前言
中美之间的矛盾其实已经存在许多年了。
大国之间的矛盾便是如此,而且可能会因一些波澜,涉及到自身的发展,科技的发展,贸易的发展,牵一发而动全身,这是如今的国际生存常态。
而中国目前科研领域有一个板块,目前因为国际矛盾,陷入了一种微妙的停滞。
芯片被誉为「现代工业皇冠上的明珠」,一直都有着举足轻重的地位。
中科大的物理学教授朱士尧
如今两个字是最近几年中国互联网、乃至国际政治上津津乐道的热词,芯片无比重要,越重要也就意味着越困难。
芯片难,难在技术上。
有些人甚至无法想象芯片究竟有多难造,中科大的物理学教授朱士尧在访谈中表示: 他作为一名主攻物理学的人员,从物理学的角度来讲,造5nm芯片要比造原子弹难10倍以上。
信息来源:世界先进制造技术论坛官方账号2024-11-19 造5nm芯片要比造原子弹难10倍以上美国不给你用设计软件
芯片有多难
芯片的制造居然比原子弹的制造还要困难!这或许这一听让很多人会摸不到头脑, 感觉一头雾水。
想要了解芯片技术力为何恐怖如斯,就得先知道究竟困难点在何处。
芯片制造的难度源于其精细度和复杂性。
随着技术不断发展,就像是雕花一样,在越小的东西上雕的越栩栩如生越是难度大, 芯片的尺寸越来越小,性能越来越强。
特别是5nm(纳米)制程技术,是当前先进芯片制造工艺中的一个重要节点,它涉及到极为精密的光刻技术,晶体管的尺寸接近几个原子层的大小。
而每减少一个纳米,制造的难度指数级增长,技术、资金、设备、人才的投入要求也随之提高。
因此,5nm芯片被视为技术巅峰,它代表着当前半导体行业在微缩技术上的极限。
芯片
很多人都觉得只要投入足够的人力物力,只要能研究一段时间,再难的东西都能被攻克,然而在芯片上这套理论似乎不行。
更何况芯片的研发,并不仅仅是简单的一堆工作人员在科研实验室里捣鼓就能做成的结果,任何一项科学技术的问世, 都不单单是单纯的技术力,其背后更有人与人之间交易、甚至国与国之间的影响
举个简单的例子,芯片技术中最核心的光刻技术,迟迟难以攻略正是因为如此。
芯片
芯片是由数十亿个微小的晶体管和其他电路构成的, 这些元件的尺寸非常小,需要通过光刻技术将电路图案刻印到硅片上。
随着芯片制程的不断进步,晶体管的尺寸不断缩小,要求光刻技术达到极高的精度。
但如今随着制程技术的推进,传统的深紫外光DUV光刻已经无法满足更小制程, 比如5nm、3nm的需求,因此采用了极紫外光EUV技术。
EUV光刻要求在极短的波长下工作,这对于设备的技术要求非常高,且设备的成本极为昂贵。
只有少数公司——譬如荷兰的ASML掌握了EUV光刻技术。
芯片
中国想要拿下'EUV光刻技术,就少不了要和荷兰打交道,那么这个有关科学研究的母题,就立马上升到了国际政治层面
制造原子弹的难点在于对核裂变的深入理解和技术突破,尤其是如何在实际装置中实现足够的临界质量,以引发链式反应。
这涉及到对核物理、材料科学等学科的深刻理解,以及在短时间内积累大量相关技术…… 这些都是可以通过时间的累积经验的迭代而一步步弥补上
但芯片制造的核心难点比如极紫外光刻,这需要高精度的光源、透镜和掩模技术。
单单是这一项,就需要向外国去取经,然而就这么光刻技术一项也仅仅是芯片制造的漫长产业链里面的其中一环而已, 更遑论芯片制造的其他步骤了。
信息来源:茶间财经2024-12-6 美国对华芯片管制再升级,四大协会密集发声:谨慎购买美国芯片
但即便今天知道人如此难了我们依旧没有办法选择放弃,因为芯片技术实在是过于重要,无法割舍也难以替代。
芯片有多重要
半导体产业是全球科技发展的核心支柱,几乎所有现代科技都离不开芯片技术。
从智能手机、计算机到人工智能、大数据、物联网,芯片在其中扮演着至关重要的角色。
同样,芯片的处理能力和效率直接决定了技术创新的速度,也影响着国家的科技竞争力和产业升级, 这边是为何国家要如此努力发展芯片的原因。
除了这些与听上去高级的、人工智能、大数据、物联网这些云里雾里的词汇。
其实芯片与我们的民生也息息相关。看似高高在上冰冷无情的芯片技术, 其实在我们不知不觉中,早已飞入寻常百姓家。
芯片
随着芯片性能的提升,计算能力越来越强,为新兴技术如人工智能、机器学习、自动驾驶、5G通信等的实现提供了支持。
