來(lái)源：娃紫
春花秋月何時(shí)了？芯片知多少引子2017 年 3 月，中興通訊因被指控違反規定，同意接受了 11.9 億美元的罰款2018 年 4 月 16 日，米國商務(wù)部發(fā)布公告，未來(lái) 7 年內禁止中興通訊向美國企業(yè)購買(mǎi)敏感產(chǎn)品隨即中興基本進(jìn)入休克狀態(tài)，因為通信設備中最主要的元器件 芯片，基本依賴(lài)進(jìn)口最后，在美國深度干涉下，中興不得不重組董事會(huì )，開(kāi)除部分指定高管，并賠償 4 億美金保證金，華為進(jìn)入制裁名單后，勢頭正盛的榮耀品牌只能被賣(mài)掉易主，別無(wú)選擇，近幾年，美國對外的制裁名單不斷的拉長(cháng)，受限的外國企業(yè)數量不斷增加芯片—成為美國手中最有效地制裁大棒芯片的作用很大，因此大棒的威力很大，因此被打的受傷很深芯片到底個(gè)什么東東呢？本文將一探究竟前世今生20 世紀的兩次世界大戰，把全世界拖入水深火熱中，各國打的不可開(kāi)交時(shí)美利堅如同伊甸園，巧妙的成為少有的沒(méi)有受戰爭洗禮的凈土世界在打打鬧鬧，好生熱鬧，米國人也并非六根清凈閑著(zhù)沒(méi)事干的山姆大叔，戴上眼鏡開(kāi)始搞科學(xué)研究經(jīng)過(guò)幾十年的蟄伏研究，到 40、50 年代，米國已經(jīng)逐漸占據全球科技和高端產(chǎn)業(yè)的頂端了第二次大戰以后，在大家忙著(zhù)重建家園的檔口，山姆大叔家憑借戰爭期間匯聚的大量 頂尖人才、戰爭收益通過(guò)完備的 科研體系 和 工業(yè)生產(chǎn)鏈條，孵化出一個(gè)又一個(gè)堪稱(chēng)劃時(shí)代的產(chǎn)品芯片便是其中之一，而且成為后世影響最大的產(chǎn)品
手指上的這個(gè)小家伙，如今支撐起全球上萬(wàn)億美元電子設備市場(chǎng)，被米國作為大國博弈的 “鎖喉技”這個(gè)指甲大小的面積上封裝數十億個(gè)晶體管一個(gè)針尖上就能放下數千萬(wàn)到上億個(gè)管子果真，神一般的存在半導體征程從開(kāi)頭往后捯直接上圖，下面這張圖是世界上第一臺通用的電子管計算機，名曰：埃尼阿克
直接說(shuō)吧，壯不壯觀(guān)？列列數據，更不可思議這貨重量達 30 多噸，占地面積 170 多平方米由 18000+ 只電子管，成千上萬(wàn)個(gè)二極管、電阻器等元器件組成，內部電路的焊接點(diǎn)多達 50 萬(wàn)個(gè)耗電量據說(shuō)超過(guò) 180 千瓦小時(shí)，此貨一開(kāi)，全鎮停電，這影響力夠大吧更要命的平均每隔 15 分鐘燒壞一只電子管，每隔 15 分鐘就得停工檢修工程師不是張翼德，于數萬(wàn)器件中找那個(gè)壞的，也真不是探囊取物往往一查幾天時(shí)間就過(guò)去了頗有點(diǎn) 充電好幾天，工作一刻鐘 的意思看來(lái)萬(wàn)物不管日后多牛 X , 起步的時(shí)候都 LOW 的很于是乎，就有人跳出來(lái)改進(jìn)了
中間這位小哥，大名肖克力，號稱(chēng) “晶體管之父”，大約也就 30 來(lái)歲，加班加的直接干禿頂了看來(lái) 996 不是如今互聯(lián)網(wǎng)的新詞，禿頂也是個(gè)泊來(lái)品經(jīng)過(guò)不懈的努力研究，肖大師發(fā)明了下面這個(gè)東東
