中美之間的矛盾其實(shí)已經(jīng)存在許多年了。

大國之間的矛盾便是如此,而且可能會因一些波瀾,涉及到自身的發(fā)展,科技的發(fā)展,貿(mào)易的發(fā)展,牽一發(fā)而動全身,這是如今的國際生存常態(tài)。

而中國目前科研領(lǐng)域有一個(gè)板塊,目前因?yàn)閲H矛盾,陷入了一種微妙的停滯。

芯片被譽(yù)為“現(xiàn)代工業(yè)皇冠上的明珠”,一直都有著舉足輕重的地位。

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中科大的物理學(xué)教授朱士堯

如今兩個(gè)字是最近幾年中國互聯(lián)網(wǎng)、乃至國際政治上津津樂道的熱詞,芯片無比重要,越重要也就意味著越困難。

芯片難,難在技術(shù)上。

有些人甚至無法想象芯片究竟有多難造,中科大的物理學(xué)教授朱士堯在訪談中表示:他作為一名主攻物理學(xué)的人員,從物理學(xué)的角度來講,造5nm芯片要比造原子彈難10倍以上。

信息來源:世界先進(jìn)制造技術(shù)論壇官方賬號2024-11-19 造5nm芯片要比造原子彈難10倍以上美國不給你用設(shè)計(jì)軟件

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芯片有多難

芯片的制造居然比原子彈的制造還要困難!這或許這一聽讓很多人會摸不到頭腦,感覺一頭霧水。

想要了解芯片技術(shù)力為何恐怖如斯,就得先知道究竟困難點(diǎn)在何處。

芯片制造的難度源于其精細(xì)度和復(fù)雜性。

隨著技術(shù)不斷發(fā)展,就像是雕花一樣,在越小的東西上雕的越栩栩如生越是難度大,芯片的尺寸越來越小,性能越來越強(qiáng)。

特別是5nm(納米)制程技術(shù),是當(dāng)前先進(jìn)芯片制造工藝中的一個(gè)重要節(jié)點(diǎn),它涉及到極為精密的光刻技術(shù),晶體管的尺寸接近幾個(gè)原子層的大小。

而每減少一個(gè)納米,制造的難度指數(shù)級增長,技術(shù)、資金、設(shè)備、人才的投入要求也隨之提高。

因此,5nm芯片被視為技術(shù)巔峰,它代表著當(dāng)前半導(dǎo)體行業(yè)在微縮技術(shù)上的極限。

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芯片

很多人都覺得只要投入足夠的人力物力,只要能研究一段時(shí)間,再難的東西都能被攻克,然而在芯片上這套理論似乎不行。

更何況芯片的研發(fā),并不僅僅是簡單的一堆工作人員在科研實(shí)驗(yàn)室里搗鼓就能做成的結(jié)果,任何一項(xiàng)科學(xué)技術(shù)的問世,都不單單是單純的技術(shù)力,其背后更有人與人之間交易、甚至國與國之間的影響

舉個(gè)簡單的例子,芯片技術(shù)中最核心的光刻技術(shù),遲遲難以攻略正是因?yàn)槿绱恕?/p>

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芯片

芯片是由數(shù)十億個(gè)微小的晶體管和其他電路構(gòu)成的,這些元件的尺寸非常小,需要通過光刻技術(shù)將電路圖案刻印到硅片上。

隨著芯片制程的不斷進(jìn)步,晶體管的尺寸不斷縮小,要求光刻技術(shù)達(dá)到極高的精度。

但如今隨著制程技術(shù)的推進(jìn),傳統(tǒng)的深紫外光DUV光刻已經(jīng)無法滿足更小制程,比如5nm、3nm的需求,因此采用了極紫外光EUV技術(shù)。

EUV光刻要求在極短的波長下工作,這對于設(shè)備的技術(shù)要求非常高,且設(shè)備的成本極為昂貴。

只有少數(shù)公司——譬如荷蘭的ASML掌握了EUV光刻技術(shù)。

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芯片

中國想要拿下'EUV光刻技術(shù),就少不了要和荷蘭打交道,那么這個(gè)有關(guān)科學(xué)研究的母題,就立馬上升到了國際政治層面

制造原子彈的難點(diǎn)在于對核裂變的深入理解和技術(shù)突破,尤其是如何在實(shí)際裝置中實(shí)現(xiàn)足夠的臨界質(zhì)量,以引發(fā)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。

