空间竞赛与芯片竞赛

晨枫

神舟12和天宫空间站将激发第二次空间竞赛。美国打赢了第一次空间竞赛，但现在的位置有点尴尬。

中国作为后来者，在这一轮空间竞赛中大量使用了60-70年代还不存在的新技术。比照历史，美国像葡萄牙、西班牙，在大航海的时候抢占世界的海洋，首先打造海洋帝国，但在机器时代反而不会造船了，只能看着英美德法瓜分世界的殖民地。美国的制造业不行了，大量用来支持航天的产业基础都不再存在，缺乏明确的产业计划和发展前景的话，重新建立都不可能。依靠私企更是没戏，私企是为盈利存在的，但是私企比NASA效率更高是不能解决问题的。SpaceX是看重卫星和空间旅游产业才发展起来的，要他们自己贴钱去造空间站和月球站？他们没有那么长线，毕竟是需要资金周转的。

NASA出钱、SpaceX（或者别的什么私企）出力也不行，这样的事情还真是必须要国家队。隐身飞机是诺斯洛普、洛克希德造的，但隐身技术来源是DARPA和AFRL。NASA把路走通了，让私企修路架桥是可能的，但让私企探路，除非路的尽头有现成的金银财宝。空间站和月球站离金银财宝还很远。

但中国的制造业正在全盛时代，从空间机械臂到空间鱼香肉丝，要什么有什么。用计算机控制和GPS导航时代的船去重走风帆时代的探险路，肯定是多快好省的，所以中国空间计划的花费大大低于美国。不同的是，地球只有这么大，大航海后就不剩多少角落可以继续探险了。但宇宙不仅大得多，美国的空间探险好比郑和下西洋，到此一游就完事了。中国的空间探险倒真像殖民了，到哪就要扎根，首先就要开一片菜园子什么的。这是可持续得多的空间探险。更准确的说，这已经是空间拓荒了。

在大航海时代，葡萄牙人到印度捞一把就走，西班牙人到美洲捞一把就走，但英国人到哪就扎根、殖民，法国人、德国人跟进。在空间，美国人学的是葡萄牙人，中国人学的是英国人。在空间，中国有可能完美后来居上。

在芯片方面，美国的芯片技术依然主导世界，尽管芯片产业方面已经空心了。不管是台积电还是阿斯麦，关键技术都是美国的，在可预见的将来也没法摆脱这一状况。中国落后更远，一两年内能把国产28nm线理顺、量产就是成就了，14nm更加遥远，而世界先进水平已经到5nm甚至在向3nm进军了。

这好比英国已经占领印度、东非、南非、北美、加勒比海殖民地，法国已经占领西非和北非，德国再要挤进来，就只有捡漏了。也就是说，只是追赶的话，可以缩小差距，但还是长期落后。

现在刘鹤领军，指挥国家科技体制改革和创新体系建设领导小组整合国内的院校、科学院和厂所的力量，目标是突破硅基芯片的技术极限，绕过当前的技术封锁，直接进军下一代芯片技术。这好比一战中，堑壕、机枪和大炮使得步兵战术走到了尽头，而坦克的出现使得陆战跃入全新境界。

当然，在坦克出现之前，是不知道有坦克这样一个好东西的，但既不是不知道火力、机动、防护三结合的好处，也不是缺乏内燃机、装甲、火炮技术，缺的是先进的综合理念和技术整合。

新一代芯片的综合理念是否已经成熟，关键技术是否都已经到位，这个只有业内人士才能回答。但要是这些都还遥远，刘鹤也就没有必要亲自领军了。曼哈顿计划是因为有费米的芝加哥大学反应堆、奥本海默才开始的，否则再集中力量，连劲往哪里使都不确定，是没用的。

中国能否走通这条路也只有事后才知道，但看来中央至少认为有过半的成功把握。现在只能努力。但要是走通，这就是闪电战时代的的德军对还在步兵思维的法军和英军了。历史包袱就真成包袱了。

