子計算機的重要性,並開始著手進行相關的研發。那個時候世界上第一臺通用計算機才剛剛面世不久。之所以我國能這麼早意識到計算機的重要性,主要歸功於我國著名的數學家華羅庚先生。華先生早在1945年,日本投降之前,就已經意識到計算機的重要性,並向當時的國民政府提出建議,要求國家派學員到國外去學習計算機的先進技術,並制定了較為詳細的計劃。
那個時候,通用計算機雖然還沒有研發成功,但西方已經有了近200年的計算器研發經驗。當時已經有了可以計算積分的計算器和求解方程的計算器等多種專用計算器。西方國家把電子計算機列為二戰取得勝利的第四大功勳。給日本投遞原子彈的B29遠程轟炸機,就使用了計算機進行輔助研發。華羅庚先生預測,在以後的國防和工業上,計算機的用途會越來越廣。要求國家儘快安排人員出國學習計算機技術,先進行仿製,然後進一步自行研發,甚至希望能發明新的計算機和新的算法。
但是當時的國民黨政府和官方科研機構沒有意識到計算機的重要性,也就沒有落實華羅庚的建議。
後來1946年,華羅庚先生到美國去學習,終於接觸到了計算機研發的前沿。在美國,華羅庚先生接觸到了馮·諾伊曼和戈德斯坦,這兩位都是現代計算機研發史上的重量級人物,前者是第一臺現代意義的通用計算機EDVAC的技術顧問,提出了馮·諾伊曼結構,後者參與了世界第一臺通用計算機ENIAC的研發。華先生與他們進行了學術交流,並於1950年從美國帶回了一些計算機資料。可見華先生始終堅信,我們的國家非常需要計算機這樣的利器來發展。
由於計算機的研發需要物理學、電工學、數學等多方面人才,華先生本人只專長於數學,回國後並不能直接主導計算機的研發工作。但華羅庚先生的遠見卓識,確實帶動了中國計算機事業的發展。早在1951年,就力主國內開展電子計算機的研究。1952年,成立中國第一個電子計算機研究小組。1956年,國家把計算機納入12年科學發展願景規劃中,並列為四大緊急措施之一。
1958年8月1日,中國仿製出了第一臺小型通用數字計算機103機,次年九月仿製出了首臺大型通用數字計算機104機。當時正是中國原子彈研發的關鍵時期,兩臺計算機在原子彈研發中發揮了很大的作用。但由於原子彈研發涉及的計算量很大,除了這兩臺計算機以外,不得不大量使用算盤和手搖計算機來完成相關計算。需要說的是,雖然稱為大型計算機,104機的算力只有10000次/秒,現在我們使用的主流手機算力都是它的一千萬倍以上,可是我們很多人卻只會用這樣先進的設備來聊天看電影,或者控制幾個小人打架。如果有時光機,真想給當時的科研人員送幾臺電腦過去。
後來的計算機研發越來越順利,兩彈一星的後續研究,基本都用上了國產十萬次每秒以上的計算機了,而且是自主研發的。算力越來越強,壽命也越來越長。服務原子彈和氫彈研發的主要還是第一代電子管計算機,到1964年11月,已經自主研發出了第二代計算機——電晶體計算機。再到70年代,已經研發出了第一臺集成電路電子計算機,1976年第一臺大型集成電路電子計算機013研發成功。
後面的事情,就進入晶片時代了。由於軍工國防的需要和工業發展的需要,我國在大型計算機方面的研發一直比較重視,也取得了很多成果。到了2012年以後,更是多次研發出了世界最快的超級計算機。
二、晶片沉浮記錄,用市場帶技術
晶片方面,我國從70年代開始入門,到八十年代已經形成了比較完整的產業鏈。如果堅持獨立自主,也許會形成一個優勢領域。但隨著國家經濟市場化進程的推進,晶片產業和大飛機一起逐漸走向了衰退。國產技術迅速被引進的技術替代,產業鏈也逐漸衰落。其實這時候如果能夠跟國際先進水平接軌,也是不錯的結果。但由於當時行政審批程序繁瑣,很多設備訂購的時候先進,真正運回來使用時,就已經落伍了。再加上後來歐美國家開始對我國實施先進技術和設備的封鎖。我們錯過了最佳的發展時期,被臺灣和韓國的電子行業迅速趕超,並遠遠落在了後面。
