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文/悟00000空

來源:秦朔朋友圈(ID:qspyq2015)

今天是9月15日,是美國對華為新禁令正式生效的日子。 今天及以後,包括台積電、高通、三星及SK海力士、美光等公司將不再供應芯片給華為。

此前,台積電早就明確表明了立場,肯定遵守美國的禁令,9月15日開始對華為斷供。 不過,出於商務或者更高層次的考慮,在此之前,台積電開足馬力為華為生產芯片,讓華為盡量多屯一些高端芯片。 據稱,華為派出專機趕往台積電,在最終期限之前把晶圓搶運回來。

中芯國際儘管沒有生產高端芯片的能力,卻也以委婉的方式表明和華為“劃清界線”。 然而此綏靖之舉未能達到目的。 不久前,美國國防部官員表示特朗普政府正在考慮是否將中芯國際列入貿易黑名單,這將迫使美國供應商在發貨之前,必須先申請特別通行證。

中芯國際聲明回應稱,任何關於“中芯國際涉軍”的報導均為不實新聞,該公司願以誠懇、開放、透明的態度,與美國各相關政府部門溝通交流,以化解可能的歧見和誤解。

中芯國際還指出,2016年及以前,該公司是經美國商務部正式認可的“最終民用廠商”(Validated End-User) ,並曾有多位美國商務部官員實地到中芯國際進行訪查。 然而大家都知道,此一時彼一時,欲加之罪,何患無辭。 中芯國際的股價應聲暴跌,A股和港股分別跌去十分之一多、五分之一多。

日前,三星、LG電子表示很可能將在9月15日之後停止向華為供應面板,不過他們也申請了許可證,希望能繼續供應。 雖然面板技術跟美國公司沒啥關係,但是面板的驅動IC芯片使用的是ARM架構,所以觸發了限制。

根據新禁令,不管是哪個國家的公司,只要用到美國的芯片技術,都不可以給華為供貨,不管什麼貨。 芯片是技術最多最複雜、供應鏈最全球化的行業之一,設計、製造、封測三個主要環節,以及材料、設備等方面,涉及了無數項技術,基礎性的、最尖端的技術歸屬於美國、英國、德國、荷蘭、日本、韓國等十幾個國家。美國的技術幾乎滲透了所有關鍵節點,無法繞過,如之奈何。

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  芯片設計的架構ARM

前面提到的面板驅動IC芯片使用的ARM架構,是芯片設計環節的一種技術。 1985年,成立於英國劍橋的芯片設計公司Acorn電腦公司研發出了精簡指令集架構處理器,名為Acorn RISC Machine,簡稱ARM。 1991年,Acorn電腦公司剝離了ARM部門,成立了ARM公司,中文名稱安謀公司。

2016年,日本軟銀集團斥資320億美元溢價43%收購了ARM公司。 昨天9月14日,軟銀宣布將把ARM以400億美元的價格轉讓給英偉達公司(Nvidia)。 此前蘋果、三星都曾表達過收購意向。

英偉達公司由美籍華人Jensen Huang(黃仁勳)創辦於1993年,總部位於美國加利福尼亞州。 英偉達的核心業務是為視頻遊戲提供圖形芯片,此外兼營人工智能、自動駕駛汽車、數據中心等業務。 過去兩年,英偉達發展迅猛,市值超過3100億美金,比英特爾的2100多億高出一半,在半導體企業中僅次於台積電和三星,名列第三。 此次英偉達收購ARM,如果能夠獲得相關國家監管部門的批准,那麼將是芯片史上迄今為止最大的一筆交易,將為英偉達的後續發展奠定堅實的基礎,黃仁勳有望成為世界半導體領域的真正盟主。

全世界超過95%的智能手機和平板電腦都採用ARM架構,比如三星、高通、蘋果等。 華為也是用的ARM架構。 儘管海思擁有目前ARM架構最新版本的永久授權,然而能否獲得以後版本的授權是令人擔憂的事。

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  芯片製造的關鍵設備光刻機

芯片製造環節有一個關鍵工藝,光刻,需要一種關鍵的設備,光刻機,最先進的光刻機只有荷蘭ASML公司(中文名稱阿斯麥公司)能夠生產,迫於美國的壓力,現在也斷供中國了。

中國祇能獲得浸入式光刻機(DUV),這個技術有其極限,只能支持7nm線寬以上的芯片製程。 到了7nm,就必須使用極紫外光技術(EUV)。 英特爾、台積電、三星等公司都是用的EUV光刻機。 中芯國際訂了一台EUV光刻機,然而ASML公司遲遲不敢交貨。