旺旺的考拉熊

前提是要能走通。坦克是一战英国发明的，真正改变世界的战法却是德国在二战发明的，而二战时候，德国发明V2火箭觉得可以解决英吉利海峡的障碍，结果，只是便宜了战后的美苏。现在如果现有芯片的技术没吃透，指望搞全新芯片技术，一劳永逸的解决芯片问题，和美国在5G争不过，提出搞6G的感觉差不多。

反而是空间竞赛，中国倒是很有的一拼，虽然我对于私人公司的看法没有那么悲观，但是这种尖端技术的竞争，举国之力，不是一个公司可以比拟的

晨枫

旺旺的考拉熊 发表于 2021-6-18 12:02
前提是要能走通，二战时候，德国也觉得V2火箭可以解决英吉利海峡的障碍，结果，只是便宜了战后的美苏。现在 ...

有点不一样。

德国的火箭路线不是走不通，而是没有时间走通。从这一点来说，中国继续确保和平崛起的环境十分重要。和平与崛起是一对矛盾。中国越是崛起，美国打破和平的冲动越大，但中国确保和平的能力也越大。美国已经过了打破和平的窗口了。这不是说美国已经不能打破和平了，而是美国打破和平而恢复对自己有利的世界秩序的窗口已经过去了。越晚，离这个窗口越远。

这也与美国搞跳过5G搞6G不同。美国要重建ICT硬件供应链才谈得上搞6G。这也是美国现在搞芯片工业弄到后来会不了了之的原因。美国芯片工业的萎缩起始于下游的萎缩。90年代中期我到Phoenix的Honeywell培训的时候，课余他们带我们参观的是9个site中的一个，还是manufacturing site，组装工控工作站、板子等。10年后，只有3个site了，都是科研、行政，不再有工厂了。20年后，只有一个总部site，培训的automation college并到总部site了，原来自己就有2个site。

下游制造业的萎缩蔓延到中游，最后连上游也萎缩了。

6G要搞起来，要从上到下打痛，而不只是少量关键技术。美国6G没戏。美国芯片复兴也没戏。就像美国造船工业没戏一样。美国对恢复造船工业的呼声不比芯片小，这与美国的立国之本的关系更直接。

旺旺的考拉熊

晨枫 发表于 2021-6-19 02:17
有点不一样。

德国的火箭路线不是走不通，而是没有时间走通。从这一点来说，中国继续确保和平崛起的环境 ...

我觉得中国没必要搞什么全新一代芯片技术，搞跨越式超越。其实还是从通讯技术上看，中国2G技术完全是模仿，3G开始参与，4G并驾齐驱，5G全面领先，但这些G之间的差距并没有那么的大，不是量子通讯式的全新架构，碾压式超越。只要一步一步向前走，以中国现在的工业实力和庞大市场，10～20年就可以领先。

moletronic

解释一下，半导体生产各个节点间的难度分布不是平均的。没有28nm光刻机和14nm光刻机区分。用在28nm节点的光刻机一样可以做14nm。光刻机的类型是按所用光源的波长来分的。
近年比较难的两次升级：
28nm，因为用了多次成型（DPT），两次光刻之间的相对定位比较难。
7nm，因为开始引入EUV光刻机，所用工艺跟DUV光刻机不太一样（7nm是TSMC的叫法，Intel对应节点是10nm，它不想用EUV，所以就难产从而开始落后于TSMC）。
下一次可能的难点应该是3nm下面那个，到时要上EUV DPT了。

moletronic

再多说一句，如果中国能搞定28nm全国产化（俺认识的上海兄弟说这基本不可能），那接下来折腾到7nm应该都没大问题。下面就是EUV了，阿斯麦当初主要的问题是要提升光源的功率。土共的举国体制反倒可以走另外一条容易点的技术路线，上同步辐射光源，就是得搞一拖八。

semtex

芯片28应该比较容易。

HW向软件转型意义应该更大。好像很多人还不明白这个。

晨枫

semtex 发表于 2021-6-18 14:20
芯片28应该比较容易。

HW向软件转型意义应该更大。好像很多人还不明白这个。  ...

