3月15日,台积电创始人张忠谋在采访中说:“大陆的半导体技术落后台湾省5-6年”,同时表示“对美国的芯片政策没什么意见,甚至是支持的”。
看到张忠谋这番话,作为一名普通的中国人,还是很气愤的。
我们都知道台湾自古都是我国领土的一部分,如今台积电凭借先进的芯片制造技术嘲笑内地企业,支持美国芯片政策。这不是“亲儿子向着干爹吗?”哪有这样的道理?
事实上,台积电早在2020年9月就“遵守美国芯片禁令”停止为华为代工了,致使华为在5G、智能手机领域受到严重影响。为此华为创始人任正非直言:“打压我国芯片的不是美国人,而是我们中国人。”
当时觉得任正非说的有点过了,但如今看来还是颇有道理的。
那么问题来了,国产芯片究竟什么水平,6年差距在哪里呢?如何破解芯片难题呢?今天我们就一起来聊一聊!
与台积电的6年差距
张忠谋所说的6年差距就是指芯片制造领域,甚至可以说是中芯国际与台积电的差距。
6年前芯片制造最先进工艺是14nm,好巧不巧的是,如今中芯国际制造水平就是14nm。
看似巧合,实际上蓄谋已久。甚至可以说台积电、美国等联合将中芯国际的工艺制程钉在了14nm。
2000年,中芯国际在上海创建,创始人张汝京号称“建厂大王”,也被称为“中国芯片之父”。
张汝京出生于江苏南京,成长于台湾,台大毕业后去了美国留学,之后加入了德州仪器。
当时张忠谋已经成为了德州仪器的高管,职位差距巨大,因此二人并没有什么交集。
张汝京在德州仪器工作了20年,他的主要工作就是建厂,曾一口气在美国、日本、新加坡、意大利完成了10座半导体工厂的建设及运营,因此很多人称他为“建厂高手”。
建厂过程中他积累了丰富的经验,也逐渐成长为了芯片制造领域的专家。
1997年张汝京离开德州仪器,回到了祖国。机缘巧合之下在台湾创建了世大半导体,短短3年就做到了台湾第三,一度威胁到了台积电。
最终,台积电伙同台湾当局出资50亿美元收购了世大。收购之后,张汝京问张忠谋能否将第三家芯片工厂建在大陆,但始终得不到肯定答案。
心灰意冷的张汝京只好选择离开,甚至连股权和户口都放弃了,这是张汝京和张忠谋的第一次交战,也是大陆与台湾芯片的第一次非正规竞争。
2000年4月,中芯国际在上海浦东创建,内地真正意义上的芯片制造公司成立了。为了支持高新技术的发展,上海给予中芯国际5年免税、5年税务减半的土地优惠政策。
2002年中芯国际在日本设立了子公司,2004年在美国上市。这样的速度再次引起了台积电的警惕。
紧接着,中芯国际就接到了诉讼书:“台积电在美国加州起诉中芯国际侵犯专利权和窃取商业机密。”
2004年8月台积电再次对中芯国际发起诉讼:中芯国际侵犯了台积电三项专利,希望美动用关税法,禁止中芯国际产品进入美国。
海峡两岸芯片企业多次对垒,最终双方于2009年达成和解协议:中芯国际向台积电赔偿1.75亿美元、中芯国际创始人张汝京辞职、台积电获得中芯国际8%的股份。
这样的结果可以用“惨败”来形容,但张汝京却说:“这不是人生中的失败,不要被打趴下,中芯国际要一如既往的勇敢向前走。”
张汝京走后,中芯国际陷入了短暂的动荡时期,这期间很多工程师、高管纷纷离职。直到中投集团和国家“大基金”的介入,中芯国际才稳定下来。
2011年,向中芯国际投资2.5亿美元,占股11.6%成为第二大股东。接着2014年国家集成电路投资基金向中芯国际注资,此后中芯国际被国有控股的大唐电信和“大基金”控制。
也就是说,到了2014年中芯国际才算真正的稳定下来,这中间耽搁了5年。
那么试想一下,如果张汝京没有离开中芯国际,凭借他的能力和号召力,中芯国际的实力恐怕远不止如此吧!但哪有那么多如果呢?
止步于7nm
2017年,梁孟松加入中芯国际,中芯国际在梁孟松的带领下攻克了14nm、7nm技术,但苦于没有EUV光刻机,因此只能止步于7nm。
有网友可能要问了,没有量产7nm,怎么能说攻克7nm技术呢?