1984年,荷蘭飛利浦公司與荷蘭先進半導體材料國際公司(ASMI)合作成立了一家專注於開發光刻機的公司。 八十年代末,恰逢全球半導體市場大滑坡,原先主導光刻機市場的美國光刻機廠商GCA、Ultratech和P&E光刻部等先後退出市場或縮小規模。 日本的尼康和佳能成為國際光刻機市場的新霸主。 當時的技術是乾式微影。

2003年,ASML突破了浸入式光刻技術,一舉超越尼康,成為全球第一的光刻機廠商。 2010年,ASML推出了第一台EUV光刻機,從此一騎絕塵,獨霸世界。

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EUV的技術攻關其實早在1997年就開始了,那一年,英特爾和美國能源部共同發起成立EUV LLC,匯聚了美國頂級的研究資源和芯片巨頭,集中了數百位頂尖科學家,共同研究EUV光刻技術。 英特爾邀請ASML和尼康一起加入該組織,但是美國政府擔心最前沿的技術落入外國公司手中,反對ASML和尼康加入。 幾經周旋,最後ASML成功加入EUV LLC,能夠享受其基礎研究成果,尼康卻沒能加入。

2005年前後,摩爾定律的延續再度陷入停滯。 EUV技術雖被認為是製程突破10nm的關鍵,但技術難度和投資金額極高,尼康和佳能幾近放棄。 在此情況下,ASML仍堅持投入研發,並積極向外尋求研發支持。

在政府經費方面,ASML從歐盟第六框架研發計劃中獲得2325萬歐元研發資助;在合作夥伴方面,ASML提出“客戶聯合投資專案”,用股權向英特爾、台積電、三星等客戶籌得53億歐元研發資金,並向股東提供設備的優先使用權;在合作研發方面,聯合3所大學、10個研究所、15個歐洲公司共同開展“More Moore” 項目(“更多摩爾”)。

ASML的堅持獲得了回報,2010年,它推出第一台EUV光刻機。 2013年收購美國準分子激光源企業Cymer,進一步打通了極紫外光刻機的產業鏈;並於同年推出第二款EUV光刻機。 2017年,ASML推出第三款EUV光刻機。 自此,ASML成為全球唯一一家能夠設計和製造EUV光刻機設備的廠商,成為超高端市場的獨家壟斷者。

ASML之所以能夠維持獨家壟斷,是因為EUV光刻機的確十分難造。 這套設備繼承了全球數百家公司的技術,有超過8000多個零部件,不少是非常複雜的零部件。 某種意義上,ASML扮演著系統集成商的角色。 EUV光刻機不是荷蘭一家公司的產品,是西方國家互通有無、聯手合作的產物。

當年和ASML同時起步的其實還有上海微電子,然而上海微電子的光刻機沒有能夠發展起來,中國現在自產的光刻機還是比較落後。 回頭來看,這也是必然的結果,一聲嘆息。

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  芯片設計軟件EDA

除了芯片設計架構ARM、光刻機等技術之外,還有一個關鍵技術是芯片設計軟件工具,簡稱EDA,即電子設計自動化。 EDA是集成電路產業鏈相對產值較小但又極其重要的關鍵環節。 這個市場70%的份額由三家公司佔據, Synopsys、Cadence和西門子旗下的Mentor Graphics。 在中國市場,集中度更高,三巨頭瓜分了95%的市場。 這三家公司,前兩家總部位於美國加利福尼亞州,第三家總部位於美國俄勒岡州。

我們國內自己的EDA,玩家眾多,有已經上市的,有摩拳擦掌要上市的,然而技術上和美國的差距還是很大,無法取而代之。 180nm/350nm以上的部分老工藝線是可以用破解版或國產替代版繼續做;但深亞微米級130nm/90nm開始就很難離得開正版授權了;越往下越難,到了22nm以下,就完全不可能了。

芯片EDA工具軟件的最大特點是它與芯片代工廠具有高度的綁定關係,因為設計時,需要代工廠提供數據包(PDK),包含了基礎器件和邏輯單元的基本特徵信息。 這個數據包會不斷優化,更新頻繁,同時對EDA軟件有綁定及校驗的作用,一般只支持當前最新版的工具。

總之,在高端芯片的設計架構、設計軟件、製造設備等方面,我們要做到國產化,還有很長很長的路要走。 這只是芯片產業鏈上無法短期國產化的三個例子而已,還有不少其它高精尖技術,國內一時也無法替代,就不一一列舉了。

那麼目前的技術路線、遊戲規則是否有可能完全改變,給我們彎道超車的機會呢?

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  第三代半導體是希望嗎?

