我国芯片行业自从被美国在关键技术上“卡住脖子”之后,一直陷入了艰难发展的困境之中,不少人乃至许多国家都对我们的芯片发展并不看好。
为了限制我国的芯片发展,美国联合荷兰、日本等国家,对我们展开了“围追堵截”,试图将我国的造芯行业彻底绞杀。
不过,我国的芯片企业与科研工作者并没有对此忍气吞声,自认低人一头,而是悄悄地做出了创新,研制出了我国的“最强芯片”,能为我们省下足足20艘航母的费用!
很多人可能会觉得,我们的祖国研制国产芯片,是美国对华为制裁之后,但事实上我们自产芯片的研究很久之前便展开了。
2010年,几个华为的科研人员正在德国的郊区,虽然环境有些寒冷,但他们的内心却非常激动,经过他们的不懈测试,华为第一代的LTE巴龙芯片问世了,这为华为赢得了当时不小的德国市场,使他们的产品能够迈出国门。
在此之后,华为并没有停止对国产芯片的探索,他们于2014年推出了麒麟920的芯片,应用于当时不少的华为手机型号上。
不过,这一切都在特朗普上台之后发生了巨变,美国对中国企业的制裁使得我国的企业蒙受了巨大的影响,当时生产芯片的产业链中不可避免地会与美国的科技相关联,或是直接用到了美国的产品或技术。
在此限制之后,这些种种关联全都断开了以往的联系,中国的造芯企业立即陷入了史无前例的被动之中。
美国在全球供应商中占据主导地位,因此其对中国的出口管制使中国的芯片制造商没有办法获得一些关键的设备和技术,而在芯片制作的完整过程中,涉及非常繁多的技术环节,没有这里设备与技术的支撑,国产芯片的难度不易于登天。
当时的华为空有引领世界的5G技术,却在芯片这里被美死死卡住了脖子,于是华为不得不“断臂求生”,他们非常大程度上舍弃了自己的手机业务,更看重自己其他领域的经营与发展。
不过,诸如华为这样的中国企业并没放弃与西方国家制裁的抗争,他们没停止自研芯片的道路。
但西方国家又怎么会心甘情愿地看着我们的发展壮大呢?于是,在美国的指示之下,荷兰制造光刻机的ASML公司停止了于中国的大部分合作。
荷兰的ASML公司虽然不大,但几乎垄断着全世界的光刻机市场,每一个需要制造芯片的企业不能离开与ASML的合作。
而光刻机是目前制造微小晶圆尺寸的高端芯片的唯一途径,要想实现7nm或是14nm级别的晶体管,必须先要实现在硅晶上的高精度雕刻,而使用程序控制的激光雕刻便成为了制造芯片别无仅有的方法。
没有了光刻机的支持,尖端的7nm乃至更小的芯片几乎是没有实现的可能性了,这就好比用废铜烂铁去造火箭一般,从源头上断绝了中国短时间之内生产高端芯片的可能。
起初,ASML公司还与中国保持着14nm精度光刻机的合作,不过在美国的教唆之下,他们很快也将这一精度的光刻机纳入了“管控范围”,于是原本还能够生产14nm芯片的中芯国际也有些捉襟见肘。
最近,作为任正非大女儿的孟晚舟高调宣布,华为的数字化市场将超过两万亿美元,不仅如此,她表达了打破美国的技术壁垒的坚定决心。
她的高调言论引起了全球范围内不小的震动,特别是对华为严加封锁的美国,他们似乎意识到好几年的封锁几乎并没取得显著的效果。
与此同时,华为也向一些国外的企业展开了他们的反击,不少国外企业曾没有经过授权地使用了华为的技术,因此华为的第一步反击便是打算收回这部分原本属于自身个人的利益。
是什么给了中国企业这么大的底气,使他们好像不再畏惧美国的制裁?其背后,很大程度上与2019年我国研发“最强芯片”有着密切的关系。
实际上“相变”技术理论的研发历史已经有30多年,但是直到最近几年,由于快速结晶材料的发现才开始迈入商业化阶段。
之所以称之为“相变”芯片,就是在这款芯片的存储过程中,有着一个从液态析出固体物质的相变过程,这样的过程能够使得存储能力极大的提升,然而其背后也存在很大的困难。
一款芯片特别大程度上需要快速的读写与充放电过程,对于相变芯片而言,其在微观上就表现为快速的物态转变过程,然而这一过程受到材料自身理化因素的限制,通常没办法做到这么快的转变。
因此,“相变”芯片的空有一些理论,却缺乏实际的物理支撑,未解决这一痛点,其背后很有复杂的技术,这种新技术被认为会带来一个颠覆性的存储新时代
之前全球范围内只有美国和韩国拥有这样的技术,他们对相变芯片的制造守口如瓶,不想将技术泄露给任何其他的国家。
