中美芯片戰,輕舟已過萬重山(上)_風聞
汪涛_纯科学-自由撰稿人-纯科学创始人,致力于将完善的科学方法引入社会领域09-19 12:44
目錄:
序言
一、中美芯片戰已經接近結束
二、什麼是高端產品?
三、我最擔心的事情還是要出現了——上千年來十船九空格局將重現
四、剖析一篇博士水平的專業文章錯在哪裏?
五、科學傳統與工匠傳統——中國科技體制缺什麼?
六、系統介紹一下清華的光源和光刻機——SSMB-EUV需要的是商業模式的創新
七、華為Mate 60 Pro真正令人震撼的是準6G功能
序 言
一般媒體上的新文章發表後,主要的閲讀量就出現在前三天,隨後就迅速下降。一週後閲讀數量一般就很少,並且是越來越少。無論我自己的純科學公眾號文章還是一般媒體上文章規律基本都是如此。但是,2023年6月18號和21號,我在純科學公眾號上發表了“中美關係,輕舟已過萬重山”一文(分[上]、[下]分別發表)。已經快三個月了,這篇文章居然每天還是保持了很高的閲讀量,時常還會突然間增多,甚至經常出現日閲讀量從前幾天三、五千無任何徵兆地突然增多變成破萬。這是我寫自媒體文章十多年以來第一次出現這種極為特別的情況。有可能是我發表這篇文章後不到一個月碰巧遇上票房很不錯的《長安三萬裏》電影上映,並且中美關係不斷出現重大事件的緣故。“輕舟已過萬重山”當然不是我的首創,這是中國幾乎盡人皆知的最著名唐代詩人李白的詩句。
早發白帝城 / 白帝下江陵
唐·李白
朝辭白帝彩雲間,
千里江陵一日還。
兩岸猿聲啼不住,
輕舟已過萬重山。
但把這個詩句用於表達現在的中美關係卻是我首開先河。受我影響,現在媒體上用“輕舟已過萬重山”來形容中美芯片戰的也有很多了。尤其是華為的Mate 60 Pro引爆市場、中國EUV光刻機的信息也鋪天蓋地出現在媒體上以後,這個説法更是越來越多。不少粉絲不斷在後台留言要我寫一下華為的Mate 60 Pro和EUV光刻機,並且説只相信我説的。但這段時間其他事情和工作特別多,更重要的是我覺得這些事情對我來説絕大多數情況一點也不意外,看過我之前寫的眾多討論中美芯片戰文章的讀者都會很清楚。所以直到其他事情忙完,我就來專門討論下這個問題。
一、中美芯片戰已經接近結束
無論是華為的Mate 60 Pro還是光刻機,對於普通人來説,如果沒有專業基礎的話,無論怎麼科普都是難以説清楚的。媒體上談這些問題的人幾乎都是外行,因此存在的錯誤看法非常多就是很自然的事情。本文也並不試圖通過科普讓人們明白Mate 60 Pro的技術內容以及EUV光刻機的原理,我只想以此為契機從有可能讓普通人都看懂的技術哲學角度澄清很多流行的錯誤看法。如果人們連技術哲學角度的東西也可能看不明白,那我就首先説一些結論性的東西吧:
(1) 高端產品的本質不是因為技術上更難,而只是因為市場空間很小,一般人沒機會去做。請記住一點,對於搞技術的人來説,難者不會,會者不難。也就是説,凡是認為EUV光刻機和芯片很難的,唯一能證明的結論是説這個話的人不懂這個技術。與人們普遍的認知完全相反,很多所謂高端的東西從純技術上説反而更簡單。
(2) 一切技術都是一層窗户紙,一捅就破。所謂更難的技術,最多只不過需要多捅幾層窗户紙而已。中國早就具備芯片業所有領域所需要的技術,唯一缺的只是一個市場應用的機會而已。
(3) 中國芯片業能夠獲得全面突破的第一大功臣是特朗普。因為他給了中國芯片業全產業鏈系統應用的機會。
(4) 中國的公知羣體對中國科技發展做出了非常巨大的貢獻,並且是作用太過於巨大,大到出現其他嚴重問題的程度。
(5) 中國芯片發展目前最需要的是技術工藝的突破,是工匠精神,而不是能寫論文的博士、博導、院士。
(6) 凡是能寫出論文的都不值錢,但凡值錢的技術都不值一提。
(7) 難的不是技術,而是科技發展的工匠精神理念和思維、政策導向。
(8) 中美芯片戰已經接近結束。
(9) SSMB-EUV真正帶來的不是中國可以做出EUV光刻機,不是光刻廠,而是在IDM和Fabless之外可以創造出全新的“EUV產業園”的商業模式。商業模式的創新才是最重大的創新。這可以帶來對全球芯片產業鏈雙重降維打擊的效果。
(10) 快則2027年左右,最遲2030年前,整個美國、歐洲、日韓包括中國台灣的芯片業將全軍覆沒!你沒看錯,再重複一遍,是他們全產業鏈的“全軍覆沒”!
