ARM V9不能用、7nm工艺被禁、日本设备管控,中国芯能扛住吗?【龙科多03】

上一个视频,我们聊了美日半导体合作,背后各自的算盘,尤其是日本不计前嫌,2023年以来,加快配合美国“围堵”中国。日本还希望重振半导体雄风,但并不那么容易。如果大家是第一次点开这个视频,建议先看上一期内容, 这样就连起来了。

大家好,这里是专注于深度科技观察,为中国力量鼓与呼的《龙科多》。美日这番走近,已经密谋半年多。

01

美国该用的办法都用了

这些年美国为了遏制中国半导体产业的发展,在多个维度出招。

首先,是从技术上进行长臂管辖,卡死尖端的设计和制造工艺。例如,人工智能芯片,只要算力在4800TOPS以上,美国就禁,英伟达为绕过禁令,只能贴着“算力红线”,专门开发中国特供版计算卡;

例如,尖端芯片设计方面,美国禁令下,ARM最新架构V9无法授权给中国芯片厂商,像华为和飞腾,都停留在了V8授权。阿里的服务器芯片倚天710赶着末班车,用上V9架构,但却不是永久授权。

尖端芯片制造方面,国内公司禁止使用5/7nm工艺,华为、飞腾的高端CPU都被禁,寒武纪上一代AI芯片可以使用台积电5/7nm工艺,但新一代芯片受美国禁令影响只能工艺倒退。

第二个维度就是拉拢其他半导体先进国下场。在半导体制造设备方面,日本厂商占据全球约30%的市场份额,紧随美国与荷兰之后,位列世界第三位。

我们看到,今年以来,先是荷兰对华禁售光刻机,再是日本政府,出台针对23种半导体制造设备的出口管制措施。如今美国不掌握芯片制造的全产业链,为了压制中国,只能公开胁迫其他国家。

在贸易管制上,日本摸透了美国的想法,针对性出台的23种半导体设备出口管制,包括清洗设备、薄膜沉积设备、热处理设备、光刻设备、刻蚀设备、测试设备,都是10nm~14nm工艺中需要的,上述设备出口,都需要经过日本经济产业大臣的同意。

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对华影响

日本此举背后,是美国精心调研,对华实施先进技术精准封锁。近期,美国除了阻止外界向中国输送上游技术,也找各种细节,试图锁死中国自身技术成长。前段时间,中国一所普通的本科院校,洛阳理工学院,被美国列入制裁名单。为什么被美国盯上?细查大学官网会发现,材料专业不容小觑,为我国的微电子、航空航天领域,输送不少人才。

美国穷尽一切方式对华技术封锁,本质上,是因为自身技术面临天花板。拿摩尔定律来说,现在差不多已经接近极限,几乎很难向2nm以下制程突破。美国靠阳谋,也就是技术自我驱动,已经做不到与追赶国拉开足够差距。所以,只能用围堵的盘外招。正如美国官员沙利文所说:以前,技术禁运只需关注领先几代,现在是要尽一切可能维系领先。

实事求是讲,日本如果严格执行出口管制,会影响中芯国际、长江存储快速扩充产能的计划。毕竟,半导体设备的国产替代也需要时间,像上海微电最新的600系列光刻机,最多只能满足90nm的工艺要求,与ASML、尼康、佳能隔了好几个世代。中微半导体的刻蚀设备,虽然已经被台积电采用,但产能上目前依赖美系元器件。

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加上美国在其他先进半导体技术上对中国的禁令,目前已导致中国无法快速进军高端半导体产业链,无法实现高层次的半导体生态自循环。

03 

自主可控进度加快

不过,随着国内技术迭代,市场逐渐成熟,未来几年,中国半导体构建成熟、自主的中低端生态圈,不是问题。半导体产业链各个环节,实现技术从无到有,从小到有一定规模,站住脚跟,培养人才梯队,不是问题。

下一步就是如何熬下去,找机会升级了。美国封锁这几年,对中国技术自主来说,没有失败,只有进步。过去太依赖先进国的技术商业转让和授权,重买轻造,把世界想象得太好,半导体全产业链下各环节的自主可控进度,其实很慢。

未来,材料和设备这类门槛低的领域将是最先突破的,日本对华封堵最多一时奏效。2019年,日本曾限制高纯度氟化氢和光刻胶出口韩国,随后,韩国政府与三星等联合,产学研高投入,扶持本土企业,强技术攻关,一两年内就拿出了替代产品。

在强市场需求下,韩国人敢啃硬骨头。中国内生市场需求也很强烈,将有更多有识之士,铆足劲啃硬骨头。

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04 

决胜场在高维度技术

回到和美国的较量,一时够不着高端半导体技术,我们也没必要彻底灰心,不要轻易认输。先进技术和技术升级不可能从天上掉下来,是通过发达市场培育下的产业优势不断迭代出来的。

上世纪80年代,日本家电产业横扫全球市场,带动日本半导体技术突飞猛进。90年代,美国换了赛道,在台式机上发力,促成美国领导的全球互联网革命,结合打压措施,让美国半导体反超日本。

智能机时代,中国开始跟上步伐,半导体产业正式觉醒,一批本土企业开始向技术顶峰发起冲击。国际产业竞争当然是很现实的,有人做初一,就有人做十五。于是,美国阳谋+阴谋,进行技术封锁。

美国封锁这几年,对国际市场来说,也是失败。少了繁荣且足够大的市场,技术就没有源源不断升级的源动力。连着两任美国政府对华封锁,实际是用牺牲市场的代价,限制中国半导体技术向高端升级。在这个僵持阶段,刚开始美国或许是“八百”,中国是“一千”,但随着电动汽车以及新能源产业的崛起,谁是“八百”,谁是“一千”,还不能过早下结论。

有必要再重复说一次,美国封锁这几年,对中国技术自主来说,只有进步。如今,中国的电动汽车、新能源光伏、人工智能产业,要技术有技术,要内卷有内卷,反过来将会极大促进中国半导体生态循环从低向高突破,甚至可能开辟出新赛道。

最后总结下,技术竞争如果在同一个维度,是无法靠围堵获得长久领先。例如,对晶体管技术,中美的工程师其实都在做一件事,即如何在更窄的线宽上,控制电流开关。这完全不像刘慈欣小说中人类与三体世界对抗,三体人掌握了更高维度技术。

所以,中美间的技术差距,只是追赶时间快慢问题。美国及其盟友对中国的技术封锁,以及中国反封锁,一样也只是时间问题。

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