细数芯片发展历程,论破解困局

当前我们的发展新格局基调为“以内循环为主体,外循环为协助,内外循环互促”,以美国为主的西方国家对我们进行科技封锁与打压,当前的两方关系已经发生了质变。

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在我国现今的科技发展中,提到最多的一个产业就是芯片,这也是遏制我们科技重要关键技术,现今我国在工业,农业,能源方面与西方发达国家还有不少的差距,在工业方面,芯片产业尤为突出,完全依赖于他国,无法进行自主生产。

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芯片的发展

世界发展史上有三次革命,

第一次主要以蒸汽机为代表的动力机械革命,产生了从手工到机器的生产方式,提高了生产效率。

第二次主要以内燃机为代表的的电气革命,电力电气制造业迅速发展,改变了生活方式。

第三次主要以集成电路,原子能,生物工程,电子计算等组成的信息化革命,这个加快了人类的历史发展进程。

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在第三次信息化革命当中,主要以计算机,集成电路为代表,其中芯片是最为重要的载体。在1947年,美国科学家发明了晶体管这个元件,在九年之后,一个美国的工程师和物理学家共同发明了集成电路,把众多的晶体管集成到一个半导体硅片当中,后面的人称呼这个大型的集成电路叫做芯片。在起初的芯片产生与发展都是在美国,可以说美国是芯片产业的发起者与主导者。

在芯片出现的五年之后,也就是1963年,日本从美国引进了集成电路这个产业,日本依托本国对于产业的工匠精神,对产品的精益求精,做出了比美国更好的集成电路芯片,并且深入的推广到民用方面,进一步促进了芯片行业的发展。在上个世纪七十年代,日本是芯片行业的执牛耳者。

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芯片产业在日本发展同时,韩国预见到未来集成电路潜力巨大,1965便从日本引进了集成电路产业,日本想要利用韩国低廉的生产力,并将大部分工厂建设到韩国,经过多年的发展,韩国也逐步建立自己集成电力产业,并且在一些方面超过美国和日本。

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那个时代是美日韩三国争霸,在芯片行业你追我赶,促进芯片行业的不断发展,将小小芯片应用到生活的方方面面。

在六十年代,芯片迅速发展的时期,由于历史原因,集成电路产业在我国并没多大的应用基础。在改革开发后,芯片此时已经发展迅猛,应用广泛,我国在1982年便设立了计算机及大型集成电力领导小组,在后续的发展中不断的投入巨量资金,尽管如此的重视集成电路产业,但是由于起步晚,再加上还是国家主导方式进行芯片行业的研发与发展,没有形成一个行业闭环,芯片在上个世纪末还是没有发展起来。

有一个节点最为重要,那就是在1996年,西方42个发达国家在瓦森纳签署协议,称为《瓦森纳协议》,其中主要的内容是对中国封锁先进技术,半导体芯片是封锁的重点。

尽管近年来我国芯片发展十分迅猛,现在全国已经有了近两千家芯片的生产厂商,但是产业链始终处于国际下游,只能生产一些低端的芯片。现在我国可以生产出14纳米的芯片,台积电可以生产出5纳米芯片,并且还在向着3纳米进发,也就是说我国现在距离高端芯片大概是两代到三代的差别。虽然距离有,但是也不是没有办法追赶,是需要时间而已,芯片发展的极限是2纳米。追赶大概需要五到十年的时间。

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芯片的生产有哪些环节?

芯片的生产大概分为五个环节,每个环节都可以细分为一个产业。

首先是“设计”,世界上最大的芯片设计公司是英国的ARM公司,需要将上亿的线路进行设计,并嵌入到芯片当中,好像前阵子美国的英伟达想要把这个公司给收购。软件设计美国的EDA处于世界的垄断地位,而现今的华为也有一定的芯片设计能力,可以设计7纳米的芯片线路。

其次是“芯片制造”,芯片的原材料是沙子,通过高纯度的冶炼,形成了半成品的晶圆,日本在这方面处于行业的领先地位,之后再是将晶圆生产为芯片,在生产芯片方面,台积电是老大,工艺是最先进的,我们有个中芯国际,大概能够排到行业第五,也仅仅是能生产一些低端的芯片,利润不高,并且需要受到美国的严厉监管,前阵子美国美国商务部正式把中芯国际列入实体清单,也会受到很多技术限制。

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硅晶圆

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台积电


然后是“封装测试”由于芯片的线路太多,原件太多,所以需要挨个对芯片的每个触点进行测试,基本属于劳动性密集产业,在这方面我们与国际上的差距不大。

接下来是“生产设备”上面我们提到的关于芯片制造最大的是台积电,他们只是加工芯片的加工厂而已,生产芯片的主要设备是荷兰的光刻机,有了光刻机才能进行芯片生产,但是有钱也不卖给你,核心设备会进行封锁。生产晶圆材料的有日本的三菱,索尼等公司,这些都能够提炼高纯度的晶圆。

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最后就是一些“辅助材料”,例如什么叫光刻胶、靶材、板掩膜版等材料,现在在我们国家基本是空白。

芯片行业非常重要,进入的门槛高,建立行业的周期长,投入的资金要多,相关的人才要充分、同时芯片行业应用的方面也广,民生,航天,工业制造,电气等领域都需要芯片这颗心脏。芯片行业现在不仅仅是市场的竞争,已经逐步上升到国家战略实力层面的竞争了。

现今遇到的困局

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为什么美国要打击华为,因为华为不仅仅是能够生产移动终端,而且还有领先世界的5G技术,最重要的华为是中国的企业。美国为了保持在信息产业方面的主导权,是不会容许其他国家产生威胁,曾经的日本就是例子。

困局该如何解决?

芯片的发展必须依托实体型企业,依托一些高科技发展公司。近几年随着国家越来越重视芯片行业,伴随着大量的补贴,也涌现出一大批想要骗补贴的芯片生产公司,在以前还出现过汉芯时间,从外国买了芯片,然后贴上自己的标签就说是自主生产的了。芯片的发展必须依托像华为,联想,这类以电子计算机基础的行业,形成一个闭环,不能完全依靠政策为导向,还得要以市场来说话。


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加大人才投入,一个国家的硬实力拼的是什么,不是人口,不是国土面积,而是人才,只有不断提升人口素质,培养出高尖端的人才,不管是现在的芯片,还是其他行业都大有所为。最为重要的是我们的基础科学还不够,教育的教学方式需要发生转变。

坚持对外开放,增加国际交流,老话说的话,不能蒙头做事,还得抬头看路。经过我们内循环很重要,但是外循环这个环节少不了。虽说现在国际之间存在贸易,竞争等争端,但是一个国家不能单打独斗,需要相互之间的配合。

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总的来说,就是两点,提高科教体制,加大开放力度。

未来发展方向 单选 00% 拥有整套产业链 00% 加强合作,细分行业领域

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页面更新:2024-04-15

标签:芯片   华为   光刻   困局   韩国   日本   美国   集成电路   现今   纳米   环节   我国   产业   国家   行业   科技   公司

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