(11) 華為Mate 60 Pro真正令人震撼的不是麒麟9000S芯片,不是中國已經具備7納米或5納米全國產的生產工藝,而是衞星通話功能。什麼意思?馬斯克的星鏈徹底完了!
二、什麼是高端產品?
這個可能是被誤解最深的概念。
準確的説法是:所謂高端產品,是市場空間小,技術上做起來卻很可能更簡單的另一類低端產品。也就是説,是否高端並不是一個技術問題,而主要是一個市場空間大小的問題。
市場上的低端產品技術上卻很可能更復雜,做起來更麻煩。舉例來説,通信裏的接入層設備或邊緣設備一般價格都相對較低,被看作是低端產品,但事實上它們做起來更復雜。因為需要兼容的接口和協議更多,需要滿足的需求更多,應用環境更復雜,變化情況更多。而核心網設備往往遠比邊緣設備技術上簡單得多。但邊緣設備應用量更大,做的人多。絕大多數廠家之所以做不了核心網設備,不是他沒那個技術能力,而是沒那個市場機會。
核心網設備市場空間極小,能有機會去做的人太少。核心網設備賣的價格比邊緣設備高得多,當然不能説因為它技術更簡單所以要賣得更貴,也不好説因為市場空間太小所以要賣得更貴、客户您就多分擔點成本吧。所以,就是這個專業領域的人,也一定會説因為它技術更高端、更難。否則怎麼能賣高價啊?説它技術更難也不是沒道理啊,你看它們技術指標都是最高的,不是高端技術還能是什麼?你是這個行業的人都不一定搞得明白這些潛規則,不是這個行業的人就更搞不明白了,更別提普通人和媒體上的大V們。但是,從機械技術上説,造大型機牀比造小型機牀更容易,造船比造汽車容易,造汽車比造機械手錶更容易。不要認為技術指標更大就以為它們是更高端,技術更難。
技術當然有難易之分,但我個人認為在整個IT業的經歷中遇到的技術最複雜、最難的電子設備是模擬彩電。我談的關於IT業裏的看法當然不一定100%都對,但是能夠挑戰我在IT業觀點的人,謙虛點説是這樣的吧:全世界加起來一隻手伸出來可以數完。
因為一方面我創立的第三代科學就是全科型的,可以用它來很容易理解人類當代科學文明的一切領域。順便説一下我主筆撰寫的分子生物學領域的《免疫磁珠法富集技術規範》團標於2023年4月6日由中國出入境檢疫檢驗協會正式頒佈執行了。另一方面,IT業就是我的本行,我在這個領域基本差不多幹了一輩子,可以稱為IT行業黃埔軍校的高校、設計院、企業等都在我個人職業經歷中。這個行業裏頂尖高校企業運營商裏的技術骨幹見了我都得叫一聲大師兄。我不僅做過硬件、軟件研發,也做過各類最頂尖的機電設備維修。我對這個行業的技術理解是達到什麼程度?是它們如果有毛病我可以把它們修好。看完本文的一些具體案例後人們將有更深的體會。
為什麼説模擬彩電是最難的?全世界工程師們花了30多年時間才攻克相關的技術問題。其他一切技術在我看來基本都可以用比較簡單或簡單之極來形容,包括EUV光刻機,與模擬彩電的難度根本不在一個量級。EUV光刻機才花了幾年時間就做成了?ASML也就花了十年而已。如果是中國來做,從頭開始最多五年也就應該可以開始整機聯調了。這個可能與大多數人的直覺相反,我們感覺做彩電很容易,那是因為太多中國企業已經會做了。我們會了,你就覺得不難了。所以,什麼是高科技,高端技術?其實在很多中國人的潛意識中是這樣:中國人會做的,就不算高端技術;中國人還不會做的,哪怕是很簡單的東西,那也是高端技術。
有些人不斷吹噓德國用於EUV光刻機的鏡片精度,如果放大到整個德國的面積,平整度只有1毫米的起伏。但你這麼説沒用,你得比較一下中國技術水平是什麼。代表性的中科院長春光機所的技術水平是什麼樣的?造的鏡片如果放大到整個德國的面積,平整度是多少?其實與德國技術水平差不多。一旦你瞭解了這些情況,你還認為它算高端技術嗎?
