从1985到2024,而今真正自主可控国产光刻机再度出发,这一“刻”我们等了39年!
日前,北京卫视报道了小米公司成功流片国内首款采用3nm工艺的手机系统级芯片的消息。
这一消息固然可喜,但还谈不上令人振奋。根据现有的信息,与包括麒麟在内的其他国产芯片一样,小米的这款3nm芯片仍然是购买ARM架构授权进行修改,而与龙芯的自主指令集完全不是一回事;此外,小米的此次3nm流片很有可能找的是台湾的台积电。
两点结合起来看,小米的3nm芯片离自主可控仍然有相当的距离。与华为相比,小米唯一的优势只是暂时没有受到美国制裁,因此可以买到ARM的V9、甚至是最新的V10架构,而麒麟还只能在V8基础上修改;同样因为暂时没有受到制裁,小米暂时还可以使用美国把控的供应链流片。
其实,只要中国人想干,自主指令集和生态这些软设施都是可以重新构建的,只是需要一段痛苦期来磨合;真正难以一步跨越的,还是芯片的硬件制造,尤其是光刻机。
今年9月,中国在DUV光刻机领域实现了重要的技术突破的消息引发国人振奋。
根据公开披露的参数,工信部公布的国产氟化氩光刻机(DUV),波长为193nm,其分辨率可以达到65nm或以下,套刻精度8nm。
中国首台(套)重大技术装备的含义是指国内实现重大技术突破、拥有知识产权、尚未取得明显市场业绩的装备产品,包括整机设备、核心系统和关键零部件等。
需要说明的是,套刻精度跟制程节点水平是两个概念,套刻精度则指的是每一层光刻层之间的对准精度,并不是指能够制造的芯片的工艺制程节点。对照ASML的系列光刻机参数,这款国产DUV光刻机仍未能完全胜任28nm的工艺制程,更达不到8nm、7nm的程度。ASML 2006年推出的干式DUV光刻机XT:1450的分辨率就已经达到了57nm,套刻精度为7nm,相当于晚了18年。
这一次看似有限的突破,仍有具有重要的节点意义——28nm以上制程的成熟芯片有望实现全流程国产化了。
这个突破,是美国的制裁措施倒逼的结果,正应了毛主席的那句封锁吧,封锁十年八年,中国的一切问题都解决了。
晚18年并不可怕,只要正确的路线能够占据主导,国产光刻机赶超国外最先进的技术水平指日可待。
历史已经雄辩地证明:美国从原子弹到氢弹用了7年多,而新中国在毛泽东时代的引领下只用了两年多;导弹和原子弹结合即战略核导弹的试射成功,美国用了11年,新中国仅用了1年多的时间!这是社会主义公有制下群众和专家无私大协作的结果,是社会主义制度优越性的充分体现。
就在国产DUV光刻机重大突破的消息传出之后,中国科学院原院长白春礼院士的一段访谈视频又在网络上热传:
白春礼院士的这段访谈大约是去年这个时候的,毛泽东时代集成电路事业取得的辉煌成就早已被历史掩埋,公众人物公开把它讲出来,是少有的。
在毛主席的高度重视和关怀下,新中国很早就开始了电子工业的布局。
1953年1月,由华罗庚在中国科学院数学所建立了中国第一个计算机研究组;1953年,电信工业局终于成为第二机械工业部十局,所属的738、718、774等一批北京酒仙桥地区的电子工厂,都参加了电子计算机的生产,新中国的计算机事业自此起步。
1956年7月5日,科学规划委员会正式印出四项紧急措施文本。紧急措施包括计算机、半导体、无线电电子学和自动化,这四个领域都是我国当时发展还是很薄弱,但极具战略价值的科技门类。
1957年1月1日,中国科学院等三家单位签订了合作发展中国计算技术协议书。三方议定,用超常规办法集结人才,建立发展计算技术研究基地。组织原则是先集中,后分散,先抽调专家集结到科学院计算所,制造一台快速通用电子计算机,然后专家返回原单位建立研究机构,发展计算机。
1957年中国向苏方提交的中苏科学院合作项目表,第一项就是计算技术,计算技术科学研究与工业基础的建立成为苏联帮助中国进行的重大科研项目。
1958年,根据苏联设计图纸做修改的103计算机研制成功,并生产了36台;1959年,以苏联还在研制中的БЭСМ-II计算机为模板,成功研制104计算机。
103计算机和104计算机的诞生,使中国计算机完成了从无到有的跨越。因为是仿制苏联的先进计算机,在技术起点上比较高——103计算机和104计算机在技术水平上仅次于美苏。
1959年,中苏关系迅速恶化,赫鲁晓夫撤走了全部在华苏联专家,中国已经得不到苏联技术支援。在美苏的技术封锁下,中国只能走自主设计、自主生产的发展路线。
1960年,中国自行设计的107计算机研制成功。
1965年,中国自主研制的第一块集成电路在上海诞生,只比美国晚了5年进入集成电路时代。1972年,自主研制的大规模集成电路在四川永川半导体研究所诞生,实现了从中小集成电路发展到大规模集成电路的跨越。
美国从中小规模集成电路发展到中大规模集成电路用了8年时间(1960-1968),而我们在美苏封锁的情况下只用了7年,仅仅比美国晚了4年!
集成电路制造最关键的设备就是光刻机。光刻机又名掩模对准曝光机,其制造和维护需要高度的光学和电子工业基础,这离不开毛泽东时代建立的完整的科研-工业体系的支持。
毛泽东时代,中国的光刻工艺研究起步虽然比美国晚5年,但比韩国、台湾早10年。1975年,就在台湾刚刚向美国购买3英寸晶圆厂时,中国大陆已经完成了DRAM核心技术的研发工作。
光刻技术从最开始的是接触式光刻,发展到后来并一直沿用至今的是投影式光刻。美国在20世纪50年代已经有了接触式光刻机,因为掩膜和光刻胶多次碰到一起太容易污染了,接触式机台后来被接近式机台所淘汰;1973年,Perkin Elmer公司推出了投影式光刻系统;1978年,GCA推出真正现代意义的自动化步进式光刻机。
而中国利用光刻技术制造集成电路的时间是1965年,那一年中国科学院研制出65型接触式光刻机。1970年代,中国科学院开始研制计算机辅助光刻掩模工艺。1981年,中科院的半自动接近式光刻机研制成功。
得益于国产光刻机技术的突破,1979年上海元件五厂和无线电十四厂甚至成功仿制英特尔公司1974年推出的8080CPU,比德国仿制成功还早一年。
1979年,机电部45所开始了分步投影式光刻机的研制,对标的是美国1978年推出的4800DSW,1985年正式研制成功,此时与美国的差距只有不到7年……
回看这段历史,真的令人唏嘘。
从1985到2024,而今真正自主可控国产光刻机再度出发,这一刻我们等了39年!
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