我们来看看梁孟松的实力
梁孟松,电子工程学家,电机电子工程师学会院士,曾任AMD工程师、台积电资深研发长、三星电子研发副总经理,现任中芯国际CEO。
梁孟松在加州大学读计算机博士时,他的导师就是FinFET发明人胡正明,胡正明是美国国家工程院院士、中国科学院外籍院士,还曾担任过台积电的首席技术官。
梁孟松本人也有“集成电路结构的形成方法”“集成电路与其形成方法与电子组件专利”等。
在美国专利局的资料库里,梁孟松参与发明的半导体技术专利有181件,全部都是最先进、最专业、最重要先进制程的技术研发。
2003年,台积电在130nm工艺研发中击败了IBM,其中就有梁孟松的功劳,但当时梁孟松并没有受到重用,因此有了他进入三星的经历。
在三星,梁孟松并带领三星工程师在14nm节点上击败了台积电。
可以说,梁孟松无论是理论、专利技术还是实战经验都堪称“芯片大拿”。所以梁孟松所说的攻克7nm技术所言不虚。
但是,即便有了制造技术,没有EUV光刻机依然无法量产7nm芯片。
当我们满怀信心购买EUV光刻机时,却发现光刻机也被“禁运”了,哪怕是付双倍的价格也无济于事。
买不到,自己造。谈何容易啊!
EUV光刻机拥有10万个零部件,4000个轴承,3000条线缆、2公里管道,重达180吨,关键这些零部件精确度要求极高。
就拿“三大件”来说吧,EUV光源系统、光学透镜、双工作台,我国努力了十几年都无法攻破。
EUV光源系统,由Cymer(ASML收购)和德国通快提供。
首先打造一套30KW的二氧化碳激光器,发射出频率5万赫兹的激光,然后击中下落的锡滴(直径2微米),才能激发出EUV光源,其难度可想而知。
光学透镜由德国蔡司提供
透镜的平整度要求极高,相当于从上海至北京的铁轨凸起只有2cm。
这么和你说吧,普通镜子从北京拉长到上海,凸起会达到2米。EUV光学透镜的要求提高了100倍。
这还没结束,EUV光源极易被吸收,因此镜子上还需要镀有多层纳米级化合物。
双工作台由ASML掌控
双工作台的发明大大提高了光刻机的工作效率,它可以一边工作一边测量,产能提升3倍。
但两个工作台同时高速运行,还能够做到2nm的精确度,这绝对不是一件简单的事情。清华大学经过多年研发后,才将精确度控制到10nm左右,与ASML仍有差距。
三大件都如此难攻克,何况10万个精密部件呢?因此,EUV光刻机方面,我们还有很长的路要走。7nm芯片短期也很难实现量产。
自主研发才是王道
既然买不到,那就只能自主研发了。
自主研发最重要的无非是人才、资金。资金我们有了,人才却是难题。
中国人从来都是智慧的,世界上很多高科技领域都有华人的身影,按道理我国不应该缺少人才啊!但实际上却很尴尬,就像任正非说的“中国人卡自己的脖子”。
2022年12月,台积电在美国亚利桑那州举办了盛大的“移机典礼”,就连美国总统拜登都亲自参加。
移机典礼上出现了“有趣”的一幕。
这张照片有8位大佬,从左至右依次是:AMD CEO苏姿丰,英伟达创始人黄仁勋、苹果CEO库克、ASML CEO温彼得、台积电总经理魏哲家、台积电董事长刘德音、台积电创始人张忠谋。
除了库克、温彼得,其余6位均是华人,却都在庆祝台积电去美国建厂。要知道台积电在内地连一座14nm晶圆厂都没有。
此外,根据相关数据,全球最顶级的材料学家,前六位均为华人,而且有5位毕业于中国科学技术大学。他们是杨培东、殷亚东、黄喧益、夏幼南、孙玉刚、吴屹影。
更为可怕的是,有五位本科毕业于中国科学技术大学。这些人才都去了海外,为别人研发高科技,反过来制裁我们。
大名鼎鼎的英伟达创始人黄仁勋、博通CEO陈福阳、AMD CEO苏姿丰都是华人,但都在“卡我们的脖子”。
在人才方面,我们正在为别人做嫁衣裳,多么令人心痛。
未来,只要我们能够解决人才外流,让其有用武之地,就足够解决芯片、光刻机的难题了。
所以自主研发除了投入资金,制定政策外,最应该做的就是留住人才,用好人才。
写到最后
5-6年的差距,不算太大,只要我们能够解决EUV光刻机难题,完全能够逆袭台积电。到时候,恐怕台积电又会反过来求我们合作了吧!
当然,这前提是我们能够有效的进行自主研发,用我们的智慧彻底解决“卡脖子”难题。