这个关乎国家安全的脊梁,中国真的这么弱?

瞭望智库   铁流   2016-03-25 10:40  

3月7日,美国政府声称,中兴通讯及其三家关联公司因向伊朗转出口美国管制货物,违反美国相关出口禁令,将这四家公司列入美国出口限制名单。

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3月22日,美国商务部发布声明说,将向中兴通讯及其子公司中兴康讯发放临时许可,暂时解除对这两家公司的对美出口限制措施。

一时间,中兴成了舆论焦点,各种解读漫天纷飞。

中兴受影响是因为核心技术自己都没有吗?为什么中国芯片不能向高铁一样通过模仿而学会呢?中国为芯片做了很多努力,为什么大部分芯片还是靠进口?中国芯片整体水平真的那么不堪吗?

为什么说制造业才是国家真正的脊梁,必须提到更高的战略位置?

从美国制裁引发的这次的事件看来,制造业的发展不容忽视。

首先,制造业对国防和军事意义重大,无论是实现祖国的和平统一,还是维护中国在东海、南海的利益,都需要以强大的制造业为基础。而靠服务业是不可能把美国人赶出西太平洋的。

其次,制造业对社会经济意义重大,是真正具有造血功能的产业。这些年来,世界经济动荡,中国却犹如定海神针,成为世界经济增长的引擎,根本原因就在于制造业。德国能够成为欧洲经济的心脏,很大程度上也是因为非常重视制造业。

现在大力发展服务业,更多是为了解决就业,并非所谓的“服务业是高于制造业的先进生产力”。其实,除少数诸如金融、会计、法律等需要专业知识的服务业,让工程师和技术工人从工厂中离职,去从事端盘子、送快递等服务业不是“产业升级”,而是“产业降级”——没有强大的实体经济做支撑,发展服务业只能会使国家步“欧洲四猪”(即欧元区的Portugal—葡萄牙、Italy—意大利、Greece—希腊、Spain—西班牙四个南欧国家,合称pigs)的后尘。

再次,制造业对科学技术进步意义重大。“产—学—研”是一个整体,没有强大的产业支持,没有实践去检验技术,反馈存在的问题,实现“发现问题——解决问题”的螺旋式上升,技术进步就是镜花水月、海市蜃楼。

从实践上看,重制造业的国家则在走上坡路,比如中国。去工业化,发展服务业的国家纷纷在走下坡路,比如英国——从昔日的日不落帝国沦为二流角色。

即便是曾经制造业无比强大的美国,也在金融业钱生钱的金融游戏下,越玩越虚弱——在低端制造业转移到第三世界后,造血能力日益匮乏,完全是依靠美元霸权全球吸血和一些高端制造业在支撑。一旦失去这两项绝技,美国军事力量全球回缩将不可避免。

美国之所以能在二战后建立国际新秩序,其根源就在于强大的制造业——下饺子一样造航母,制造海量的坦克和飞机。而今走下坡路,正是因为去工业化和金融业等服务业无限制的从实体经济抽血。

所以,中国不能忽视制造业。我们应当以史为鉴,就发展服务业而言,只有当有利于实体经济发展,有利于生产力进步的服务业,才是真正值得倡导的,那些“产业降级”,或是从实体经济抽血的服务业,必须予以摒弃。

中国芯片整体的水平真的那么不堪吗?

虽然大家在市场上买到的是一块小小的芯片,但集成电路产业的产业链非常长,流程也非常复杂——要经过制取工业硅、制取电子硅、制取晶圆、光刻、蚀刻、离子注入、金属沉积、金属层、互连、晶圆测试与切割、核心封装、等级测试等步骤,在生产和封测中需要光刻机、刻蚀机、减薄机、划片机、装片机、引线键合机、倒装机等制造设备的辅助。

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因此,若要分析中国芯片和国外芯片的差距,就不能局限于IC设计,而要从IC设计、半导体制造设备、晶圆制造、芯片代工、封装测试等方面说明,并且还要考虑软件因素(现在自主芯片的瓶颈不是性能,而是软件生态)。

正因为如此,这个问题太大,笔者仅仅简略地介绍下最近取得的局部成绩。

在IC设计方面(侧重于最为人熟知的CPU,“DSP、FPGA、GPU、RF、PLL、ADC/DAC”等就不介绍了),龙芯不仅设计出了和Intel、Nehalem相当的微结构,还实现摆脱政府输血,自负盈亏;申威设计出了双精浮点性能堪比Intel第二代至强PHI(Intel最好的众核芯片)的众核芯片。

芯片代工生产和封装测试方面的进步更是可圈可点。中芯国际和华力微已经掌握28nm制程芯片生产能力,前者的国际市场份额在全球排名第五;长电科技收购新加坡星科金朋,并击败日月光半导体斩获苹果SIP封装订单。

在半导体制造设备领域,虽然半导体制造设备市场份额大半被美国应材、ASML等国外公司垄断,在前道光刻机上也受制于人,但在封测设备和刻蚀设备方面,中国企业已经向该领域吹响了冲锋的号角:

