中科院2nm晶片研究突破瓶頸獲得成功,"無芯"之痛將為期不遠。

2020-09-14 蜥蜴小哥有話說

說到晶片,中國人心裡就會有一種隱隱約約的痛,而且這種痛讓人很勵志。因為,美國和他的一些所謂"鐵哥們",就是用這把"鹽"來擦抹我們這處已經受傷的傷口,也正因為我們的晶片研發落後,才讓這痛很難癒合。

中國的晶片之痛,痛在哪?

晶片是什麼?這個概念對很多人來說應該是個解釋不清的東西。但要是問晶片是來幹什麼的?很多人張口就能答上來。晶片在我們的生活中無處不在;比如:我們使用的手機和電腦;全自動洗衣機和照相機;電視機和生活中的機器人等等。至於在工業上的;軍事上的;醫療和航天以及科考深潛器上的晶片技術用途更是廣泛。由此可以看出,晶片雖小,它被稱為電子產品的心臟卻是沒有絲毫的誇張,它的功能如同人類的大腦一樣重要那更是不必細說。

當今世界,中國已經成為了一個晶片的主要消費大國而且是市場份額巨大。據統計,每年中國用於購買晶片的資金大約為為3000億左右,特別是2018年中國的晶片市場已經超過了4000億美元。然而,在這種繁華的背後卻難以掩飾國人的無"芯"之痛。

既然是「無芯之痛」,痛在哪?痛就痛在在中國核心集成電路國產晶片佔有率上,多項為零。作者這麼說,也許會有人不同意:"華為就是我們自主產權的呀"!是啊,華為的的確確是我們自己的品牌。但是,有一點你必須要弄明白,這就是華為所使用的晶片並非是自己製造的啊,而是臺積電為華為代工的。

其實,中國晶片落後這是一個不爭事實,造成這種落後的影響因素如下:

首先,競爭能力不夠。當今世界在晶片領域身居霸主地位的是韓國和美國。目前,中國在全球晶片市場上的影響力還是無法和這兩個國家分庭抗禮的。據Gartner發布的數據顯示,2017 年全球營收規模前十名的半導體企業中,竟無一家是中國企業。排在第一的是韓國的三星, 2017 年營收達竟然 688.25億美元,市場佔有率為16.4%。而美國5家企業則榜上有名。這的確充分顯示出,美國的確是當今世界名副其實的晶片霸主地位。

其次,晶片研製較晚。中國晶片落後的主要原因是涉足這項領域研製的起步較晚,因此在自主產權上"空白點"很多,而且在製作技術上更無優勢可談。即使生產出來的晶片,不但粗糙而且質量更無法保障。更何況還沒有一個統一的執行標準,達不到量產的規模。而且在當今世界核心集成電路的16個項目中,國產晶片佔有率為0%的有9項,與美韓晶片強國的差距可見一斑。

第三,主要依賴進口。我國使用的晶片完全依賴進口,這是我們致命的軟肋,這也是美國總統川普總在拿捏和刺激我們的主要 「命穴」。可以說,中國離開獨立自主的研製晶片,這條路是絕對行不通的。據官方數據,我國有近9成的晶片是依靠國外進口的,僅 2017 年就高達 2601億美元,遠超我國石油的進口規模,上升為中國進口額最大的領域,而且貿易逆差一直高居不下。據相關數據統計,僅2017年貿易逆差就達到了近年來最高值1932億美元。

無芯之痛,這也許是一種國殤後的覺醒。更是自主產業的崛起。所以,一定要在更短的期內,儘快地擺脫對國外晶片技術的高度依賴,實現晶片國產的完全自主研發。爭取用最快的時間,去實現晶片領域的霸主地位。

中科院2nm晶片更先進,先進在哪?

近日,中科院一則大好消息引發了國內外的很大轟動。

據《網易新聞網》、《鳳凰諮詢》、《收狐網》等幾家國內媒體報導:"取得重大突破!中科院2nm晶片成功「破冰」,國產芯未來可期"!

2nm晶片是一個什麼概念?

