很多人认为中美之间的科技战起点是去年漂亮国针对我国华为展开芯片围剿时算起,但实际上中美科技大战的时间远比我们想象中要早。最起码在通信科技上我们很早就已经开始和漂亮国展开了较量,最有说服力的就是北斗卫星。如果不是我国经过了长达十几年的不懈努力,北斗卫星怎会一上线就得到全球100多个国家的合作与支持。
不过话又说回来,我国和漂亮国之间的芯片大战确实是这些年中美竞争中最显眼的一个,一来芯片确实和我们当代生活有着最直接的关联;二来芯片方面确实是我国一个十分明显的短板。
我国甚至直接下达了“政治任务”,要求我们必须在5年的时间里我国的国产芯片能够达到70%的自给自足率,彻底摆脱大范围对进口芯片和芯片代工的依赖。
这项政策刚刚出来的时候很多人其实都是表示怀疑的,毕竟虽然我国华为等优秀公司的芯片设计能力世界一流,但是牵扯到芯片制造我国就直接落后了漂亮国几十年,这中间的差距并非几年功夫就能扭转局面的。
那么我国政府在下达这个目标的时候勇气和信心都是怎么来的?网上有很多文章都在分析我国为什么能够拍着胸脯下达“作战目标”,其中几乎绝大多数的原因总结无外乎以下几点——
- 一是我国拥有华为、中芯国际这样的优秀芯片设计商,虽然芯片制造还跟不上,但是在重金研究的基础上一定能创造奇迹。
- 二是我国政府已经针对集成电路发展花了相当大的力气,各种税收利好可谓是前无古人后无来者,重赏之下必有勇夫。
还有其他一些说法我们就不一一列举了,总之从某种角度来看这些被“分析”出来的原因看上去都是“精神胜利法”,因此才会有还能多人并不相信我国能够如期完成目标。不过在真正的集成电路专业人士眼中,实际上这个目标并非不能实现,并且我们还有很大机会能够对漂亮国进行反超!
想要弄明白这个问题,首先我们得知道“芯片大战”的前置条件——摩尔定律!
所谓摩尔定律,是上世纪六十年代中叶由国际知名企业英特尔创始人之一提出来的,因为提出这个定律的人名叫“戈登.摩尔”,因此这个定律就被成为“摩尔定律”。
我们都知道目前全球的芯片基本都是用硅基材料制成,而所谓的芯片其实就是各种晶体管这样的“线头”被精密化的装载在一个硅基材料里,制程越高同一个平面装的晶体管就越多。按照摩尔最初对硅基材料以及对市场的研判,摩尔提出了每6个季度芯片上晶体管的数量就会翻一番,但时代的进步和科技的发展让这个速度变快了,戈登.摩尔在1975年将这个数字变成了每两年翻一番的级别。
显然戈登.摩尔1975年的判断是正确的,随后直到现在全球芯片的进步速度基本和这个定律保持了一致,也正是因为如此芯片越做越小,从以前巴掌大的一块缩小成如今这么小的一块的纳米级别。
不过摩尔定律最大的功效到并不是它定义和预判了芯片未来的发展之路,而是在摩尔定律之下,不管芯片制程如果提高技术如何进步,但芯片的价格却可以保持不变。那么有人会问了,用了更加先进的技术成本难道不会增加吗?价格保持一致芯片公司还怎么赚钱呢?
