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亟待攻克的核心技术:名人娱乐说中兴的“芯”病 中国的心

2018-04-19 16:46:21 名人娱乐-官网 已读

  是什么卡了我们的脖子——

  中兴的“芯”病,中国的心病

  本报记者 张盖伦 付丽丽

  亟待攻克的核心技术②

  当地时间16日,一记重拳向中兴通讯砸下。美国商务部表示,由于中兴通讯违反了曾与美国政府达成的和解协议,7年内禁止美国企业向中兴通讯出口任何技术、产品。

  招商电子分析称,中兴通讯的主营业务有基站、光通信及手机,而芯片在这三大领域均存在一定程度的自给率不足。

  若真的禁运,中兴危矣。

  专家称,美国制裁中兴,是警钟,也是集结号。“我们需要反思,但也不能让步。集结号已经吹响,国产芯片何时能上战场?”

  每一步都是高难度操作

  缺“芯”缺在哪?

  以此次中兴通讯被制裁的用于光通讯领域的光模块为例,其主要功能是实现光电及电光转换。光模块中包括光芯片,即激光器和光探测器,还有电芯片,即激光器驱动器、放大器等。低速的(≤10Gbps)光芯片和电芯片实现了国产,但高速的(≥25Gbps)光芯片和电芯片全部依赖进口。

  为何缺“芯”?首先来了解一下“芯片的诞生”。

  中国科学院西安光机所副研究员、中科创星创始合伙人米磊介绍,芯片核心产业链流程可以简单描述为设计—制造—封装。

  其中有三个关键步骤:第一,提炼高纯度二氧化硅,做成比纸还薄的晶圆;第二,在晶圆上用激光刻出数十亿条线路,铺满几亿个二极管和三极管;第三,把每片晶圆切割封装好——目前指甲盖大小的芯片里能集成150亿个晶体管。

  每一步,都需要极精细操作。

  “芯片的制造如同用乐高盖房子。先有晶圆作为地基,再层层往上叠,最终完成自己想要的造型(即各式芯片)。”米磊说,做晶圆需要一种特殊的晶体结构——单晶,它可以像原子一样一个挨着一个紧密排列,保证基底平整。

  要做出单晶的晶圆,就得对原料硅进行纯化和拉晶。拉晶过程中,“要用到单晶硅生产炉、切片机、倒角机等多种设备和材料,其中90%需要进口。” 陕西光电子集成电路先导院总经理张思申介绍。

  “还有一个卡住我们的,就是芯片纳米级工艺。”米磊说,当前国际上可达到的芯片量产精度为10纳米,我国能达到的精度为28纳米,还差两代。“而且,关键原材料和设备还都是进口。”

  芯片制造难,也烧钱。

  前芯片行业从业者王岩(化名)告诉科技日报记者,做芯片“投入几十个亿可能就听个响”。制造芯片需要实践,但芯片的实践和试错成本太高,往往一颗芯片就能决定一家公司的生死。如果投入无法获得对等产出,这种耗资巨大的试错和实践就不会持久。“没有持续的实践,技术积累也就是空谈。”而如果没有实践中的经验积累,那么设计制造芯片过程中出错率高,产出率也差,形成恶性循环。

  美国出了张“大王”

  “缺芯现状非短期所能改变,要有耐心。”在18日晚由中国计算机学会青年计算机科技论坛(CCF YOCSEF)举办的一场特别论坛上,中国工程院院士李国杰表示,国家芯片水平从某种程度上反映了国家的整体水平。“从设计、加工到设备配套,芯片产业链漫长,涉及领域广,尤其需要经验的累积。”李国杰坦言,“不是说砸钱下去就能把差距追平。”

  中科院计算技术研究所研究员包云岗认为,差距的形成和拉大,在一定程度上是由于我国错过了一个时代。上世纪七八十年代,国际芯片产业开始发展并迎来腾飞。“每种芯片发展到今天这样的成熟度,差不多需要万人/年的投入,而且是长期投入。”

  我国芯片产业根基薄弱,国际环境也不好。

  中科学计算技术研究所研究员、龙芯处理器负责人胡伟武感叹,没想到美国这么快就出了张“大王”。“如果禁运发生在五年后,我们或许能应对得更加从容。”

  何出此言?胡伟武指出,在国际上,通用CPU的性能于2010年左右已达到了天花板;而我国自主研发的通用CPU性能,也预计在2019到2020年左右逼近天花板。再过五年或稍长一点时间,围绕自主芯片的生态也可初步形成。“现在主要有两个生态体系,一个是英特尔加微软,一个是ARM加安卓。在我国一些特殊领域,如能源、交通、金融、电信和国家安全中,国产芯片已经得以应用;再过若干年,到开放市场上或也可以一战。”胡伟武判断。

  不要等“做到跟国际水平一样”才用