中國的芯片和發動機為啥還是沒有突破？因為人們都向錢看了？_風聞

當中興被一刀秒殺、華為被全面圍堵後，我們終於認識到自己空有全球最大的芯片消費市場，卻沒有生產先進芯片的能力。

當白宮施壓賽峯國際斷供C919發動機的傳聞曝出時，我們才想起國產大飛機的心臟依然是Made in America，人家真要斷供你連個替代品都找不到。

▲C919使用美製LEAP-1C

心臟仍受制於人

我們在這兩個領域的缺失有多大呢？

小米、OPPO使用的芯片來自美國高通，民航客機引擎依賴CFM，幾種主力戰機的發動機技術源自俄羅斯，就連航母、大驅的艦用燃汽輪機也仿自美國通用動力、德國MTU和烏克蘭的設計。

▲仿自通用LM-2500的

國產QC-280燃氣輪機

左手芯片右手發動機，這兩手兔子都不夠硬，所以種花家的各位親要做好準備，被“掐脖子”的切膚之痛還會繼續存在相當長的時間。

中國與先進水平到底相差多少？

今年3月，成飛宣佈新下線的殲-10C開始裝配量產型渦扇-10B“太行”發動機，其核心機結構仿自1984年服役的俄製AL-31，性能與美國通用電氣在1992年推出的F110-GE-129較為接近。

也就是説，可批量裝備的國產戰鬥機用渦扇發動機的性能，僅相當於美國90年代初的水平，別説與F-119、F-135這樣的頂級大推相差甚遠，就連中端F110系列的最新型號都追不上。

▲ F-16使用的F110-GE-129發動機

當我們還在艱難提高發動機壽命與可靠性的時候，隔壁俄羅斯早已把三元矢量和飛火推一體化玩到爐火純青，並開始為新一代izdeliye 30發動機研發電子自檢系統、等離子點火、高空無氧啓動等尖端技術。

▲ izdeliye 30發動機

在先進航空發動機領域，中國仍處在基礎理論與製造工藝的原始積累階段，成品性能落後美俄30年以上，可靠性、全時壽命、大修間隔也多有不足。

如果發動機還只是性能無法與一流水準媲美，那芯片就是連商業應用都沒有解決的特困户。

就説被國人寄予厚望的中芯國際吧，他只有通過進口荷蘭ASML公司的DUV光刻機才能實現14納米制程芯片的量產，而自產芯片的極限已經卡在28納米制程7年之久。

▲中芯國際正在攻克14納米制程的生產技術

但遲遲沒有突破

相比之下，英特爾、台積電的10納米和7納米制程已經非常成熟，後者為iPhone12代工的A14仿生芯片更是達到了驚人的5納米制程，差距明顯。

不是燒錢那麼簡單

截至2012年，中國研發經費支出相繼超過韓國、英國、法國、德國和日本成為世界第二，2019年全國研發支出已達2.17萬億元人民幣，其投入佔GDP比重為2.19%，比當年軍費佔比還高出0.9%，投入資金量之巨大令人乍舌。

但即便如此，我們的科研經費還是隻有美國的一半，且兩國增長率基本相當。以資本投入的角度來説，我們並沒有比美國下了更大功夫，這是由兩國資本規模、科研實力和人才儲備的差距所決定的。

更麻煩的是，想發展高端芯片和發動機不是光燒錢就行了。

以CPU領域的霸主英特爾為例，其2019年的研發經費超過130億美元，而華為本年度的研發經費預計為1316.6億元人民幣（約合199.2億美元），總投入比英特爾還高出53%，是高通的4倍、台積電的9倍、聯發科的13倍。

▲英特爾將在2021年發售使用

極紫外（EUV）光刻技術生產的7納米制程芯片

如此鉅額的資金投入讓麒麟芯片的設計水平迅速提高，從8系開始邁入國際主流的7納米制程，性能表現完全不遜於高通驍龍，但我們的痛點在於只能設計，生產製造還是得找台積電代工。

▲麒麟990已達到國際主流的7納米制程

但我們自己造不出來

不過華為也在尋找擺脱困境的辦法，英國《金融時報》在本月初透露，華為可能在上海建廠，從45納米制程開始製造芯片，2021年底開始28納米制程的量產，2022開始28納米制程的量產。

即便這個目標達成，華為的自產芯片暫時只能用於衞星、機頂盒、汽車等設備，還無法滿足智能手機的算力需要。畢竟在這個領域，製造比研發難得多，整體工藝水平的提高絕非一朝一夕之功。