大学生期末肝论文用到的ai科技,还有我们手机上随处可见的5G标志, 乃至现在在少部分城市已经开始试点的无人驾驶技术,都基于这些芯片,也与我们的生活息息相关。
除此之外,芯片也为科学研究提供了强大的计算支持,推动了如生物医药、物理学、气象学等领域的进步。尤其在大规模数据处理和模拟方面,芯片是必不可少的工具。
那些曾经被古人视为不可能痊愈的绝症,慢慢的在芯片技术的推动之下逐渐治愈, 拯救无数个绝望的家庭与水火。
芯片同样在卫星、航天器、遥感技术等领域发挥着重要作用,确保全球通信、导航、天气预报等系统的正常运行。
卫星
我们能够轻松的打开手机,知道明天的天气。
知道明天应该穿点什么,这些看似不经意的举动, 其实背后都与芯片技术的发展有着强烈关系。
芯片如此重要而在二零二零年往后以华为为代表的芯片就不断的结节高升,喜报频频,但如今我们在芯片的制造上已经受到了掣肘,其中与美国有千丝万缕的联系。
美国的限制
面对芯片技术猛速发展的中国,美国也是卯足了力气,正视这个国际上的的头号强敌。
譬如在近些年,美国对中国的芯片技术开始封锁,特别是针对华为颁布芯片禁令, 这几乎已经成为近年来全球科技竞争的一个重要方面。
信息来源:央视新闻 2024-12-26 玉渊谭天|频频制裁中国芯片,美商务部长吐真言:徒劳之举
美国对华为实施的芯片禁令主要集中在限制华为获取先进的芯片制造技术和设计软件。
美国政府认为华为可能会将其技术用于支持中国的军事发展, 因此决定采取一系列措施来打压其科技实力,尤其是在5G技术和通信设备领域。
譬如美国政府禁止美国公司向华为提供芯片及相关技术,特别是涉及5G通信技术的高端芯片,这相当于要让中国未来的芯片发展摸着石头过河。
美国芯片
不但如此,美国甚至要把事情做绝:禁止华为从外国制造商那里采购使用美国技术的芯片,例如台积电制造的芯片中使用了美国的设计工具和技术……
此外,美国还限制了华为获得一些先进的芯片设计软件,如电子设计自动化工具,主要来自美国公司Cadence、Synopsys, 而这项技术华为目前时间内也是无法触碰到了。
在面对中国科技崛起的压力下,美国如同被敲响了警钟,像一只惊弓之鸟一样,加强了本国科技投资,推动芯片制造和研发领域的创新。
例如,美国政府提出了针对半导体制造的激励计划,鼓励国内企业扩大芯片制造投资,同时加大对新技术的研发资金支持。
势必要在芯片这个攻坚克难的高端领域与中国拉开距离。
信息来源:新华社 2024-12-29 国际观察|美国「芯片战」的枉费心机与一错再错
华为曾经通过自研芯片如麒麟系列,在智能手机和通信设备领域取得领先地位,但由于美国的禁令, 华为无法继续获得台积电等外部供应商生产先进芯片。
禁令迫使华为开始寻求替代方案,如加速自主芯片设计和生产,但受限于技术和设备的瓶颈,华为的芯片生产遭遇了重大挑战。
甚至国际上有许多所谓的专家跳出来说,中国的芯片将会一蹶不振。
这话显然是一种非常夸张的说法,中国的芯片也许会有短暂的停滞,但绝对不至于如此。
但从这样的说法中也能品出一些悲观色彩,中国的芯片目前确实是遇到了严重的掣肘,可能需要更长一段时间来攻克。
芯片
虽然美国对中国芯片技术封锁的效果可能会在短期内削弱中国的芯片产业竞争力,但中国加速发展本土芯片制造技术和自主研发的步伐已经启动。
在未来的全球科技竞争中,芯片技术可能会成为一项决定性资源, 各国都在为控制这一关键技术展开角逐。
不过没关系,毕竟在科学技术满溢的今天,我们有充足的时间,我们等得起。
结语
在全球科技竞争日益激烈的背景下,芯片产业已经成为衡量一个国家科技实力的重要标尺。
尽管中国在自主研发和制造方面取得了显著进展,但面对美国的技术封锁和贸易壁垒,特别是在设计软件和核心技术的依赖上,中国的半导体行业仍面临巨大挑战。
中国的大国史观让我们正视平等的看待国际让我们平等的看待我们与发达国家之中确实存在的差距,这或许需要很长的时间才能踏平这之间的距离—— 但即便如此,我们可以接受。
信息来源:观察者网2025-1-12
5nm芯片的设计和制造不仅需要顶尖的技术能力,还需要在全球技术链条中的协同与合作
在未来的发展道路上,只有通过不断创新、突破技术封锁、实现核心技术的自主可控,一步一个脚印,跋山涉水, 中国才能在全球科技竞争中占据一席之地,真正实现从「制造大国」到「科技强国」的转变。
那一天,迟早会到来的。