這涉及到對核物理、材料科學(xué)等學(xué)科的深刻理解,以及在短時(shí)間內(nèi)積累大量相關(guān)技術(shù)……這些都是可以通過時(shí)間的累積經(jīng)驗(yàn)的迭代而一步步彌補(bǔ)上

但芯片制造的核心難點(diǎn)比如極紫外光刻,這需要高精度的光源、透鏡和掩模技術(shù)。

單單是這一項(xiàng),就需要向外國去取經(jīng),然而就這么光刻技術(shù)一項(xiàng)也僅僅是芯片制造的漫長產(chǎn)業(yè)鏈里面的其中一環(huán)而已,更遑論芯片制造的其他步驟了。

信息來源:茶間財(cái)經(jīng)2024-12-6 美國對華芯片管制再升級,四大協(xié)會密集發(fā)聲:謹(jǐn)慎購買美國芯片

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但即便今天知道人如此難了我們依舊沒有辦法選擇放棄,因?yàn)樾酒夹g(shù)實(shí)在是過于重要,無法割舍也難以替代。

芯片有多重要

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)是全球科技發(fā)展的核心支柱,幾乎所有現(xiàn)代科技都離不開芯片技術(shù)。

從智能手機(jī)、計(jì)算機(jī)到人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng),芯片在其中扮演著至關(guān)重要的角色。

同樣,芯片的處理能力和效率直接決定了技術(shù)創(chuàng)新的速度,也影響著國家的科技競爭力和產(chǎn)業(yè)升級,是為何國家要如此努力發(fā)展芯片的原因。

除了這些與聽上去高級的、人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)這些云里霧里的詞匯。

其實(shí)芯片與我們的民生也息息相關(guān)。看似高高在上冰冷無情的芯片技術(shù),其實(shí)在我們不知不覺中,早已飛入尋常百姓家。

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芯片

隨著芯片性能的提升,計(jì)算能力越來越強(qiáng),為新興技術(shù)如人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、自動駕駛、5G通信等的實(shí)現(xiàn)提供了支持。

大學(xué)生期末肝論文用到的ai科技,還有我們手機(jī)上隨處可見的5G標(biāo)志,乃至現(xiàn)在在少部分城市已經(jīng)開始試點(diǎn)的無人駕駛技術(shù),都基于這些芯片,也與我們的生活息息相關(guān)。

除此之外,芯片也為科學(xué)研究提供了強(qiáng)大的計(jì)算支持,推動了如生物醫(yī)藥、物理學(xué)、氣象學(xué)等領(lǐng)域的進(jìn)步。尤其在大規(guī)模數(shù)據(jù)處理和模擬方面,芯片是必不可少的工具。

那些曾經(jīng)被古人視為不可能痊愈的絕癥,慢慢的在芯片技術(shù)的推動之下逐漸治愈,拯救無數(shù)個(gè)絕望的家庭與水火。

芯片同樣在衛(wèi)星、航天器、遙感技術(shù)等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用,確保全球通信、導(dǎo)航、天氣預(yù)報(bào)等系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

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衛(wèi)星

我們能夠輕松的打開手機(jī),知道明天的天氣。

知道明天應(yīng)該穿點(diǎn)什么,這些看似不經(jīng)意的舉動,其實(shí)背后都與芯片技術(shù)的發(fā)展有著強(qiáng)烈關(guān)系。

芯片如此重要而在二零二零年往后以華為為代表的芯片就不斷的結(jié)節(jié)高升,喜報(bào)頻頻,但如今我們在芯片的制造上已經(jīng)受到了掣肘,其中與美國有千絲萬縷的聯(lián)系。

美國的限制

面對芯片技術(shù)猛速發(fā)展的中國,美國也是卯足了力氣,正視這個(gè)國際上的的頭號強(qiáng)敵。

譬如在近些年,美國對中國的芯片技術(shù)開始封鎖,特別是針對華為頒布芯片禁令,這幾乎已經(jīng)成為近年來全球科技競爭的一個(gè)重要方面。

信息來源:央視新聞 2024-12-26 玉淵譚天|頻頻制裁中國芯片,美商務(wù)部長吐真言:徒勞之舉

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美國對華為實(shí)施的芯片禁令主要集中在限制華為獲取先進(jìn)的芯片制造技術(shù)和設(shè)計(jì)軟件