不过,随着中国微电子技术的慢慢的提升,“相变”芯片的神秘面试也被我们一点点地揭开。
2017年,中国科学院的研究团队率先研制出了一种可能非常适用了这种芯片的潜在材料,而这也开启了我国“相变”芯片的新纪元。
江苏一家名为“全芯科技”的公司听到这一条消息,也加大了在这样的领域的投入,他们雇佣了一大批专业的研发技术人员,甚至不惜重金聘请中国科学院外籍院士。
而2019年,这家科技公司便宣布成功研制了基于这种技术的相变存储器,这在中国自研芯片的道路上都算得上一个阶段性的成果,他们使用了一种硫化物,通过其物态的转变进而实现电控的存储功能,目前其精度已经能达到55nm。
和现有传统芯片对比看来,国产的55nm的“相变”芯片的处理速度是原有的近千倍,而常规使用的寿命则更是超过原有技术的万倍之多。
虽然“相变”芯片和“快闪”技术有着一定的相似之处,但其寿命却非常之长,通常“快闪”寿命约为十万次读写,而“相变”技术的次数甚至能够上亿,此外其编程速度也具有数量级的优势。
目前,全球只有三星、美光等国外厂商拥有商品化的相变存储产品,而我国自主研发的55纳米相变存储芯片让我国首次闯入了以前由外国厂商垄断的相变存储市场。
虽然说我国的这项技术与美韩相比,可能还有些不成熟的地方,有必要进行一些后续的完善,但中国确实凭借这项技术,一跃变成全球仅有的三个掌握这项技术的国家之一。
这对我国的国产芯片而言,无疑是一个重大的利好,不少企业与厂家都从中看到了国产芯片崛起的可能与希望,而这也变相促进了国产芯片技术的发展。
据消息人士称,此项技术预期将申请两百余项专利,用于在全球范围内维护自己的知识产权,而目前已经通过的专利便有六十多个,可见中国在这一领域做出创新非常之多。
虽然说,我国研制的芯片仅仅能达到55nm的尺寸,与世界顶尖的7nm乃至4nm的芯片而言,其技术可能有着几代的差距,不过这至少能够明确地说明我们的祖国正在芯片行业做出自己的努力。
在许多并不是特别需要特别高性能的应用场合,55nm级别的芯片已经能够完全满足使用,并且其极其耐用的性质,也使得这种芯片在某些需要稳定性的场合有着无法替代的作用。
我国自研的55nm“相变”芯片与传统技术的对比之上,很有显著的技术提升,它独一无二的相变技术使得它在存储领域可以笑傲全球。
不仅如此,中国生产的这种芯片比原先从美国或者韩国购买,要便宜很多,我国的技术突破使得这款芯片有着美韩难以匹及的性价比,这为中国节省下来了巨额的经费。
据估计,中国每年在购买芯片上的总支出可能高达2000亿,而一旦我们有了自己的芯片,这个数目很可能会大打折扣,换算下来,每年节省下来的钱甚至能够让我们修建20艘航母!
与此同时,低廉的价格也使得国产“相变”芯片在抢占国际市场上有着天然的优势,全世界的消费者自然会用脚投票,购买性能最好、价格最低的芯片,因此中国很大程度上能够占据全球范围内的低端芯片市场。
这会为我国带来非常大的经济收益,而这些收益不仅仅会使得我们每个人受益,同样也会反哺于我国的芯片事业,促进我国芯片行业的进一步发展。
到那时候,我们便能牢牢地占据世界低端芯片市场,不断地向高端芯片领域发起进攻,并没任何“打水漂”的后顾之忧了。
这样的模式是“农村包围城市”的另一种体现,也是我们的祖国正在一步一步前行的道路,虽然前路仍然有着不少艰难困阻,有着以美国为首的西方国家的“围追堵截”,有着光刻机的限制,有着数不胜数的专利限制。
不过,我们一定要要意识并摒弃一个“造不如买”的观念,这样的观念只会使得我们再一次陷入西方制裁的泥淖中。
在之前那种一穷二白,制造业极不发达的年代,“造不如买”还可以说是一种无奈的权宜之策,而在我们制造能力明显提升的今天,虽然有些东西可以买到,但只要我们造不出来,别人就能限制我们,或是提出高价。
因此,只要我们走在了一切自我创造的道路上,相信一切困难都将被我们一一克服。
诚然,国产芯片的仍然有很长的路要走,“赶欧超美”并非一年半载的功夫,不过我们不应该就此灰心,“最强芯片”的问世已经成功向世界证明,国产芯片的道路是可行的。
虽然在尖端技术的芯片制造领域,我们还有一定的差距,但凭借55nm芯片或者28nm芯片的量产,足以抢占世界芯片市场的大部分份额。
我们需要做的,便是多给国产芯片一些耐心,多给他们一些时间,相信不久的将来“中国芯”也将在最尖端的芯片上实现。