儿子最近迷上了墨菲定律,简单来说就是“怕什么就来什么”。所以这成了他努力的动力源之一,怕老师提问,所以要提前好好准备。
当前,中国的伟大复兴到了最后的爬坡阶段,而芯片突围战无疑是其中最艰难的关口,我最担心的两个环节,一个是台积电,一个是光刻机。
然而昨天,墨菲定律再次应验,那就是光刻机环节出了问题。世界唯一的先进光刻机供应商ASML近日宣布,推迟向中芯国际交付极紫外光刻机(EUV)。
光刻机是芯片制造的核心设备之一,没有光刻机,无论多么先进的电路设计,只能停留在图纸上。而EUV光刻机能否如期交货,直接牵涉到中芯国际的工艺能否进入7纳米。
目前,中芯国际经过苦苦追赶,投入了上百亿美元的研发经费,已经成功攻克了14纳米工艺,并且已经实现量产,可以满足大部分芯片的生产。
但是如果再提升工艺制程到10纳米以内,那么中芯国际手里现有的光刻机(DUV)已经满足不了精度要求了,必须要购进更先进的EUV光刻机。
2018年初,贸易战突然爆发,中兴瞬间被KO,中芯国际也感受到了空前危机,所以在20185月,以1.2亿美元的价格,向ASML订购了一台EUV光刻机。
这台光刻机原定于2019年初交付,结果201812月临近交货,ASML突然着了一场大火,很多元件及生产线被毁,2019年的供货被顺延,中芯国际的货被延期到了年底。
然而快到年底了,EUV再生变故,要推迟交付。原因是什么?日媒给出的原因是——ASML受到了来自美国的压力。
但是ASML很快把这锅甩给了荷兰政府。说20196月就递交了出口申请,但是迟迟未能得到荷兰政府的批复。
那么问题来了,全球化时代,一个荷兰公司向中国出口商品,为什么要得到荷兰政府的批准呢?这就不得不提瓦森纳协定(又名瓦森纳协议,瓦森纳安排)。
瓦森纳协定是当今世界上管制常规军品和两用(军用和民用)物项和技术的唯一的多边机制,成员包括世界主要武器生产国和出口国,对非会员国实行出口限制。
瓦森纳协定的前身,是成立于1949年的巴黎统筹委员会,简称巴统,是美国撺掇其北约盟友建立起来的出口管制机构,管制对象主要是苏联社会主义集团和新中国。
从名字上来看,巴统设在巴黎,但实际上设立在美国驻法大使馆的一角,是美国主导的进行技术冷战的主要工具,管制清单基本跟美国的出口管制标准如出一辙,美国拥有否决权。
虽然巴统被美国绑架,但是内部并非铁板一块,盟友们禁不住经济诱惑,不愿意执行过于严厉的出口管制标准。
比如挪威,虽然也是北约国家和巴统成员,但也禁不住利润的诱惑,悄悄地向苏联提供火炮自动瞄准计算机等多项违禁技术交易。
还有日本,也禁不住暴利的诱惑,向苏联出口高精度机床。这就是冷战期间,对西方国家安全危害最大的军用敏感高科技走私案件之一———东芝事件。
东芝公司禁不住苏联的高价诱惑,向苏联出口了四台先进的数控机床,帮助苏联大大降低了潜艇的噪音。事发之后,东芝遭到了美国的严厉制裁。
苏联解体后,冷战结束,世界形势缓和,巴统的主要对象已经不复存在了,巴统存在的意义也大打折扣。
由于世界形势缓和,各国都大幅度削减军费,军火销售遭遇断崖式下跌,军工企业吃不饱,所以只能拼命瓜分国际市场,加上大家对美国滥用否决权的不满,所以迫不及待要求解散巴统。
这时候,俄罗斯的叶利钦一边倒地倒向了西方,所以美国挑头,跟俄罗斯以及自己的几个主要盟友——英、法、德等国,商量一个新的出口管制机制,来代替巴统。
这个新机制就是瓦森纳协定,经过三年争吵之后,于1996年在奥地利的维也纳成立,创始会员国高达33个。