每當說到晶片,我們就會很自然地聯想到這樣一個計算單位——納米(nm)。比如:華為的海思990 5G SoC晶片就是用7nm工藝製程生產的晶片。在這裡所說的納米就是長度尺寸單位,也就是說:在晶片上計算的尺寸越小,它的生產工藝難度就會越大。

在數學上,所說的納米就納是 0.000000001 米。那麼,0.000000001 米是什麼概念?舉例:如果用標尺實際測量的話,假如得知一個人的指甲的厚度約為0.0001米(0.1毫米),那就需要把這片指甲試著從側面切割成10萬條線,每條線就約等同於1納米。這樣,2nm是一個什麼樣的概念就很清楚了吧。另外,2nm在製作工藝上是一個很重要的節點。因為,它比3nm製程又縮小23%。

說到這,作者就用臺積電的晶片研發過程來說話,進一步說明 2nm 晶片的先進之處和它與市場的利益關係。

1、在晶片研發上,臺積電發展的進程很快,他們的7nm晶片量產之後,隨即跟進藍圖定格在5nm上。最可怕他們的3nm、2nm晶片也有了明確的規劃時間節點。

2、作為晶片研發,7nm二代已經進入量產,所以,進入針對5nm的量產日期不會超過2020年的年末。那麼,3nm和2nm研發臺積電又是怎麼計劃研發的呢?

3、臺積電準備2020年投入6000億元新臺幣,在新竹進入3nm、2nm的廠房新建和其它工作全面啟動,爭取在2022年底至2023年初,爭取3nm實現量產。

4、不得不說,2nm晶片製造可謂是一件很恐怖的工藝。儘管離這項工藝的製造時間還有3年—4年的時間。但是,從臺積電公布的時間進程來看,2nm可在2024年基本實現量產。

那麼,2nm工藝是什麼概念 ?在這只能是粗略和大概的介紹一下 。按照摩爾定律所分析的運行規律來看,集成電路上可容納的元器件的數目,大約每隔18月 —24 個月會翻倍,其對應性能也將提升一倍,但其價格卻保持不變。從現實情況的具體分析看,這幾年摩爾定律有些失效。因為,元器件的數量已經不是一兩年在翻倍而是3年左右才能翻倍。

另外,如果晶片真的能實現2nm的話,這對生產所用的元器件和元器件之間的距離要求會更高。可以說,2nm已經達到物理的極限了,這種極限等於到了馬裡亞納深海的無人區,需要更高的工藝才能完成。

值得高興的是,中科院已經突破了2nm晶片的技術瓶頸,在自主設計上又邁出了一大步。但是有一個最為棘手的問題還沒有解決,那就是製造晶片的光刻機。因為,能製造出2nm的光刻機,目前我國還沒有。這樣的話,就意味著我們還有很長的路需要繼續走下去。因為 ,不想被別人去挾持,不想被別人扼 喉,要想實現晶片的全面自主。即:自主設計;自主生產。否則,根本談不上是完全自主的品牌。

我國晶片技術的現狀?短板在哪?

中國晶片技術的現狀是什麼樣?在中美貿易摩擦之前,大多數國人還真的不太關心晶片問題。都以為晶片是我們自己生產的呢。隨著中美貿易摩擦的開始,中興被美國制裁後,國人才恍然大悟。前些日子,美國又聯合一些國家對華為所使用的晶片,採取了更為殘忍的"扼喉"斷給,再次地讓中國的無芯之痛而痛上加痛。那麼,我國目前晶片技術究竟處於一種什麼樣的狀態呢?

1、據悉,我國目前從事晶片研發企業已經多達1700多家,而且每年會有上千億元的巨額研發資金的投入。儘管如此,我國每年依然高度的依賴進口的晶片。據統計,我國在 2018 年進口晶片就已經超3100億美元,進晶片原器高達4000億個 。在這裡可以毫不隱瞞地說,國產晶片使用比例都不超過20%,也就是說有80%的晶片依賴國外進口。

2、製造晶片的光刻機是個軟肋。目前,我國用於製造晶片所需的一些設備基本都已經到位。比如,刻蝕機,離子注入機,拋光機等,都已經處於世界前列。但是,唯獨缺少光刻機。

3、目前,7納米的晶片在一些科技發達的國家裡都已經實現了量產。然而,中國的晶片製造還依然停留在14nm的階段而停滯不前。也就是說,中國的晶片技術研發與先進的國家相比整整差了三代。

我們不能不承認中國晶片研發目前的現狀是中等水平,與三星、索尼、英特爾還有一段差距。但是,這種現象不會久遠,因為我們有理由相信,再給中國3年至4年的時間,就會成為一個引領世界晶片技術的霸主。到那時,誰還敢瞧不起我們!對此,你看好嗎?

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