美國的鎖眼衞星Kh-12分辨率小於0.1米。中國長光所具備生產4米直徑的碳化硅鏡片。其官網上介紹這是目前世界上口徑最大的碳化硅鏡片,其實已經可以生產出世界上同等條件下分辨率最高的遙感衞星。
所以,中國在光學系統上的技術水平與世界最頂尖水平已經非常接近。但如果去檢索長光衞星公司已經商用的衞星技術資料(2023年1月為IPO提供的公開資料),會發現他們的最高分辨率為全色0.75米、多光譜4米。但是,另外一些介紹的技術內容是這樣:“早期的長光衞星重量為400公斤其成像分辨率為1米;經過數次迭代後,目前衞星在保持1米分辨率的同時重量已經降到了40公斤;現在長光衞星還準備在保持既定分辨率的同時將衞星重量降到18公斤”。這是什麼意思?就是長光衞星公司的商用產品的技術進步主要體現在保持一定可用分辨率水平前提下不斷地降低成本,而不是單純地追求最高分辨率。
順便要説下中國的法律規定,超過0.5米分辨率的衞星圖像在中國是不能公開的,只能用於軍用。所以,如果是開發民用衞星,超過0.5米分辨率技術水平已經沒有民用的市場意義。長光所開發的4米口徑碳化硅鏡頭是準備裝在36000公里同步軌道衞星上,因為距離遠太多,相比低軌衞星所能獲得的實際分辨率會低很多,大約會在幾米的水平。但這個不重要,在這麼高的地方要監視誰?當然是潛在敵方的航母、軍艦、導彈、飛機等,那樣的目標米級的分辨率足夠了。但同步軌道的極大好處是一直固定不動、時時刻刻地監視着需要監視的地方,並且視場極大。這麼高的衞星軌道。潛在敵方也極難用導彈去攻擊,在戰時更保險。
鎖眼衞星Kh-11使用的是柯達2.4米碳化硅鏡片,僅僅是磨製的時間就長達半年多,一枚Kh-11的重量達20噸,成本高達50億美元,與生產一艘核動力航母的價格差不多。Kh-12技術上改進了很多,效率也提升了,採用的是3米直徑的鏡頭,重量為17噸,價格為15億美元。為什麼這麼貴?僅僅是技術更難嗎?是但也不完全是,主要就是產量實在太少了。
長光的光學系統技術可針對性地開發用於EUV光刻機的技術。他們在2008年承擔了國家02專項“極大規模集成電路製造裝備及成套工藝”的“極紫外光刻關鍵技術研究”項目。這個項目在2017年6月21日就召開了項目驗收會。需要注意的是這個項目就是EUV光刻機的關鍵技術,是在美國對中國發起芯片科技戰之前近一年就已經完成驗收了。而且早在2002年,長光所就已經研製成功國內第一套EUV光刻原理裝置,實現了EUV光刻的原理性貫通 —— 備胎早就在備着了,你以為是在美國挑起芯片戰以後才開始做準備的嗎?
但凡現在整天關心EUV光刻機、整天大談幾個納米線寬的人,基本上可以證明他不是這個領域的。這些東西對中國來説一點技術難度都沒有,會了的就不算難,缺的就只是一個市場應用的機會而已。所以,這就是為什麼説特朗普是中國芯片業全面突破的第一大功臣原因所在,因為是他給了中國芯片業全產業鏈市場應用的寶貴機會。
我們經常在娛樂業聽到這樣的故事:有很多明星本來是根本就沒有出頭之日,因為有原來的主角在,根本就沒有替補們上場表現的機會。但某一天主角生病了,不得不找替補上場。結果替補上場後一鳴驚人,紅遍天下。特朗普就是那個強行攔住原來的主角,甚至原來所有正式的名角配角都不讓他們上場,給中國大量的替補們紛紛登場機會的人。替補第一次沒唱好還繼續攔着,一直到中國替補們全成主角名角為止。真的是太好了,這世界上哪裏還有比特朗普對中國芯片業更好的大好人啦!拜登上台後特朗普的很多政策他都改了,但唯獨特朗普開創的全面支持中國芯片業替補轉正的事業他不僅不敢改變,還得不斷地繼續強化支持力度,一定要把原來中國之外的主角名角全都搞死為止。
三、我最擔心的事情還是要出現了——上千年來十船九空格局將重現