由于吃够了美国否决权的苦,所以大家在新机制上都一致抗美,最终美国不得不放弃了否决权,由各国自主决定是否出口相关物品和技术。
但是美国还留了一手,那就是通过信息交流程序,及时掌握全球的先进武器和先进技术走向,必要的时候通过各种外交手段,进行施压或者阻挠。
第一,成员国向非成员国出口管制清单中的项目,事后应当详细通报相关信息,包括出口对象、物品数量、收货人信息、最终用途等。如果拒绝了出口申请,也要通报。
第二,非成员国向成员国发起并购活动时,成员国也应当进行信息通报,包括购买方公司的信息、收购途径和获取办法、专门技术的使用信息,是否为敏感的最终用户、并购结果等。
也就是说,俄罗斯向中国出售苏27、苏30、苏35战机以及S400防空导弹系统时,按照瓦森纳协议的规定,事后俄罗斯是要通报的,具体数据真不真实就不得而知了。
虽然说许可证由当事国自主决定,但是各个国家除了俄罗斯,都得唯美国马首是瞻,不然得罪了美国没有好下场,美国得到情报会使用外交手段施压。
20041月,捷克批准了向中国出口价值6000万美元的维拉雷达系统许可证,这个项目谈了好几年,双方都很满意。
结果到了2004年的519日,捷克突然取消了这笔交易,并解释说是应“伟大朋友的要求而做出的决定,说该雷达能帮助中国探测到美国的隐形飞机。
几天后,美国国务院证实,说美国的确与捷克政府讨论了中国问题,并且为捷克做出这个决定而感到高兴,这决定遵守了欧盟在武器出口方面的禁令。
2006年,我国与意大利的阿莱尼亚空间公司,签署了帮助意大利发射卫星的协议。美国得知后,向意大利进行外交施压,最后意大利没办法,取消了已经签好的协议。
瓦森纳协定的成员国目前有42个:欧洲大部分国家,包括俄罗斯、乌克兰、土耳其、立陶宛,以及亚洲的日本、韩国和印度,还有南非、阿根廷、澳大利亚和新西兰等。
简单来说,瓦森纳协定成员国,就是整个发达国家和准发达国家,或者稍稍微有点工业底子的发展中国家(印度、墨西哥)。
可以说瓦森纳协定成员国,锁定了人类的几乎所有的先进技术。也就是说这个瓦森纳协定之外,除了制造业增加值占地球29%的中国以外,几乎都是落后的农业国。
瓦森纳协定按照扩散风险的大小,及其安全关切程度,将出口目的国(或地区)分为五个组别,中国被列在D等级,仅仅优于E级的叙利亚、苏丹、古巴、伊朗和朝鲜等国。
由此可以看出,在苏联解体之后,美国主导的瓦森纳协定,几乎就是针对中国的,沉重地打击了气焰一度嚣张的“造不如买、买不如租”的国内买办势力
简单来说,如果欧洲让我们用伽利略系统,我们可能就没了北斗;如果美国不限制黑鹰直升机,我们可能就没了直20美国不限制F22F35,我们可能就没了歼20
美国主导的瓦森纳协定,帮助中国军工企业争取到了大量经费,也成了中国高科技企业的保护伞,没有他们的禁运,国内的高科技可能都发展不起来。
还是太祖的那句话:让他们封锁吧,封锁个十年八年,中国的所有问题都解决了。
为啥中国的汽车行业不发达?我看主要是因为他们不限制出口,我们能买得到。
美国主导的瓦森纳协定,给我们带来了大量的贸易顺差。他们这不卖、那不卖,导致了中美、中欧贸易失衡,中国积攒了大量的外汇储备。
美国主导的瓦森纳协定管制清单,其实就是中国的一个任务清单,只要把列表中的任务完成,中国就打了通关,挑战成功,荣升擂主。
回到集成电路领域,其实在上世纪80年代,我们的技术并不是那么落后,但是国外的公司禁不住利润的诱惑,杀入了中国市场,中国原有的电子工业体系,被冲得七零八落。