三根腳像個(gè)小燈珠，但影響卻遠勝過(guò)燈泡直到現在，此 “三腳先生” 依然是模、數電路課程中的主角也得益于此肖先生，上面那個(gè)占地 170 平的龐然大物得以減肥成功發(fā)明了這么個(gè)東東，只是把原材料備好了真正烹小鮮的大師傅們還沒(méi)有開(kāi)始登場(chǎng)古人云：“治大國如烹小鮮”造芯片當然概莫能外，也是一步一步的往前走的第一位大廚，大名：杰克-基爾比，江湖號稱(chēng)：集成威龍這深沉的小眼神，專(zhuān)注的小神情，配得上這名號
據說(shuō)基爾比剛開(kāi)始參加工作時(shí)，沒(méi)有年假，當其他老同事都去度假了，他只能留守公司一天午睡醒來(lái)，實(shí)在沒(méi)事可做，瞅了一眼實(shí)驗臺上的元器件，元器件們也瞅了一眼基爾比先生算是相識了然后，這個(gè)剛畢業(yè)的青年開(kāi)始 “騷操作” 了， 突發(fā)奇想，把幾個(gè)電子元器件用電烙鐵焊到一塊，會(huì )怎么樣？一個(gè)月后，當同事們度假回來(lái)了，青年的這波操作也算是成功了在一塊板上集成了好幾顆鍺晶體管，性能還算不錯這就是集成電路的啟程之源很滑稽，很好玩突然想起初中學(xué)拋物線(xiàn)時(shí)，一哥們指著(zhù)尿出的弧線(xiàn)，大喜，原來(lái)拋物線(xiàn)可以這樣畫(huà)出來(lái)有點(diǎn)異曲同工集成概念一出，第二位神廚隨即出現了，名曰：羅伯特·諾伊斯，江湖號稱(chēng)：硅霸王
帥氣的外表下面，有一顆優(yōu)秀的心，后續他的一系列開(kāi)掛的人生值得大家學(xué)習學(xué)習后面再談是他，發(fā)明了硅材料的集成 電路，是他，是他，就是他這是一個(gè)開(kāi)創(chuàng )一個(gè)時(shí)代的創(chuàng )舉不知道 “硅谷” 的由來(lái)，與之有沒(méi)有關(guān)系，大概是有關(guān)系的這時(shí)候上面那個(gè)禿頂青年發(fā)現外面的世界這么精彩，也耐不住寂寞了不甘心 “一個(gè)人、一把椅子、一個(gè)實(shí)驗室”，開(kāi)始往外看了于是乎，肖先生成立了一個(gè) “半導體中心”，號稱(chēng)建立晶體管帝國，因此，真正的主角開(kāi)始紛紛登場(chǎng)
這八個(gè)青年從各地慕名而來(lái)，都準備著(zhù)為了芯片事業(yè)成為禿頂先生大家在一塊摸打滾爬，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的努力，估計蜜月都還沒(méi)過(guò)完呢無(wú)奈肖先生能發(fā)明晶體管，但不擅長(cháng)管理團隊，是個(gè)合格的工程師，但不是個(gè)合格的項目經(jīng)理八大仙人很快就背叛了肖先生的半導體中心，這令肖先生很是生氣，于是送了他們一個(gè)雅號 “八大叛徒”八大仙人也很無(wú)辜，跟著(zhù)你難以發(fā)揮自身的價(jià)值，只能借口：由于個(gè)人職業(yè)規劃的原因，離開(kāi)了后來(lái)這八個(gè)大仙團入到了一個(gè)攝影小公司，經(jīng)過(guò)他們的神操作改造硬是把這個(gè)以攝影為主業(yè)的小店面搞成了以生產(chǎn)芯片為主營(yíng)業(yè)務(wù)的大公司這個(gè)小攝影公司發(fā)展成為了半導體之祖，也就是 “仙童”據說(shuō)硅谷就是在它的基礎上發(fā)展起來(lái)的從八大仙的角度來(lái)講，平臺還真是很重要如果繼續在中心，只能天天找別扭，估計干不出什么像樣的事找了個(gè)朝陽(yáng)的小平臺，就好像汽車(chē)上安裝了個(gè)火箭的發(fā)動(dòng)機，飛速搞起來(lái)了后來(lái)，大仙們的能量不斷發(fā)酵，一個(gè)仙童已經(jīng) 無(wú)法容納下這么大的能量了于是乎，八大仙開(kāi)始分封到各地，逐漸成為獨擋一面的諸侯- 帥氣的諾伊斯 和 摩爾， 成立了大名頂頂的英特爾
