华为Mate40系列手机,因为没有足够的芯片,导致一机难求。
背后的原因在于,台积电无法给华为代工5nm芯片。
华为缺“芯”,引发全民关注。
问题来了,我们制造光刻机和芯片的难点在哪里呢?
金钱
一台光刻机要卖10亿,对于厂商来说,研发投入是天文数字。
首先,光刻机的研发周期长,耗资巨大,能不能落地另说。
把技术落地,需要投入的金钱也是天文数字。
我们以14nm芯片来举例,一座厂房的建设成本在100亿美元以上。
目前,三星和台积电正在研发的3nm工艺制程生产线,从研发到落地,资本支出至少在千亿美元级别。
光刻机在生产芯片的过程中,需要消耗大量的水和电。
从头到尾,每一个环节都是金钱。
所以,华为能够自己搞定吗?笔者认为,靠一个商业公司去攻克光刻机,几乎不可能。
精度
目前,我们自主研发制造的光刻机和芯片,可以满足军工需求。
我们完全自主研发的光刻机,目前可以支持193nm氟化氩激光光刻技术。
而世界上最先进的光刻机来自ASML,EUV 5nn工艺。
对比一下,我们的差距太大了。
可是,从民用的需求来看,人们需要高精度的芯片。
比如体积更小的智能手机,性能已经超过笨重的台式机。
目前,台积电工厂正在使用的就是ASML的5nm光刻机。
台积电为苹果和华为代工,先后生产了A14、M1、麒麟9000芯片。
为什么说我们造光刻机最大的难点是“精度呢”?
光刻机本身就是一种最精密的仪器。光刻机用的光,波长要越短越好。同时,光的能量和准度也有要求。
目前很成熟的DUV光刻机,原理是这样的:193nm的光源脉冲去击打(两次)液态金属锡,制造出波长很短的光源。
这中间的精度要求我们想象一下:从空中掉落的金属液滴只有20um大,光脉冲要击打两次。
举个例子,这就好比是用乒乓球打苍蝇,还要打中两次,精度要求之高难以想象。
单说光源,除了DUV,还有更先进的EUV。
我们刚才说的只是光刻机的光源,光源在光刻机内发挥作用,还需要反光镜。
光刻机中的反光镜,必须要非常非常光滑,同样要求很高的精度。
除此之外,还有更多细节。
核心技术
制造芯片,制造光刻机的基本方法和原理,这都是公开的了。
刚我们也提到了,光刻机需要极高的精度,对应的就是最尖端的核心技术。
然而,最先进的5nm光刻机,需要最先进的光刻机光源技术,这种技术被Cymer牢牢掌控。
同时,光的准确度和精度也非常重要,卡尔蔡司也为光刻机提供支持。
掌握核心技术非常主要,我们拿北斗导航的举例,完全自主研发。
很多小伙伴说了,GPS挺好用的,我们有必要做吗?
答案是有必要,欧洲的伽利略导航系统,我们也曾出钱出力,可是人家说不卖就不卖,说不让你用就不让你用。
所以,我们还是得自己动手,掌握核心技术。
整合能力
光刻机,被誉为工业上的明珠,原因在于,光刻机整合了多个行业。包括加工、机械、测量、光学、微观物理、化学和电子电路等等。
我们都听过这么一句话,“学好数理化,走遍全天下”,而光刻机涉及到的理论知识,数理化全占了。
光刻机就是人类智慧的结晶。
所以,我们造光刻机和芯片的难点在哪里呢?顶尖的核心技术+整合能力。
光刻机和芯片是人类的智慧结晶,所以我们不能搞闭门造车。
从大的方面来看,我们的优势就是拥有广阔的市场和需求。
举例说明,我们对芯片的进口已经超过石油。
任正非表示,将来可能有人会求着我们买芯片,问题来了,未来芯片会变得很便宜吗?
笔者认为,这是有可能的。
想象我们的生活会变成什么样子?智能家居普及,万物互联,各种智能设备都需要一颗“芯”。
大家很熟悉的手机、汽车我们就不说了。目前,手机和汽车行业均出现“缺芯”问题。
人类需要大量的芯片,芯片就必须要大规模量产,成本降低是早晚的事情。
从这个趋势来看,芯片有望成为买方市场。
现在呢,芯片产业最核心的两个部分,光刻机制造和芯片代工,都是卖方市场。
而这是我们被“卡脖子”的地方。
从趋势来看,任正非说的话,早晚会变成现实。