▲華為在5G領域領先全球

就是苦於無法自產芯片

不同於一般製造業，製造芯片的每一環都要用到尖端的精密設備和材料，我們常説的光刻機、單晶爐、鍵合機、氧化擴散等設備，國產率不超過20%。

用於顯影、蝕刻的光刻膠等製造原材料，國產化程度同樣只有20%，給超大規模硅片拋光的CMP拋光墊更是連5%都沒有，用料完全依賴進口，買不到就得斷糧。

▲荷蘭ASML公司新研製的EUV光刻機

我們一直想要進口

所以事實很清楚，就算華為一家企業能夠投入巨資進行產品設計，也無力讓整個芯片製造行業達到與設計水平相同的高度。

全世界既能設計又能生產的，也無非是英特爾、台積電、三星、高通這幾家一、二線的巨頭和大廠。

這其中台積電是個例外，他本身是全球最頂尖的芯片代工生產商，蘋果、AMD都要找他代工，只不過出於商業協作模式和分工需要沒有推出自己的芯片，但他絕對有這個實力。

▲ 上個月AMD發佈了採用

新一代Zen3架構的鋭龍處理器

性能反超英特爾，但也要找台積電代工生產

芯片和發動機，哪個更容易取得突破？

小兵兵覺得，發動機先取得突破的概率更大。

就資金量而言，航空發動機的研發投入跟芯片相比要小得多，通用電氣、普惠、羅·羅幾個大廠全年的研發費用加起來也只有30多億美元，跟芯片所需的資金規模根本不是一個數量級，國家和企業感受到的壓力是截然不同的。

▲英國羅·羅公司的Trent 1000系發動機

研發成本為1億英鎊左右

跟芯片相比已經非常便宜了

較之高速換代的芯片，發動機的迭代速度要慢很多，一款設計成熟的核心機左改右改能用上幾十年，有充分的時間去追趕和消化，比如F-15、F-16和蘇-27這種主力四代機所用的發動機都是上世紀80年代的產品，再用個十幾年問題也不大。

▲蘇-35使用的AL-41F1發動機

仍屬國際先進水平

但芯片不行，製程數位在摩爾定律的魔咒下每兩年都要翻新一次，一步跟不上就會被市場淘汰，這也是為什麼上述芯片大廠每年都要持續投入巨量研發資金以保持產品優勢的原因，今年你還領先，明年可就未必了。

▲當我們還在攻克14納米制程時

台積電已開始2納米工藝的試製

不過最主要的原因，還是發動機所需的配套產業和生產工具沒有芯片那麼複雜和高級，説白了就是難度不一樣。如果把發動機比喻為高中代數，那芯片就是大學微積分。

對於中國來説，芯片產業是一個循序漸進的巨大工程，相比之下發動機突圍的難度相對較低。

經費在燃燒，成效在哪裏？

相信許多小夥伴都有這樣的疑惑，既然中央已經下了不計代價的決心，為什麼我們的芯片和發動機還是沒有取得關鍵突破呢？這個問題恐怕比製造業本身的升級更為複雜。

任正非面對採訪時曾説過一句話：“我們國家修橋、修路、修房子……已經習慣了只要砸錢就行。

但是芯片砸錢不行，得砸數學家、物理學家、化學家……”

經過幾十年發展，中國的科學技術已有長足進步，但基礎科學依然薄弱，相關的教育和科研都存在嚴重的趨利輕質、學風浮躁、急功近利等現象。

更令人擔憂的是，有很多在高考中殺出血路進入清北交復的最強大腦，並沒有投身於科學探索，而是更傾向於賺錢多來錢快的其它行業，導致研究基礎科學的人才嚴重缺失。

大家都想着怎麼賺錢，很少有人願意蹲在實驗室裏十年如一日的研究材料，這也是為什麼我兔發動機葉片、封圈等零部件耐熱性提高緩慢的原因之一，基礎理論實在跟不上。

▲要想提高航發性能

就必須提高材料的耐熱性

而那些有志於此的高材生進入科研單位後，硬把中國國際科學論文的數量搞到了世界第一，結果成果轉化率只有10%，而本來就有優勢的發達國家卻高達40%。

人才不聚集、企業騙補貼，還沒等智子來封科技樹，自己就先把基礎研究玩廢了。

劉慈欣在《三體》中描繪了基礎科學被封鎖的人類是如何被困死的，如果我們的基礎科學不進步，同樣要被困死

站在這個角度上看，你就更能體會到華為的偉大之處。

結語

在科技封鎖這件事上，胖兵不討厭鷹醬，反而還挺感謝他。

每當我們取得一些成就時，他會第一時間趕來啪啪打臉，讓我們看清楚自己的差距還有多大，短板還有多少。

如果不是芯片危機，恐怕我們還認識不到國內一些手機大廠、互聯網巨頭根本不是高科技公司，而是嚴重依賴外部技術支撐的勞動密集型企業。

要想完全解決“心臟病”和“腦休克”，我們還有很長的路要走，而這條路要彙集全社會的科學家、企業家和無數奮鬥者的力量才能實現，任重而道遠啊！

參考資料：

第三代半導體產業或寫進“十四五”規劃 半導體產業十四五前瞻——中商產業研究院

航空發動機VS高端芯片，哪個更難突破？——東興軍工

From Sand to Circuits——Intel® technology