- 杰里-桑德斯成為了AMD
- 鮑勃-韋勒和查爾斯進(jìn)入了體制內，進(jìn)入國家隊——國家半導體公司
上面這個(gè) 摩爾， 就是發(fā)明半導體界第一定律的那個(gè) 摩爾看來(lái)誰(shuí)都不可能隨隨便便成功，有硬貨是成功的必要條件至此，半導體界的格局基本形成了，母體-仙童完成了孵化升級后來(lái)的另一個(gè)大神，喬布斯評價(jià)：仙童半導體公司就像個(gè)成熟了的蒲公英，你一吹它，這種創(chuàng )業(yè)精神的種子就隨風(fēng)四處飄揚了。
這么多牛 X 的人物其實(shí)一直在圍繞著(zhù)這個(gè)小東西作文章，而且付出了畢生的心血真是物貴不在其大，而在其精啊有點(diǎn)像一位大師說(shuō)過(guò)的：大學(xué)不在于造大樓，而在于造大師包子有肉還真不在褶上無(wú)處不在的芯片手指上的那個(gè)小東西，經(jīng)過(guò)一代又一代的發(fā)展迭代不斷往信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)滲透，到目前為止，這小東西獨自支撐起 "高、精、尖" 科技的大半個(gè)江山它的身影可以在各行各業(yè)可見(jiàn)，關(guān)鍵的是還不可替代
在上面的這些行業(yè)里，只要這小家伙一罷工，基本整個(gè)行業(yè)就得停工這和人的價(jià)值是一樣一樣的，當你成長(cháng)為不可替代的存在時(shí)，你的價(jià)值才真正的開(kāi)始體現出來(lái)
手機基本人手一部了，甚至多部，在這個(gè)家伙里面承載著(zhù)數十顆芯片基帶信息處理的芯片、射頻鏈路的芯片、電源控制芯片、圖像處理芯片等等等等一切的應用 APP 都離不了芯片的處理，只要手機開(kāi)機就必須得有芯片的運行否則，手機連一個(gè)電話(huà)都打不出去這個(gè)捆綁夠緊密的吧
前面那個(gè)占地 170 平方的大家伙如今已經(jīng)成功瘦身為小巧玲瓏的本本在這個(gè)本子里有比手機更多、更精密的芯片模塊每天與我們打交道的計算機可以說(shuō)是世界上少有的精密設備了一個(gè) CPU 的制造就要經(jīng)過(guò)數百道精密工序，那真不是有力氣就能夠造出來(lái)的最主要的部件還是 芯片
數控機床是現代工業(yè)的基礎，很難想象沒(méi)有數控機床的工廠(chǎng)是怎么樣完成生產(chǎn)的這每臺大家伙里，最最重要的其實(shí)就是里面的那幾顆控制芯片在那幾顆芯片的指令下，機床才能夠順利地準確切割和精確組裝
芯片在汽車(chē)行業(yè)的作用就更加突顯了今年以來(lái)，受限芯片生產(chǎn)企業(yè)的出貨量變少，汽車(chē)行業(yè)的產(chǎn)量被極大縮水有的汽車(chē)居然開(kāi)始漲價(jià)了，這真是個(gè)黑天鵝事件有的車(chē)企甚至因為缺芯而停產(chǎn)了，漲價(jià)也買(mǎi)不到看來(lái)發(fā)動(dòng)機再好也沒(méi)用，沒(méi)有這小東西，發(fā)動(dòng)機也得乖乖的熄火沒(méi)有那顆小東西，相關(guān)的行業(yè)就得停產(chǎn)這句最土的話(huà)，卻概括了它最大的價(jià)值