软硬两手都要抓，一个也不能少。

晨枫

moletronic 发表于 2021-6-18 14:03
再多说一句，如果中国能搞定28nm全国产化（俺认识的上海兄弟说这基本不可能），那接下来折腾到7nm应该都没 ...

好像宁南山的看法正好相反？

这个不知道具体情况，就今明两年吧，再搞不定那就真是过点不候了。

晨枫

moletronic 发表于 2021-6-18 12:38
解释一下，半导体生产各个节点间的难度分布不是平均的。没有28nm光刻机和14nm光刻机区分。用在28nm节点的光 ...

不是说光刻机只是能见度高的缺门吗？相信中国芯片制造的去美国化已经在举国体制了，能不能成就看这一两年了。不是说到位了，而是找到入门口了。

moletronic

晨枫 发表于 2021-6-18 12:38
好像宁南山的看法正好相反？

这个不知道具体情况，就今明两年吧，再搞不定那就真是过点不候了。 ...

俺问的是上海微电子的前员工，按他的说法，45nm能搞定就不错。

moletronic

晨枫 发表于 2021-6-18 12:40
不是说光刻机只是能见度高的缺门吗？相信中国芯片制造的去美国化已经在举国体制了，能不能成就看这一两年 ...

缺口当然很多，光刻机是最短的那根板，当然这是指全国产化的目的。不考虑EUV，去美国化从硬件上来说还是可以的，AMAT，KLA， LAM等都有欧日替代品。ASML的DUV光刻机可以选Gigaphoton的光源，但EUV光源还是Cymer独一份，绕不过。
EDA软件方面就没办法了，不过最近Cadence，Synopsis，Mentor Graphics等等都在搞本地化，感觉那边虽说差距更大，但实际解决可能会更快。

可梦之

moletronic 发表于 2021-6-19 05:19
缺口当然很多，光刻机是最短的那根板，当然这是指全国产化的目的。不考虑EUV，去美国化从硬件上来说还是 ...

这个真未必更快。缺人啊，而且搞出来和搞出来好用的，差别是十万八千里。另外就是国内用盗版的比较多，搞出来也未必好卖出去。

晨枫

moletronic 发表于 2021-6-18 15:07
俺问的是上海微电子的前员工，按他的说法，45nm能搞定就不错。

前员工的话不一定靠谱，要看ta是怎么成为“前”员工的。

晨枫

moletronic 发表于 2021-6-18 15:19
缺口当然很多，光刻机是最短的那根板，当然这是指全国产化的目的。不考虑EUV，去美国化从硬件上来说还是 ...

欧日替代品可靠吗？会不会像ASML那样最后还是掐在什么美国技术上？

moletronic

可梦之 发表于 2021-6-18 13:45
这个真未必更快。缺人啊，而且搞出来和搞出来好用的，差别是十万八千里。另外就是国内用盗版的比较多，搞 ...

这个基本都是以够用做标准，就没一家是好用的。跟MS office完全不一样的要求。俺们自嘲：俺们不是卖软件的，俺们是卖服务的。。。所以盗版是不怕的。。。

moletronic

晨枫 发表于 2021-6-18 13:52
欧日替代品可靠吗？会不会像ASML那样最后还是掐在什么美国技术上？

这就要看了，最多良率下降呗。

moletronic

引一段知乎上的回复：

作者：与非网
链接：https://www.zhihu.com/question/22924823/answer/1308510189
来源：知乎
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。