比如上世纪80年代,由于西方对中国EDA领域软件出口上的限制,国内的芯片设计行业面临了严重的危机。
1986年,国家动员全国17家单位,200多位专家齐聚原北京集成电路设计中心,开发自己的EDA系统,并将其命名为“熊猫系统”。
熊猫EDA系统1993年面试,并且获得了国家科技进步一等奖,使中国成为国际上为数极少的可以提供自主知识产权EDA工具的国家之一。
然后一看中国有了自己的EDA工具了,美国就放开了出口限制,最后熊猫EDA系统市场逐渐被压缩,国产EDA的发展陷入了停滞阶段。
再说光刻机。1977年,我国最早的光刻机GK-3型半自动光刻机在上海光学机械厂诞生,这是一台接触式光刻机,这时候光刻机巨头ASML还没出现。
1982年科学院109厂的KHA-75-1光刻机,在当时的水平并不低,最保守估计跟当时最先进的Canon光刻机相比,差距最多也就不到4年。
然而到了80年代后期,随着改革开放的深入,一大批企业纷纷以“贸工技”为指导思想,抛弃了“独立自主,自力更生”的指导方针,盲目对外开放。
这时中国的集成电路产业,没有顶层设计,在科研、教育以及产业方面出现了严重脱节,中国独立的科研体系和产业体系被摧毁,产业变成了组装厂,软件工程变成了廉价码农。
由于90年代的外交三大耻,中国重新认识到自主创新的重要性,所以中国的半导体产业自主意识再次苏醒,再次走上了追赶世界先进水平的道路。
中星微的邓中翰于1999年回国,中芯的张汝京于2000年来到大陆,展讯的武平和陈大同于2001年回国,芯原股份的戴伟民于2002年回国,兆易电子的朱一明于2004年回国……
2002年,上海微电子承担了十五规划中光刻机的攻关项目。至2016年,上海微电子已经量产90纳米,65纳米正在进行测试,2020年要拿下28纳米的工程样品机。
2018年还有个好消息,成都光电所采用了表面等离子体(SP)光刻技术,研制了一台新型光刻机,光刻分辨率达到了22纳米,结合多重曝光技术,可以加工10纳米级别的芯片。
但这技术目前还不成熟,不适合量产,目前只能加工特种芯片,大家不要抱太大希望。总之,在光刻机技术上,与国外先进水平至少有三四代的差距。
一个比较有利的消息,随着物理尺寸的极限,摩尔定律逐渐失效了,领跑团队进步的步伐慢了下来,给了我们追击的好机会。
但是在这期间,我们不得不依赖荷兰的ASML光刻机。荷兰能不能抗住压力呢?我感觉很困难,因为EUV光刻机中,核心装置——激光光源和激光器电源都来自美国。
而这些器件,均受到美国出口管制。也就是说ASML也不得不看美国的脸色,要得到美国出口许可。
目前ASML说是推迟到了2020年交付,但是夜长梦多,形势依然不乐观,只要是没有到货,还会有诸多变数。
EUV光刻机不到货,中芯国际只能止步14纳米工艺,那么国内的先进芯片的制造,只能依赖台积电了。
因此,当前的局势,必须充分考虑各种困难,做好最坏的打算。长远角度看,必须加快国产光刻机的研发,从根本上解决卡脖子的问题。
而眼下,应该着力于对美国的反制措施,比如稀土、数字货币、不可靠实体清单,让美国不敢轻易打光刻机牌和台积电牌。
写到这里我感慨万千。此次时刻,我只想替伟大祖国说一句话:我太难了!
在这样的背景下,中国的高科技能追成这样,实属不易,中国伟大复兴成色十足!
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