芯片，已經(jīng)走進(jìn)人們生活的方方面面，從工業(yè)生產(chǎn)、交通、生活，無(wú)處不在，而又無(wú)所不能電視機上也有那么數顆芯片，控制著(zhù)高精畫(huà)面和高保真語(yǔ)音沒(méi)有芯片的支持，電視就只能黑屏
冰箱的溫控和自適應調溫，電源控制模塊也是在芯片的指令下工作的
上面這位也是一樣的，越來(lái)越智能的背后，都是芯片在幫人們思考和決策哪有歲月靜好，只不過(guò)有人在替你負重前行把衣服往里面一扔就完事了，其實(shí)在背后是芯片在幫你決策什么衣物洗的程度、洗的時(shí)間、洗衣液的數量等
就連吃飯的家伙也是受芯片支配的，你選擇不同的功能時(shí)是芯片讀懂了你的意思，然后以指令的方式指導著(zhù)電磁爐按照你的意思工作沒(méi)有芯片，恐怕你是無(wú)法和電磁爐直接對話(huà)的它也就不可能按照你的意思提供適應的溫度
每個(gè)成形的設備里面都有幾顆、十幾顆、幾十上百顆這樣的東西在有條不紊地極速的處理著(zhù)一系列的 “0-1”，然后從這些數據流中讀懂人們的意圖再把人們的意思轉換成指令，來(lái)和設備交流正是它的無(wú)處不在，又不可替代，成就了它獨一無(wú)二的價(jià)值差距何在談到差距，先從芯片的生產(chǎn)說(shuō)起
那一顆毫無(wú)重量的重量級芯片居然脫胎于一堆散沙想不到吧看似不起眼的東東，在經(jīng)過(guò)精心打磨后也能價(jià)值非凡的先通過(guò)特殊手段把沙子提純，也就是去糟取精的過(guò)程取精到什么程度呢？硅的含量得99.9999。。。%以上反正是越純越好，就這一步基本就沒(méi)有幾家能做了，PK 掉大部分公司然后再用提純后的硅去作晶圓，然后就是下面的這一系列操作了
專(zhuān)業(yè)性太強，這里不大話(huà)了，只要知道這個(gè)過(guò)程很雕，世界上沒(méi)幾個(gè)公司能干就 OK 了反正目前在制造芯片上，我大中華還差一些意思被 “卡脖子”制裁的就是在這個(gè)環(huán)節上，因為我們搞不了，這就是我們的七寸被別人拿捏的死死的當然大中華的芯片設計能力還是不錯的有點(diǎn)紙上談兵的感覺(jué)呢經(jīng)過(guò)上面的這一系列的處理過(guò)程，路才算走了一半，也就是剛打完了地基然后，就是在這個(gè)地基上蓋房子了，芯片內部的三維模樣，像不像個(gè)建設中的宮殿？
每一個(gè)梁子，每一道溝都是經(jīng)過(guò)精心設計并論證了的這只是一個(gè)簡(jiǎn)要的示意圖，真實(shí)的芯片內部結構遠比這個(gè)復雜想象在指甲大小的薄片上，蓋成千上萬(wàn)座故宮會(huì )是什么樣子，其復雜程度可想而知了吧后面還需要一系列的神操作，才能成為下面的這個(gè)樣子，只有成這個(gè)樣子了，通電才能處理數據
把上面的這家伙再和其他的元器件連起來(lái)就形成下面的電路板子了
也就是我們拆開(kāi)設備后能看到的樣子芯片就是站 C 位的最亮的那顆星板子上幾乎所有的模塊都與這顆最亮的星鏈接著(zhù)，形成一條條高速公路看著(zhù)和每個(gè)芯片鏈接的高速網(wǎng)絡(luò )系統是不是有種 “條條大路通羅馬” 的感覺(jué)芯片就是這個(gè)羅馬城堡，是整個(gè)系統的中樞神經(jīng)，功能上類(lèi)似于每個(gè)人的大腦
再回到對 “羅馬” 的制造過(guò)程對 C 位主角的制造過(guò)程精密而復雜，多達幾百道工序，其中最重要的一道工序就是下面這個(gè)工具-光刻機完成的