根据知乎上的知情人士透露，国家02专项光刻机项目有多个部门参与，分别负责不同的子项。
其中清华大学和北京华卓精科负责双工件台系统，进度比较快，2019年底刚通过了02专项的CDR里程碑评审，研发和试产基地也完成了建设，是世界第二个掌握该项技术的（第一个为ASML的Twinscan技术）。
浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室和浙江启尔机电负责沉浸式光刻机的浸液系统，目前进度还可以，算是全世界第三家（第一ASML，第二为Nikon）。
中科院光电研究院负责准分子激光光源系统，由北京科益虹源负责产业转化，据之前的报道，国产40W 4kHz ArF光源已经交付（准分子激光光源此前只有两家公司提供，分别为美国Cymer公司和日本Gigaphoton公司，前者已经被ASML全资收购）。
中科院长春光机所（现北京国望光学）和上海光机所负责光学部分，其中长春负责物镜系统，上海负责照明系统，此前NA 0.75光刻机曝光光学系统已经通过02专项验收，满足90nm级ArF干式光刻机的需要，但主流的ArF浸没式光刻机一般需要60W 6kHz等级的光源，似乎情况不容乐观。
综上，光刻机子系统供应链方面有所成长，但距离领先水平还是有一大段距离的。
此外，就产业链合作伙伴而言，大家的第一反应基本都是中芯国际，然而中芯国际目前用来量产14nm工艺的却是ASML的低端DUV光刻机，而非选择与上海微电子共研支持最新工艺的光刻机。不过中芯国际曾允诺适当产能，可为光刻机的研制提供试验的场所。大家都是为了生存，这种选择合情合理。
因此，与ASML的差距说到底，不只是一家设备集成商能决定的，上海微电子除了以上这些硬实力不足以外还面临最大的痛点：人才缺失。

认清现实，不吹上天，不贬入地
大概是在上个月，从一些自媒体获悉，有人爆料上海微电子明年将交付28nm光刻机，标题大概都是“上海微电子宣布，将交付首台28nm工艺沉浸式光刻机，超越尼康佳能”，“确认!上海微电子28nm光刻机明年交付!”，“上海微电子正式宣布，华为芯片将迎转机，有望打破国外光刻机垄断”云云。
我们不得不承认在中美贸易摩擦不断的大背景下，绝大多数的中国人都希望国家能在半导体领域能尽快有大的突破，以挣脱受制于人的困境，因此这样的消息是振奋人心的，而大部分人并不在该领域从事研发相关的工作，因此也就人云亦云。
除了28nm光刻机这个概念性问题以外（28nm指的是半导体逻辑电路工艺节点，而光刻机的命名都标明光源性质），笔者还是前往上海微电子官网和官微进行了求证，并没有看到类似上述的信息存在，因此这一消息的可信度瞬间降了大半。仔细想来，光刻机产业落后很大程度上是长期策略的问题（贸工技路线），急于求成不得。因此，像光刻机产业节点突破这样的大事还是坐等官宣吧（比如验收完毕、接受预定、进入市场、量产反馈良好等），我们作为连一只脚都不算跨进内行的局外人，在如今中美局势如此紧张的时期也不应过多地涉足或 “曝光”中国制造业的所谓“内幕”，在不经意间成了美派的棋子。
综上：笔者的态度是不吹上天，不贬入地，静候佳音。

这个作者说的比较准确，跟俺知道的都对得上。

可梦之

moletronic 发表于 2021-6-19 06:00
这个基本都是以够用做标准，就没一家是好用的。跟MS office完全不一样的要求。俺们自嘲：俺们不是卖软件 ...

EDA的“好用”标准要低的多，你可以理解为平常意义上的“能用”就是EDA软件的“好用”。但国产EDA这个标准都还没达到。搞出个算法能跑，是我说的“搞出来”，但是能用到实际工程中，还有很多事情要做。

盗版还是很有影响的，尤其对中国的初创EDA企业。人家用S/C家的盗版软件，为啥要花钱买你不成熟的产品？没有收入，没有用户，软件就没法改进，生态就很难建立起来。对于众多中小企业，很多软件的服务不是必须的。H家早期就干过为了服务买一个license的事情，中国人的智慧博大精深啊。

moletronic

可梦之 发表于 2021-6-18 14:26
EDA的“好用”标准要低的多，你可以理解为平常意义上的“能用”就是EDA软件的“好用”。但国产EDA这个标 ...

俺说的服务是，软件都得俺们自己人去才能用，客户买了自己都跑不了，盗版就更没意义了。另外，C/S/M本地化后做的软件就是国产软件了。。
可能你接触的大多是设计端，design house还比较多，俺接触的都是生产端，就那么几个客户。