2006年,國家核高基計劃推出以後,國內晶片產業重新開始發力,全產業鏈逐漸恢復起來。到現在為止,我國的晶片產業,從設計到生產再到封裝測試,從生產原料到生產耗材再到生產設備,都已經有了布局,雖然說都還不算強大,但從全產業鏈層面解決了從零到一的問題。
我國自主設計研發了龍芯通用晶片,設計並生產了航天軍事專用特種晶片,設計研發了超級計算機用260核專用晶片,華為公司又設計了世界頂級性能的手機晶片,這些都是我國晶片設計行業的成果。
晶片生產上,臺灣愛國人士張汝京組建了著名晶片生產企業中芯國際,目前已經解決了14nm晶片的生產問題。該公司先後引進多位技術大牛人物,包括當下熱門人物梁孟松和蔣尚義都曾經是臺積電發展的功臣。除了中芯國際,國內還有很多晶片生產企業,也都能夠進行晶片的生產。包括華為、比亞迪等公司在內的很多高技術大公司,也開始入局晶片的生產。設備和耗材領域,我國雖然總體上工藝水平並不先進,但幾乎在每個領域都有布局,相關企業利用國內的多樣市場已經站穩了腳跟,未來實現趕超並不是沒有可能。
我們相信困難是暫時的,雖然技術還不夠先進,又面臨著強國的限制,但我們有技術、有人才、有市場,未來通過國內市場,一定可以培養一個完整而又先進的晶片產業鏈。我們要知道,國內的晶片市場可不僅僅是手機晶片和電腦晶片這麼簡單。真正的市場要大得多,各種網絡設備包括基站、路由器等,電視、空調等各種家用電器包括小家電,各種智能設備,兒童電動玩具,汽車,工業物聯網用晶片,甚至還有航天和軍工專用晶片等等,特別廣大的一個市場,而且絕大多數設備並一定不需要7nm甚至5nm這樣的先進工藝。這些晶片市場足可以養好中國一個晶片產業鏈,隨著升級換代逐漸趕超西方不是完全不可能。
到時候,國外企業想重新返回這個市場時,將面臨非常殘酷的競爭環境。
美國制定各種限制措施,短期來看確實給我國的晶片產業發展帶來很大的困難,但長遠來說是對中國有利對美國企業有害。要知道近些年,美國晶片行業增長速度是整個GDP增速的幾倍,可以說晶片行業是美國經濟的主要引擎之一。但最近歐洲開始全力打造高端晶片的完整產業鏈,避免在特殊情況下被卡脖子。如果未來丟掉了歐洲市場和中國市場,美國的晶片行業將面臨什麼樣的困境可想而知。就像當年穀歌公司,主動退出中國市場,現在即使回來,也很難有大的市場表現。後悔藥,可不好買。
三、未來發展
在做好晶片產業布局的同時,我國的科研力量一直都在緊跟世界潮流,研發未來的新技術。比如雲計算領域,我國已經發展出僅次於美國的雲計算能力,只要結合成熟的5G技術,國內手機和電腦市場可能面臨新一輪洗牌。因為現在人手一個高性能手機和高性能電腦是對資源的很大浪費。通過雲計算布局,完全可以讓手機使用廉價晶片藉助雲計算資源,執行現有的手機、電腦甚至超級計算機功能。很多人說雲手機玩遊戲不好使,不用急,現在世界範圍內正在開發雲遊戲,一旦雲遊戲大批量上市,我們的手機真就不需要那些性能過剩的手機晶片了,而且可以自由切換遊戲,不用擔心內存不夠。那些高端的晶片,最終的走向只能是專業計算機和雲計算中心,不再成為限制百姓追求娛樂體驗的絆腳石了。
除此以外,我們的九章量子計算機面世告訴我們,我國一直在量子計算領域投入研發力量,已經走到了世界的最前沿。未來誰先實現真正的通用量子計算機,中國將成為有力的競選者。未來量子計算機的硬體標準和軟體標準,必將不再完全由西方來制定。
晶片行業,我們在看到眼下困難的同時,必須堅定信心,堅持獨立自主,走過這段困難時期,就是一片彩虹。全國人民團結一心,努力發展經濟和科技,我們必將成為那個難以被限制的強國!
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