芯片一般人造不了，制造芯片的工具，一般人更造不了ASML 這個(gè)荷蘭公司以造這玩意為生，每年不多造、也造不出來(lái)，太復雜了，一年十幾臺完事想買(mǎi)的人排了老長(cháng)的隊伍了，關(guān)鍵是有些連排隊的資格都沒(méi)有，因為被限制了中芯國際訂購了一臺價(jià)值 1.2 億美元 的極紫外光刻機這幾乎相當于這家中國大陸最大的芯片加工企業(yè) 2017 年的全年利潤了而且這還只是買(mǎi)了個(gè)人家不用了的，更先進(jìn)的，我們是買(mǎi)不到的在米國的安排下，我們是連排隊打飯的資格都沒(méi)有的可以認為，就是像光刻機類(lèi)似的生產(chǎn)工具，嚴重制約了我們的芯片產(chǎn)業(yè)進(jìn)而制約著(zhù)我國高新興、高精尖的信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展外國拿這些工具性的東東，死死的卡位，我們就死死的動(dòng)彈不了經(jīng)濟領(lǐng)域受到極大的影響毫不夸張的講，在高科技信息產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，我們是處于極為被動(dòng)的位置再往深處想一想，像航天、網(wǎng)絡(luò )完全、軍事這樣的領(lǐng)域一旦也被外國類(lèi)似的操作卡位了，我們的危險系數會(huì )變得多大？細思極恐所以，在高科技這條路上，我們任重而道遠總書(shū)記多次提到，一定要重視自主研發(fā)，創(chuàng )新不問(wèn)出身因為核心技術(shù)是買(mǎi)不來(lái)的，更是化緣化不來(lái)的，只能由自己切實(shí)的搞研發(fā)去掌握能引起總書(shū)記重視的問(wèn)題，不可謂不大了吧這就是芯片問(wèn)題的本質(zhì)和我們的處境，以及我國研發(fā)核心技術(shù)的志向前方的路大中華正處于 “缺心少魂” 的被動(dòng)處境中，也就是硬件、軟件均處于弱勢 的狀態(tài)- 硬件缺心：缺少芯片的生產(chǎn)制造能力
- 軟件少魂：缺少通用及專(zhuān)用操作系統
中國生產(chǎn)全世界 80% 以上的手機，90% 以上的電腦能量不可謂不大，但也僅僅是 “代工”，利潤薄的幾乎透明， 仍然是幾億件襯衫的利潤換一架飛機的狀態(tài)從計算機角度來(lái)講，主流設備還是以英特爾的 ARM 結構為主的硬件框架 + 以微軟為主的 Windows系統搭配的 Wintel 架構雖然幾乎全世界的電腦都由中國生產(chǎn)，但是在這兩個(gè)核心技術(shù)面，大中華沒(méi)有絲毫發(fā)言權不掌握核心技術(shù)，只能是處于利潤的最低端一部手機中最關(guān)鍵的核心部件也基本是進(jìn)口來(lái)的，我們作為組裝的角色5G 通信系統，中國在世界上的話(huà)語(yǔ)權越來(lái)越大，不管是民用通信、還是工業(yè)互聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)絡(luò )，都取得了突破性進(jìn)展但是核心部件的缺失和軟件系統 的不成熟，仍然導致我們無(wú)法建立起產(chǎn)業(yè)生態(tài)
因為，中間這顆東西仍然是處于和西方隔幾代的差距總結起來(lái)，根本問(wèn)題在于：- 基礎理論研究較西方更落后，以前我們更擅長(cháng)于照貓畫(huà)虎的引用過(guò)來(lái)，作山寨，學(xué)標不學(xué)本不可持續
- 缺乏持續的用力。類(lèi)似于芯片是投資多、周期長(cháng)、風(fēng)險大的產(chǎn)業(yè)，看不到及時(shí)的回報，就喪失了繼續投入的動(dòng)力