目前炒得最熱鬧的概念是第三代半導體。 第一代半導體材料主要是矽,第二代是化合物,常用的是砷化鎵、或者磷化銦,第三代是更好的化合物,包括碳化矽、氮化鎵、氧化鋅、氮化鋁、金剛石等等。 另外還有一些半導體比較特別,不知道該歸入第幾代,時間上它們貫穿第二、第三代,比如銻化鎘、銻化汞、碲鎘汞等等。

第三代半導體材料禁帶寬度寬、擊穿電場高、熱導率高、電子飽和速率高、抗輻射能力高,因而更適合製作高溫、高頻、抗輻射及大功率器件,又被稱為寬禁帶半導體材料,或高溫半導體材料。

第三代半導體應用前景十分廣闊,有望突破目前半導體材料達到摩爾定律極限的困局,而且可能改變芯片的製造模式,代工模式可能不再適合,將回歸IDM模式,也就是設計、製造一體化。 這的確有可能改變目前芯片行業的整個格局。

當然,所有這些目前都還只是前景、希望而已,離產業化還很遠,風險也很大,不排除是一條死路。 然而,我們的資本市場已經聞風而動,“龍頭股”們又開啟暴漲模式。 網上鋪天蓋地的是第三代半導體概念股推薦。

2016年以來,中央、地方政府出台了大量促進第三代半導體產業發展的政策。 據權威人士透露,我國計劃把大力支持發展第三代半導體產業,寫入正在製定中的“十四五”規劃。 計劃在2021-2025年期間,舉全國之力,在教育、科研、開發、融資、應用等等各個方面,大力支持發展第三代半導體產業,以期實現產業獨立自主,不再受制於人。

獨立自主,不受制於人,這是很明智的目標,但實現的方法絕不是搞運動,一搞運動,最後就往往一地雞毛。

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  擺脫西方控制的終極力量是創新

解決這個問題的根本方法是提高我們國家的創新能力。西方發達國家對其它國家的控制,終極的力量是創新。武器技術創新,船堅砲利,開啟400年殖民時代。 殖民時代結束後,現在還是靠技術創新,哪怕小小的一個芯片,掐斷技術源頭,我們就十分被動。

西方對世界的控制,從領土來講,1920年西方統治了將近地球面積的一半;從人口來講,1920年西方統治了48%的世界人口;從經濟總量來講,1950年西方佔世界總產值的64%。 這些數字都已大幅下降,有人說西方對世界經濟為時200年的“主宰”行將結束。

然而,經濟總量掩蓋了西方在質量上的優勢,西方和日本幾乎壟斷了所有先進技術。 非西方國家的發展在很大程度上依賴從西方引進先進技術。 如果西方切斷傳播,那麼非西方國家的發展就會受到很大影響。 哪怕是經濟總量再大,也還只是一個“巨嬰”而已,一斷奶就危險。 亨廷頓在1996年出版的《文明的衝突》一書中指出:“如果西方希望維持優勢,它將竭力把先進技術傳播減小到最低限度。”

25年後的今天,西方似乎正在這樣做。 當然主要是美國裹挾著其它西方國家這樣走,但願十一月大選之後美國會恢復正常。 但也不排除在以後相當長的時間中,這就是中美關係的新常態。

我們其實沒有理由要求他們對我們好,畢竟他們和我們屬於完全不同的地域、種族、文明。 亨廷頓在《文明的衝突》一書中指出:“對那些與自己不同、並有能力傷害自己的人,人們自然地抱有不信任,並把他們視為威脅。憎恨是人之常情。”當然我們希望他們能夠更好地了解我們,了解了才有可能信任。

談判最好的策略是我有其它備選方案,我並不那麼需要你,你帶不帶我玩都無所謂。 所以我們必須提高自身創新能力,這樣自己才能玩得起來,內循環才能循環得起來。 不能像過去那樣,循環了三四千年,等到西方漂洋過海來敲門時,一敲就把整個屋子敲塌了。 從這個角度來講,現在的局勢倒也不失為一次機會,逼迫我們從根本上提高我們國家的創新能力。

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  如何提高我們國家的創新能力?

怎樣才能提高我們國家的創新能力呢? 首先得有人才,有創新能力、獨立思考能力的人才。現代大國之間的競爭說到底就是人才的競爭。前特朗普經濟顧問斯蒂芬·摩爾甚至大言不慚地說:“我們一定能擊敗他們,因為我們的華人比他們的華人更聰明。”

美國有三次人才大補給,一戰之前及期間從德國等歐洲大陸國家逃到美國的頂級人才,二戰之前及期間從德國等歐洲大陸國家逃到美國的頂級人才,前蘇聯解體前後從前蘇聯逃到美國的頂級人才。 這麼多年來,美國一直持續地用移民政策從全世界吸引最優秀的人才。

我們沒有這個條件,主要得靠自己培養。 教育的重要性無法再強調更多,如果我們的大學培養出來的畢業生都去送外賣了,那麼要擺脫受制於人的命運就很難了。

有了有創新能力的人才,還得讓他們有創新的意願,這就要滿足他們兩個方面的需求,趨利和避害。 趨利,要確保他從成功創新中獲得成比例的好處。 為此,首先要保護產權。 如果一個人千辛萬苦創新了一個產品或服務,結果被仿冒者擠出了市場,根本賺不到錢,那誰也不願意創新。