為什麼中國的公知們對中國科技發展的貢獻巨大?並且是太過於巨大,大到出現另外的嚴重問題的程度?因為中國的公知羣體是絕對不允許中國存在任何不如其他國家地方的。只要存在一點點,就一定要罵到死。即使一些可解決可不解決的缺口,也絕對不放過。就像圓珠筆頭的鋼珠,中國沒做出來,就是政治問題。這東西市場空間才幾個錢,中國去做它幹什麼?結果不行,不依不饒,做不出來就是丟人,是天大的恥辱。結果煉出來一爐圓珠筆芯用的鋼材,一百年都用不完。國外做這個小廠家被搞死了,我們還得花一百年的倉儲費去存那一爐圓珠筆芯用的鋼材。
這裏存在一個結構性的問題:美國及歐洲環境下罵政府就是隻是要表達一種言論自由的權利,他們不是真的想要去解決什麼問題。罵是一種權利,一種政治正確,或者説一種需要享受的本能。解決被罵的問題不是目的,不是他們的價值觀。罵本身就是目的,就是價值。他們甚至不希望問題解決,因為如果問題解決了,他們還得費事找另一個理由去罵。
但中國不一樣,中國政府得是為人民服務的,説了有問題,尤其是有嚴重的、會在國際上丟臉的問題,那一定得解決,不賺錢也得解決。這麼搞到最後結果是什麼?中國的公知們也很累,遠比西方媒體的公知們累多了。西方媒體基本上很多年罵的問題是一樣的,罵的模式是一樣的,幾乎不用怎麼動腦子,但中國的公知們不同,得不斷找到新的缺口去罵。要做中國的公知還是需要一定技術含量的。因為得不斷地創新。中國政府也很累,一被罵就得真解決問題。中國的公知們和中國政府這麼互動下來,把中國科技上所有缺口全補完了,那別人還怎麼活?我們還怎麼搞“人類命運共同體”?
光刻機行業每年全部加起來銷量有幾台?2020年,全球所有光刻機銷售加起來的總和是413台,銷售額全部加起來的總量是134億美元,就算按現在匯率7.3計算,合人民幣也就是978億。如果全部由中國企業來做,價格至少得下降為原來的三分之一,大約在330億人民幣。2022年全國工商聯中國民營企業500強的營收門檻是235億。也就是説,如果中國用一家企業把全球光刻機行業全吃光,也就剛剛夠邁入全國民營企業500強的門檻。如果是幾家來吃,一家都進不了500強。
在上面數量中,EUV光刻機才31台、2021年41台、2022年40台!全中國14億人中有那麼多人就為這每年不到50台銷量的破東西犯愁。整個美國那麼多愚蠢的政客就是要對中國限制這每年不到50台銷量的產品,硬要逼着中國把這個東西做出來。中國做出來這個產品,本身也賣不了幾個錢,原來做這個的ASML以及尼康、佳能做光刻機的部門也肯定全要被搞死了。如果大家按市場經濟自由貿易原則行事,中國幹嘛要動員全國的力量去做這種每年最多隻能賣幾十台的產品?
芯片是一個牽涉面極廣的產業,涉及到的產品遠不止是光刻機。但大多數配套的都是這種銷售量極少的產品。再提一個可能關注的人極少的公司——中巨芯科技股份有限公司。該公司成立於2017年12月,請注意這個公司成立的時間點剛好是在美國對中國發起芯片戰之前不到半年。它是由浙江巨化股份有限公司和國家集成電路產業投資基金為主投資設立,總部位於浙江省衢州市。企業查詢網站上獲得的公開信息為註冊資金:110795.7萬元人民幣。公司董事長童繼紅也是浙江巨化股份有限公司第七屆董事會董事,巨化集團有限公司副總工程師、創新發展部部長。
這個公司的產品就是芯片生產行業需要用到的電子級氫氟酸、硫酸、硝酸、鹽酸、氨水、緩衝氧化蝕刻液、硅刻蝕液,高純氯氣、氯化氫、六氟化鎢、氟碳類氣體等以及HCDS、BDEAS、TDMAT等多種前驅體材料。用於芯片生產過程,這類化學品每年的需求量基本都是多少噸來計算。而對於化工行業來説,如果不是百萬噸級規模的,哪裏好意思和人講?2022年7月11日,中巨芯成立後僅5年就在創業板上市。2019年、2020年、2021年、2022年,該公司營收分別為3.3億、4億、5.66億、8億元。
浙江巨化股份也是上市公司,2022年營收為214.89億元,其產品主要是普通化工產品如化肥等。中巨芯銷售額僅為其3.7%,如果不是美國和中國的公知們往死裏硬逼,巨力幹嘛要去成立公司做這種芯片生產用的、每年銷量僅僅用噸來計算的電子級化工產品?
