从半导体发展角度，冷静谈谈“麒麟热”

最近华为mate 60 pro系列上市销售引发了新一轮热潮，手机搭载的处理器芯片麒麟9000S以及5G芯片等，吸引了国内外的极大关注。

美国彭博社委托TechInsights对手机进行了拆解，认为麒麟9000S芯片来自中国芯片制造商,采用的是7nm制程，央视新闻1+1节目主持人白岩松专访北京邮电大学教吕廷杰教授，对华为是否突破“卡脖子”问题也进行了深入探讨……

麒麟芯片重出江湖代表着我国半导体发展的阶段性胜利，不过在感性冲动热潮之后，我们还需要清醒认识到，国产大芯片突围仍道阻且长。

这次半导体制造厂商的突破有多难？

不得不说，此次麒麟芯片背后，国内半导体制造厂商立了大功。如果不是7nm制程有所突破，华为麒麟芯片设计的再巧妙，也巧妇难为无米之炊。

实现7nm的工艺节点，需要产业链条上、下游多个环节的配合，设计用的EDA工具需要支持7nm工艺的IP电路设计，制造用的光刻胶材料需要极紫外线13.5nm的EUV光刻胶，刻蚀用的刻蚀机、最关键的曝光显影设备光刻机等，都需要能支持相应节点的制程。

众所周知，芯片从设计到制造再到商业化量产出货，中间环节多、涉及链条复杂度高，材料、精密仪器、光学、微电子学、软件设计能力等等，任何一个环节任何一个细节把握不好，或者说其中任何一个节点的核心技术没有掌握在自己的手上，都存在被“卡脖子”的风险。正如吴汉明院士所说的那样，当下任何一个国家或地区依靠一己之力能做出一台EUV光刻机这并不现实”。

以光刻机为例，一台最高端的EUV光刻机价格约1亿美金，大约有十万多个零部件，超过全球5000家供应商，荷兰的腔体和英国的真空系统，美国的光源，德国的光学系统，日本的材料等，这些代表着全世界相关领域最先进技术的集成能力，是全球最先进工业体系的结晶。

而ASML从2019年开始研发的最先进的极紫外线设备已经禁止销往中国，2022年10月份开始，美国在出口管制清单当中明确规定，电磁光谱波长大于5nm小于124nm的EUV光刻设备禁止对中国出口，而2023年3月开始，限制进一步升级，ASML就连相对成熟的DUV光刻机等半导体技术也将限制对华出口。明眼人一看便知，以美为首的西方国家对我国的遏制日趋升级。

“我辈当自强”，国内半导体制造厂商正在坚持科学技术自立自强，希望早日解决我国在关键核心领域被卡脖子的问题。有人说，当年那么艰苦的岁月，我们能制造出原子弹、氢弹，能让卫星飞上天，一个小小的芯片，有什么解决不了的。换言之，芯片再难，能难过两弹一星吗？

其实这两者压根就不是同一类问题，没有对比的意义，芯片问题的难度主要在于精密制造，而制造核武器更多的是取决于核材料的生产能力，如果是制造原子弹的难度是1，那制造芯片的难度少说也是100，搞定整个产业链条的技术环节才是最难的。

还有人说，过去我们芯片能力本来与世界最先进的技术差异不大，都是后期市场化后买办思维占主导，有了造不如买，买不如租的动作，导致产生了现在的差距。然后就拿出一张发了黄的六七十年代中国光刻机图片进行佐证。

其实深挖芯片制造领域的差距，我们一直处于落后国外先进技术很长一段路径的状态，和今天差别不大，有心的读者可以了解一下我国半导体领域奠基人之一王守武院士的故事，就能窥视一二。

回头再探麒麟9000S

回过头我们再看一下麒麟9000S，TechInsights拆解给出结论说7nm中国制造，这里有一些细节需要大家思考，这个7nm是怎么做出来的？是EUV光刻机吗？

如果是EUV光刻机，前文引用过ASML早在2019年就禁止最先进的EUV光学系统出口中国，坊间传闻中国大陆到目前为止并没有一台EUV光刻机，本来在引进购买引进时正好遇上了中美贸易战，不得不被动搁浅，外交交涉和商业沟通并没有听说到进展，也许只能等待我国精密制造崛起，自给自足了。

依此推定，当前麒麟9000S如果是7nm制造工艺，则大概率DUV光刻机通过DE或SAQP技术实现。

但DUV光刻机通过DE或SAQP技术实现7nm制程，一是会增加光刻工艺的使用，刻套之前的误差控制难度增加，又或者对设计版图模板有特殊要求，单元电路具有较高的重复性。