(1).中电科建成国内首条具有完全自主知识产权的集成电路后封装示范线,减薄机、划片机、装片机、引线键合机、倒装机等集成电路后封装关键设备也相继实现尺寸从6英寸、8英寸到12英寸,机型从半自动到全自动,封装工艺从传统封装、晶圆级封装到三维封装的市场覆盖。并为客户顺利完成了批量化减薄、划切、挑粒任务,全部100%良率出货。

(2).中微半导体已掌握能用于15nm—28nm及以下的芯片刻蚀加工刻蚀机的生产技术,产品远销韩、台、新,其中对韩出口占中微半导体营收三成。北方微电子的28nm刻蚀机被中芯国际批量采购。

由于工业基础相对于美国单薄,虽然很多精密设备的核心零部件或关键技术已取得技术突破或正在攻关研发中,但离产业化依旧有一定距离。

不过值得欣慰的一点是,虽然中国集成电路产业在IC设计、半导体制造设备、芯片代工方面和美国依旧有很大的差距,但也是仅次于美国的存在。

因为日本、欧洲虽有ARM、富士通、ASML、尼康、东京电子等大厂,但受制于美国的全球产业分工,单一国家产业体系极度不完整;韩国和台湾地区是美国钦定的芯片代工、封测工厂,同样存在瘸腿问题,虽然在芯片代工、封测方面风生水起,但是在半导体设备和IC设计方面基本依赖欧美日,甚至一些设备还从中国大陆购买。

所以,国人在正视差距的同时,也不必妄自菲薄。特别是这些年,国内企业的进步非常快,政府的扶持力度也在不断加大,如果谋定发展策略,找准发展方向,逐步缩小和美国的差距是必然的。

中国别的都仿造成功了,为什么芯片这么难?

传统的机械领域具有可分割性,很多行业可采用逐年提高国产化比例的做法,实现“引进、吸收消化、再创新”,比如战机——在国产航空发动机还不够成熟的情况下,歼-10和歼-11可以先用AL31F(俄罗斯研制的航空发动机),等涡扇10(国产航空发动机)成熟后再换装,实现全面国产化。

相比于传统机械领域,信息技术领域则完全不然,它具有高度整体性的特点,机械那套做法对它来说不具备可行性。

一方面,软件和硬件高度绑定,无论是采用“先硬件自主再软件自主”,还是“先软件自主后硬件自主”,都行不通。

举例来说,采用自主指令集和自主CPU的申威,根本跑不了Windows和安卓,必须自主开发配套的软件,所以申威开发了神威睿思操作系统等软件。针对x86、ARM开发的操作系统和数据库、中间件等软件也不可能在龙芯、申威上完美运行,除非进行移植或二进制翻译。

但问题是,移植和二进制翻译会大幅增加软件的开发和维护成本,还有可能损失CPU的性能。正因为软硬件这种高度一体性的特点,业内才形成了多个技术联盟,比如Wintel、ARM+安卓。

另一方面,指令集犹如专利壁垒,这就迫使国内IC设计单位必须另辟蹊径。

指令集就是一个编码集合,它是通过用一些代码表达读、写等操作,来命令计算机做各种运算的一套命令标准(就好比你既可以用“+”、“-”、“*”、“/”来定义加、减、乘、除和也可以用 “-”、“+”、“/”、“*”来定义加、减、乘、除,既可以用大写汉字来“壹”来表示1,也可以用“一”来表示1,可以说指令集就是一套标准。单纯的指令集本身价值非常有限,重新定义的难度也有限,真正有价值的是围绕指令集构建的软件生态、指令集的实现方法和自由扩展指令集的权力)。

如果想不受制于人,就必须采用自主指令集,或者掌握指令集的永久授权和自主扩展权,同时设计自主微结构和CPU。

这当中不存在可以分步走、逐步实现国产化的可能性。所以,某些人称国内ARM阵营的IC设计公司购买ARM技术是为了走自主路线,“先购买ARM IP核授权,再购买ARM指令集授权自主设计微结构,最后研发自主指令集,最终实现全国产”,这种辩护是难以成立的。

正是因为软硬件高度一体化和密不透风的专利壁垒,导致芯片不可能走“引进、吸收消化、再创新”的发展道路。若要设计真正自主可控的中国芯,就必须建立真正独立自主的技术体系:必须软件和硬件两手抓,两手都要硬,并从一开始就要开发自成一体的自主指令集(或拥有永久授权和指令集自主扩展权)、微结构、编译器、操作系统、中间件、数据库等基础软硬件,以能满足党政军基本使用为起点,最终形成能与Wintel、ARM+安卓相抗衡的自主技术体系。当然,这种发展方式研发时间长、投资大、风险高。

目前,中国地方政府热衷于扶持马甲芯片公司和购买ARM技术的ARM阵营IC设计公司。这样虽然能很快做出成绩,但在技术上、利润上、产业发展上还是受制于人。

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责任编辑:半夏 关键词: 芯片 中兴通讯 中国芯片 中国制造 制造业


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