芯片行业堪称高端行业中的顶级行业,高端芯片仅制造工序就超过3000道,一条生产线造价超过2000亿,是技术加资本双密集型高端产业。几乎所有电子产品都离不开芯片,几乎所有高科技先进武器装备也都离不开芯片,其重要性不言而喻。
电脑芯片
众所周知,在芯片领域,美国十分强势,“芯片牌”堪称美国的王牌。不管是设计环节,还是制造环节,美国都牢牢掌控着芯片行业的主导权。其中,设计环节用到的EDA工具被美国垄断,制造环节被美国垄断的材料和设备就更多了,其中最难的环节当数号称集全人类智慧的光刻机。
EDA三巨头中的Synopsys和Cadence都是美国企业,Mentor Graphic原来也是美国企业,2016年被德国西门子收购了,但其总部还在美国,依然被美国牢牢控制。因此,实际上美国三家企业几乎完全垄断了全世界芯片设计工具行业。
光刻机方面的情况也差不多。由于太复杂,技术难度太高,所有国家都无法单独造出光刻机。目前的所有高端光刻机都是荷兰ASML垄断。然而这家公司生产的高端光刻机的核心零部件并不是全部由自己研制生产的。其中最关键的核心零部件来源于美国、德国、日本等发达国家。此外,ASML本质上并不是一家纯荷兰企业,而是一家具有美资背景的荷兰企业。从这两点来看,实际上ASML仍然是一家“美国公司”,必须听命于美国政府。
正因为美国牢牢掌控芯片领域的设计和制造环节,在中美科技对抗中,我国在芯片领域几乎没有还手之力。
2016年,特朗普上台后,中美两国开始在军事、贸易、科技等领域进行对抗。先是中兴通讯被美国制裁,最后中兴通讯以向美国政府缴纳100多亿人民币和允许美国政府派驻监控人员作为条件换取美国政府解除制裁令。而我国的科技龙头企业华为更是被美国制裁了3轮,每次制裁都比上一次更严厉,最后一次制裁甚至规定,只要采用美国技术,就必须向美国商务部申请供货许可。最终华为因找不到可以为它代工高端芯片的代工厂被迫出售荣耀手机业务,如今仅剩华为手机苦苦支撑。当然,虽然手机业务营收占华为全部营收的比例超过50%,但华为还有其他业务,美国是打不死它的!
不可否认,在中美对抗中,我国在科技领域明显处于劣势,主要问题是卡在芯片制造这个环节上。芯片制造环节则主要是卡在光刻机环节上。虽然一时间很难解决,但好在我国的国产光刻机已经快要研制成功了!2020年,新闻报道说,今年能够用于制造11纳米的DUV光刻机马上就要下线了。实际上我国不止在研一种光刻机,而是多种原理光刻机全方位推进。
例如,2018年11月媒体报道,中科院光电所经过7年研发,成功验收了“超分辨光刻装备项目”。据悉,这是世界上首台分辨力最高的紫外超分辨光刻装备,能够实现22nm光刻工艺。
今年2月25日,清华大学工程物理系教授唐传祥研究组与来自亥姆霍兹柏林材料与能源研究中心(HZB)以及德国联邦物理技术研究院(PTB)的合作团队在《自然》(Nature)上发表了题为“稳态微聚束原理的实验演示”的研究论文,报告了一种新型粒子加速器光源“稳态微聚束”(Steady-state microbunching,简称SSMB)的首个原理验证实验。利用这种光源,我国就能够造出新原理EUV光刻机。
EUV光刻机
除了光刻机,其他芯片设计和制造环节我国都有相关企业正在推进相关国产替代品研发。其中不少国产替代品已经研制成功了。例如用于28纳米制程的光刻胶、超高纯度单晶硅、超高纯度氟化氢等等。有兴趣的网友可自行搜索相关新闻。
由此可见,美国的“芯片王牌”对我国的芯片行业能够造成的伤害是很有限的,最多也就是让我国的芯片制程进展慢几年而已,并不会导致我国的芯片行业彻底覆灭。不仅效果不好,而且反而会刺激我国加速芯片产业国产化,最终只会反噬美国芯片产业。
那么,和美国的“芯片王牌”对比,我国的“稀土王牌”效果又如何呢?
稀土广泛应用于钢铁、玻璃、陶瓷、电子、石油等各种行业,被称为“工业味精”。芯片行业也同样离不开稀土。
稀土元素用途统计表
稀土分为轻稀土和重稀土,轻稀土是指镧、铈、镨、钕、钷、钐和铕七种稀土元素,重稀土是指钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥和钇等9个元素称为重稀土元素。不管是轻稀土还是重稀土,我国已探明储量都位居世界第一。
在稀土行业,我国的地位类似于美国在芯片行业的垄断地位。主要体现在原材料、专利、产业链三个方面。(今日头条“细说科技出品”,侵权必究)
1、我国稀土原材料领域十分强势,储量占世界探明总储量的36.67%,其中部分重稀土元素是我国独有元素。
根据美国地质调查局(USGS)数据,截至2016年全球稀土矿储量约1.2亿吨,主要分布在中国、巴西、俄罗斯、印度、澳大利亚等国家。其中我国稀土矿储量4400万吨,占世界储量的36.67%。
其中轻稀土随着勘探技术的发展,我国陆续发现大量新矿,而重稀土探明储量也是世界第一位。
据报道,2015年,全球探明的重稀土储量大概在54.4万吨左右,其中我国的重稀土探明储量占比超过90%,供应量更是超过95%。