如果你真要硬逼,那些所謂高端的電子級原材料,中國有能力生產化肥和其他化工產品的人大多數都能做出來。問題只是想不想做,有沒有機會做的事兒。但還有些文章説中國企業做的這些產品都是低端產品,只能用於DUV生產線,而用於EUV生產線的材料幾乎100%還是由日企等壟斷。哥們,中國現在狀況是一台EUV光刻機都進口不來,一條EUV生產線都沒有,企業幹嘛要去生產EUV生產線所用的電子級化工材料。能做農業用化肥的就能做DUV生產線的電子級化工材料,能做DUV生產線化工材料的就能做EUV生產線的。唯一需要討論的問題只是原來的主角還讓不讓他上場。
中國的替補能唱主角了,公知説配角還不行。
中國的替補能唱配角了,公知説羣演還不行。
中國的替補能唱羣演了,公知説跑龍套的還不行。
中國的替補能跑龍套了,公知説表面看起來你能唱主角、配角、羣演、跑龍套,卻連個打燈光的都沒有,前面都只是表演,打燈光的才算得上是個技術活。然後逼得中國替補把打燈光的活也幹了。
公知們又説:你看導演還是人家的,劇務還是人家的,作曲還是人家的,寫劇本的還是人家的,這才是最高端的領域……
中國替補也很累,一定得把所有一切全替完才算完事。
……
我發愁的事情和所有外行人都不一樣。如果站在上千年的時間尺度來看,中國與歐洲的貿易關係一直是“十船九空”——就是運過去十船貨物,只能回來一船裝上一點點黃金和白銀,其他都是空的。以下是中國2022年按金額計算的前十大進口貨物。
每年市場行情會有很多變化,但芯片和石油很長時間都是中國最大金額的兩項進口產品。芯片每年進口額最高峯時超過3000億美元,2022年接近3800億美元。石油進口額2020年及之前高峯時超過2400億美元,2022年因油價飆升進口額超過3300億美元。兩項加起來過去多年在6000億美元左右,2022年更是超過7000億美元。
(資料來源:中金公司研究部)
但是,隨着中國全面突破芯片全產業鏈技術,2030年之前芯片進口額基本上就會接近歸零。或者芯片出口會遠多於進口,從大額的逆差轉為千億美元以上的高額順差。由於純電動車的快速普及,石油進口未來將大規模地迅速下降,至少減少一半以上是肯定的。另一方面,中國新能源車大規模增長的出口,會使石油加上汽車原來的大額逆差變成大額的順差。
太陽能、風能等爆炸性的增長(2023年中國光伏裝機量可能達到2億千瓦左右),不僅會使中國石油、煤炭、天然氣等進口量鋭減,而且這個全產業鏈都被中國高度壟斷的行業也會大量出口產生鉅額的貿易順差。人口的持續減少和農業技術的進步也會使排名第5位的大豆進口逐步減少。
2022年中國對外貿易順差高達8776億美元。2023年在大家都在喊外貿形勢不好的大背景下,貿易順差還在增長。如果芯片和石油(包括相關的新能源車、風光等新能源)兩大產業鏈由逆差轉為大額順差的話,在假設其他產品沒有顯著改變的情況下,中國順差會達到1.5萬億至2萬億美元的驚天數值。美國在歷史上工業生產最高峯時是二戰及二戰剛結束時,其對外出口占據全球貿易的20%。這是在極其特殊的、全球都依賴美國生產的物資支持世界大戰的條件下才實現的。但中國現在出口佔世界貿易的比例已經達到15%了。這可是在和平時期自然達到的比例,還往哪裏增長?
現在還有人在叫囂中國的高端機牀比歐洲、日本落後50年,省點心吧!全被中國人幹完了,你讓西方人還能拿什麼與中國人做生意?
我也愛國,但也不能像中國公知們愛國愛到這種極端的程度,非得把別人但凡有點活路的產業全搞死才甘心嗎?
中國的公知們也很委屈:這能怪我嗎?你看美國的領導們不斷地要找理由制裁中國,這些罵的理由也不是我找的啊?有可罵的地方不罵,我也受不了啊!
為什麼中國的公知們對中國科技發展起到這麼大促進作用,裏面很多人也號稱他們是真愛國的,但卻得不到人們認可呢?因為他們內心深處真正的目的和難以改變的本性是為了極力打壓中國搞科技發展的信心,只不過打來打去實際起到的作用只是在按摩和針灸而已。雖然歪打正着,但我們未來的發展不能靠這種“歪”和“邪”的路徑是不是?所以,不能提倡,也就不會去鼓勵。(未完待續)
延伸閲讀:(見純科學公眾號)
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參考文獻:
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