- 關(guān)鍵性創(chuàng )新人才的缺失。沒(méi)有形成完備的創(chuàng )新體系，沒(méi)有大量的創(chuàng )新型人才。因此，只作從 1 到 2 的修補工作，少有作從 0 到 1 的開(kāi)創(chuàng )工作
- 開(kāi)源不夠，思路閉塞。開(kāi)源才能煥發(fā)大眾的創(chuàng )新，只有大家都參與 才能更有創(chuàng )新生機。但是在國內幾乎不成立，有了好東西是不會(huì )分享的，生怕別人學(xué)了去
在這種被動(dòng)情況下，我們走了很遠一段路了，也曾不斷的探索破繭之路曾經(jīng)試圖 “以市場(chǎng)換技術(shù)”，但往往的結果是市場(chǎng)被別人占去了，真正的核心技術(shù)沒(méi)有引進(jìn)來(lái)曾經(jīng)試圖 “以租代造、以買(mǎi)代造”，但結果是命門(mén)掌握到別人的手里去了“引進(jìn)，消化，吸收，創(chuàng )新” 這條路本沒(méi)有問(wèn)題，但核心技術(shù)不能完全靠引進(jìn)所以，總書(shū)記講：核心技術(shù)靠化緣是要不來(lái)的我們只有踏下心去，堅定坐冷板凳的決心，持續的投入研發(fā)或者也就這條路了當今時(shí)代下，任何一個(gè)產(chǎn)品或者模式的成功不再是我們追求的目標，我們想要的是一個(gè)生態(tài)一個(gè)這樣的生態(tài)：自主研發(fā)的底層硬件和軟件系統搭配，在這個(gè)基礎之上搭載各類(lèi)功能應用，以應用反過(guò)來(lái)促進(jìn)底層基礎設施的演進(jìn)一個(gè)良性循環(huán)的產(chǎn)業(yè)生態(tài)固然重要，但是羅馬并非一日建成的在核心零件的研發(fā)上，近年大陸出現了眾多的獨角獸，規劃以 “彎道超車(chē)” 的模式搞的 AI 芯片就是典型
試圖通過(guò)搭載人工智能、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )算法，從根本上改變原有芯片的模式，走出一條自己的產(chǎn)品之路也取得了不少的成績(jì)，但是也注定是一條荊棘叢生的路革命尚未成功，同志仍需努力吧小結回顧臺灣、韓國、日本的芯片發(fā)展之路，每一個(gè)走的都是篳路藍縷但從其殺出的一條條血路的經(jīng)驗中，背后無(wú)不有著(zhù)國家的意志相比，我們更有兩種優(yōu)勢：- 制度優(yōu)勢，能集中力量辦大事
- 市場(chǎng)優(yōu)勢，任何先進(jìn)技術(shù)丟掉了市場(chǎng)也就成了無(wú)水之源了
所以，對于芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，目前差距較遠，但是行將必至別人幾十年積累下來(lái)的核心技術(shù)，我們不奢望三、兩年追趕上，但會(huì )、而且應該一直在追趕的路上外國的高壓制裁下，我們的產(chǎn)業(yè)鏈會(huì )崩嗎？我覺(jué)得不會(huì )，他們的目的是企圖把高精尖的技術(shù)主導權抓在自己手里，不會(huì )把整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈都扼殺掉否則，丟了市場(chǎng)，技術(shù)便無(wú)用武之地了，不也就沒(méi)有什么意義了嗎？
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