美國政府認(rèn)為華為可能會將其技術(shù)用于支持中國的軍事發(fā)展,因此決定采取一系列措施來打壓其科技實(shí)力,尤其是在5G技術(shù)和通信設(shè)備領(lǐng)域。

譬如美國政府禁止美國公司向華為提供芯片及相關(guān)技術(shù),特別是涉及5G通信技術(shù)的高端芯片,這相當(dāng)于要讓中國未來的芯片發(fā)展摸著石頭過河。

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美國芯片

不但如此,美國甚至要把事情做絕:禁止華為從外國制造商那里采購使用美國技術(shù)的芯片,例如臺積電制造的芯片中使用了美國的設(shè)計(jì)工具和技術(shù)……

此外,美國還限制了華為獲得一些先進(jìn)的芯片設(shè)計(jì)軟件,如電子設(shè)計(jì)自動化工具,主要來自美國公司Cadence、Synopsys,而這項(xiàng)技術(shù)華為目前時(shí)間內(nèi)也是無法觸碰到了。

在面對中國科技崛起的壓力下,美國如同被敲響了警鐘,像一只驚弓之鳥一樣,加強(qiáng)了本國科技投資,推動芯片制造和研發(fā)領(lǐng)域的創(chuàng)新。

例如,美國政府提出了針對半導(dǎo)體制造的激勵(lì)計(jì)劃,鼓勵(lì)國內(nèi)企業(yè)擴(kuò)大芯片制造投資,同時(shí)加大對新技術(shù)的研發(fā)資金支持。

勢必要在芯片這個(gè)攻堅(jiān)克難的高端領(lǐng)域與中國拉開距離。

信息來源:新華社 2024-12-29 國際觀察|美國“芯片戰(zhàn)”的枉費(fèi)心機(jī)與一錯(cuò)再錯(cuò)

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華為曾經(jīng)通過自研芯片如麒麟系列,在智能手機(jī)和通信設(shè)備領(lǐng)域取得領(lǐng)先地位,但由于美國的禁令,華為無法繼續(xù)獲得臺積電等外部供應(yīng)商生產(chǎn)先進(jìn)芯片。

禁令迫使華為開始尋求替代方案,如加速自主芯片設(shè)計(jì)和生產(chǎn),但受限于技術(shù)和設(shè)備的瓶頸,華為的芯片生產(chǎn)遭遇了重大挑戰(zhàn)。

甚至國際上有許多所謂的專家跳出來說,中國的芯片將會一蹶不振。

這話顯然是一種非常夸張的說法,中國的芯片也許會有短暫的停滯,但絕對不至于如此。

但從這樣的說法中也能品出一些悲觀色彩,中國的芯片目前確實(shí)是遇到了嚴(yán)重的掣肘,可能需要更長一段時(shí)間來攻克。

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芯片

雖然美國對中國芯片技術(shù)封鎖的效果可能會在短期內(nèi)削弱中國的芯片產(chǎn)業(yè)競爭力,但中國加速發(fā)展本土芯片制造技術(shù)和自主研發(fā)的步伐已經(jīng)啟動。

在未來的全球科技競爭中,芯片技術(shù)可能會成為一項(xiàng)決定性資源,各國都在為控制這一關(guān)鍵技術(shù)展開角逐。

不過沒關(guān)系,畢竟在科學(xué)技術(shù)滿溢的今天,我們有充足的時(shí)間,我們等得起。

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結(jié)語

在全球科技競爭日益激烈的背景下,芯片產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為衡量一個(gè)國家科技實(shí)力的重要標(biāo)尺。

盡管中國在自主研發(fā)和制造方面取得了顯著進(jìn)展,但面對美國的技術(shù)封鎖和貿(mào)易壁壘,特別是在設(shè)計(jì)軟件和核心技術(shù)的依賴上,中國的半導(dǎo)體行業(yè)仍面臨巨大挑戰(zhàn)。

中國的大國史觀讓我們正視平等的看待國際讓我們平等的看待我們與發(fā)達(dá)國家之中確實(shí)存在的差距,這或許需要很長的時(shí)間才能踏平這之間的距離——但即便如此,我們可以接受。