其实这个答案很简单,芯片生产是一个成本投入极大的事情,而且除了生产线搭建和研发,人力成本占了很大的比重,但同时流水线式的批量生产又可以提高销量和产能进而整体降低成本,所以漂亮国的那些科技公司赚钱采取的方式就是用产业规模化整体降低芯片的生产成本,再用产业转移的方式减少生产支出,因此也催生出了台积电、三星等一众亚洲代工产业的发展和发达。
也正是这种方式让漂亮国的科技企业和漂亮国自身通过“剪刀差”的方式赚得盆满钵满。但有一些科学底子的人都知道,任何一个科学理论都并不是绝对的真理,科学的理论和定律只是当下最合理的一种科学解释,随着时间的推移在有了足够“证伪”的条件下时,科学理论也会被革新甚至推翻,比如从地心说到日心说再到银河宇宙等等就是这样一个过程,摩尔定律也不例外。
由于芯片依旧属于物理宇宙中的一种产物,所以芯片制程的发展也会受到物理极限的“压制”,早在2017年芯片还没有发展到7纳米制程时候,NVIDIA创始人黄仁勋就认为硅基芯片已到达大限,2018年台积电创始人张忠谋也曾表示过摩尔定律会在当年停止发挥作用。
尽管后来芯片的发展证实了其实芯片制程还可以往5纳米甚至3纳米方向前进,但全球默认的是摩尔定律在硅基芯片越来越小的情况下已经十分逼近物理极限——即一个指甲盖大小的芯片已无法再承担更多的晶体管。
也就是说摩尔定律就快要失效了,尽管目前尚且不知道究竟是哪一年才会真的失效但相信这个时间点并不会太远。而这就是让漂亮国很头疼的事情,因为这意味着他们无法再利用剪刀差赚取更多的钱,因为亚洲的芯片设计能力已经随着漂亮国技术过去几十年的技术转移得到了相当大的提升,在摩尔定律尚且还没有失效的时候,我国华为已经可以设计出不输给漂亮国高通的麒麟高端芯片,那么一旦摩尔定律失效漂亮国也就失去了“先发优势”。
所以漂亮国就直接用我国现在芯片最大的短板芯片制造上的缺失卡我们的脖子,让我们空有设计能力却没办法生产,那么即便摩尔定律失效,我国在芯片上还是要看漂亮国的脸色。
那么这么看来,我国提出了5年7成自给率是不是真的没办法实现呢?其实还真不是,因为在芯片生产的三大环节芯片设计、芯片制造和芯片封装上,我国至少有一头是稳居世界前列的——芯片封装。
有的人会说芯片封装不过是一个制作好的芯片封装而已,能有什么技术含量和优势呢?实际上这是很多人对芯片封装的一个巨大误解!想要弄明白这一点我们必须得清楚,想要摩尔定律继续发展目前全球公认得方式只有两种:要么是继续提高芯片得制程、要么是垂直封装技术。
继续提高芯片制程我们都已经知道了这几乎是不可能的事情,3纳米制程以后还会不会有2纳米甚至1纳米目前来看希望不大,那么剩下得唯一办法就是垂直封装技术,而在这一点上我国优势很大。
其实垂直封装技术并非什么最新的前沿技术,区别于传统平面化封装,通俗来说垂直封装最大得特点就是可以把不同种类不同用途得芯片用先进得2.5D或者3D得封装技术把他们堆叠到一起,我们现在使用智能手机里得芯片就是采用了先进得垂直封装,所以智能手机才能够做到越来越薄。
而在封装领域的技术我国甚至可以称得上得全球第一,整体得封装技术中这种尖端得垂直封装也占有了3-4成封装订单比例,华为、长电科技、通富微电就是其中最优秀得代表,堪称是我国封装领域的三巨头。
也就是说,一旦摩尔定律失效,我们完全有可能在封装领域上异军突起让漂亮国方面投鼠忌器,甚至成为推动后摩尔定律时代发展的最大推力,通过封装倒逼漂亮国放开对芯片制造技术和设别的封锁。
那么在这种情况下,加上我国政策和优秀企业的合力,5年7成自给并非空中楼阁。不过我们也不要过于乐观,因为掌握了垂直封装技术并且做得不错的并不是只有我们国家,三星、英特尔等等都是强有力的竞争对手,一赛道虽然目前我国占优,但并不代表这个赛道会一直很“宽敞”,挑战和压力并不小。