无论怎样，在获得相对较高工艺制程的前提下，不可避免的导致成本进一步增加和良品率的下降，对商业市场化都有潜在的影响，这也是华为mate 60 pro系列相对性价比不高的主要原因。

另外，假如这个麒麟9000S真是EUV的杰作，那制造这个芯片的光刻机一定会是ASML产品。

还是老问题，除了光刻机，芯片产业链条上下游一系列的软件、设备、材料和工艺，不可避免的混杂着大量的外国元素，在外部环境很不友好和复杂地国际政治经济背景下，是否会引发美国长臂管辖范围和强度进一步增加，对我国芯片行业和高端制造业是否增加更多的不确定性，这些不得而知，但不得不防。这也许也是美彭博社委托Techinsights拆解mate 60 pro的原因。

华为凭借一己之力，对抗整个西方国家的制裁，解决芯片荒令人钦佩，但这里中国元素和中国对外依赖的比例有多大，因涉及商业机密等因素，外界剧透的其实全都是猜测。

从7nm往下的2~2.5个节点，麒麟芯片该怎么走？

如果7nm的工艺制程通过DUV的光刻机利用DE或SAQP技术勉强还能实现，那再往下更先进的工艺节点如5nm或以下，DUV的光刻机只能望尘莫及。

更先进的工艺制程需要克服的技术难点更多，需要精密仪器设备更尖端。正如吕教授所言，这个难度增加不是线性的，而是非线性的。

西方国家为阻止我国在芯片领域先进技术的发展，几乎在整个链条的关键环节都设置了障碍，从设计用到的EDA工具，再到制造所需的光源、光学系统、对焦设备、显影设备等，以及原材料包含EUV光刻胶等等……

显然，要突破这么多技术难点，尽管我国工业体系相对已经非常全面，短时间也不太现实，一切技术突破需要积累、需要学习，更需要长久时间，不是旦夕之间就能解决的。

架构授权才是阿喀琉斯之踵

如果说制造工艺，在未来五到十年还有突破的可能；那么ARM公司对技术授权的限制，才是比较致命的问题。

虽然英国ARM公司一直标榜自己商业中立的形象，但实际上，也曾跟随制裁过俄罗斯芯片企业。就在去年，ARM公司正式宣布，不再向中国出口最新的IP版本授权。包括鲲鹏、飞腾在内的国内厂商，只能沿用已有的授权版本设计芯片。

因为ARM授权模式是“一代一买”，如果厂商不买先进的IP版本而是自己研发出先进功能，会被视为侵犯专利权。这种“一锤子买卖”专利授权方式，会源源不断的为ARM公司带来收益。

但仔细想想，ARM公司的专利授权方式更像一种“霸王条款”。

打个比方，我们已经付费永久购买了一款软件，结果没过多久软件迭代升级，推出了新功能，软件公司提出“想用新功能还要再掏钱买一遍”的要求，并声称“最终解释权我说了算”。

可想而知，ARM公司也以专利授权制约了下游芯片厂商，独裁了ARM指令集技术与生态发展的方向。

而鲲鹏的授权还停留在ARM v8.2，最新的版本已经来到了ARM v9.2。这两代版本中间相差了六年，不止性能至少差了30%，鲲鹏的ARM v8.2也不支持AI计算、安全等v9新功能。

这对鲲鹏的影响在于，一是在旧指令集版本上缝缝补补，也无法弥补性能和功能上差距，并且这种差距没法依靠自身技术突破解决；二是在当前ARM生态圈，新版指令集已经成为主流，鲲鹏基于ARMv8.2建设起来的生态也将与主流环境脱钩。这对鲲鹏的客户、生态伙伴，充满了不确定性。

ARM公司日前已在美国上市，可以预料到，未来很长一段时间鲲鹏的技术授权问题都无法解决，这也是阻挠鲲鹏迭代发展的重要因素。

商业行为和家国情怀

我们都希望国家在芯片设计制造、在精密仪表仪器方面能早日摆脱国外的禁锢，这大概也是最近mate 60 pro上市能引发广泛关注的重要原因之一。很多人也习惯爱屋及乌，很容易把商业市场或商业行业与家国情怀混为一谈。

而狂热的情绪，并不利于我们保持足够的理性看待产品、看待技术发展和进步，只有正视差距，有谋略、有步骤的脚踏实地、持之以恒，才有可能解决芯片领域长期落后的现状。

希望我国能早日克服工业设计和制造领域先进设备和工艺被卡脖子之痛，让中国制造的高端芯片能早日拼得过国外产品，国产芯片也能走出国门、走向全球，

当下我们还有很长的路要走，要认清形式，正视差距，冷静思考，切勿在狂热之后迷失方向，理性看到麒麟芯片这一阶段性胜利。