工業革命讓英國從歐洲大陸各國都看不起的偏居一島(三島吧)的“鄉巴佬”一躍成為世界霸主。 工業革命為什麼首先在英國發生? 1993年諾貝爾經濟學獎得主道格拉斯·C·諾斯(Douglass C. North)與羅伯斯·托馬斯(Robert Paul Thomas)在其合著的新經濟史學的代表作之一《西方世界的崛起》(The Rise of the Western World)一書中揭示了這個奧秘:英國是世界上第一個建立了完善產權保護的國家。

其次,就算仿冒者沒有把他弄垮,如果各種管制、稅費把他搞得無利可圖、灰心喪氣,甚至被強權勢力吞併,不旦財產沒有了,連人身安全都不一定有保障,那麼誰還願意創新呢?

除了要滿足創新者趨利的需求,還要滿足他們避害的需求。 既然是創新,就肯定不可能十拿九穩,成功是小概率事件。 其實創新犯錯,嚴格來講不叫失敗,這是創新的必由之路,失敗是成功之母。 沒有母哪來子呢? 不創新不犯錯,原地不動,被打倒,被時代淘汰,那才叫失敗。 所以社會要寬容失敗。

當然社會更要寬容成功,華為任正非總裁說:“中國缺少寬容,人家又沒危害你,你幹嘛這麼關注人家。你們看,現在網上,有些人都往優秀的人身上吐口水,那優秀的人敢優秀嗎?”

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  如果一個社會既不寬容失敗,也不寬容成功,那麼誰也不敢創新,只好大家都平平庸庸混過一生,美其名曰集體主義。

著名經濟學家周其仁教授講到創新時,提到了人口密度和濃度的概念,人口密度和濃度不夠的地方往往不太寬容,這解釋了為什麼小城鎮很難創新的原因。 大城市大家反正都不認識,習慣了林子大了什麼鳥都有,見怪不怪,這樣怪鳥才有生存的空間。 而創新往往就要靠這些怪鳥,這些怪鳥其實正是造福社會造福人類的好鳥。 小鎮上所有的鳥幾乎都彼此認識,出現了怪鳥就被千夫指,怪鳥是活不下去的。

一個國家是這樣,一個企業其實也是一樣,成功創新的企業都有自由、寬容的氣氛,大家既有創新的能力,又有創新的意願。 沒有這種自由、寬容的文化的公司,是很難創新的,往往被時代淘汰。

喬布斯用一句話幽默地說明了這個道理,他說:“我能創新,不是因為我是天才,而是因為我是CEO。”如果你是一個普通員工,創新了,失敗了,你很可能就被炒魷魚了,就算不被炒魷魚,以後你永遠被貼上了不靠譜的標籤,職業生涯就此了結。 但是,如果是你的CEO創新,失敗了,他就把你炒魷魚了。

所以喬布斯的回答言下之意太深刻了,別人不是不會創新,而是不敢創新。 因為別人創新失敗,會被炒魷魚;而CEO創新失敗,可以炒別人魷魚。 當然CEO也要小心,有時會被董事會炒魷魚。 喬布斯就被董事會炒過一次魷魚。 所以有的CEO就明哲保身,永不創新。

諾基亞CEO在同意微軟收購時最後說的話是:“ 我們並沒有犯什麼錯,但不知為什麼,我們輸了!”說完,潸然淚下,十幾位高管陪著落淚。 Hi,朋友,就是因為你什麼錯都沒犯所以整死了諾基亞啊! 你沒有犯什麼錯,說明你根本沒有創新啊。 你那幾滴淚真是太昂貴了。

著名經濟學家許小年教授對於國家的創新,提出了四點建議:

1、保護產權;

2、縮小國有經濟的範圍,推進混合所有製改革;

3、放鬆和解除管制,中國的創新型企業,數得上來的華為、BAT等企業,都是成長於缺少監管的政策紅利時期;

4、全面減稅,讓市場發揮配置資源的決定性作用。

這四點就是解決了創新的意願問題。

如果我們國家有大量既有創新能力又有創新意願的人,那麼我們還怕誰呢? 還怕什麼呢? 沒有芯片,沒有操作系統,我們自己造。 當然,我們永遠堅持開放合作的立場,如果他們不對我們開放,不和我們合作,我們也不怕。 提高整個社會的創新能力是解決問題的根本方法,是獨立自主、不受制於人的前提條件。

  不怨勝己者,不求外物,反求諸己,苦練內功,靜待轉機。 昔之善戰者,先為不可勝,以待敵之可勝。

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(聲明:本文僅代表作者觀點,不代表新浪網立場。)