五千年(敝帚自珍)

主题:【讨论】米国商务部发布了对华为的修订版禁令 -- 投桃报李

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家园 转其中一个答主的帖过来,文长、信息量大

看完答主的回答,感觉中国在民用/商用芯片上的追赶路子还很长、很长……远未看到尽头的曙光

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拿买办思维啦、造不如买啦,刷个赞其实应该挺容易的吧。但其实屁用没有、不断拉低知乎水平不是吗?

摩尔定律时代,美国芯片每18个月一个周期,晶体管翻一倍,而且成本便宜一半。

1970年摩尔定律尚未发威,中国差距美国相当于落后3-4个周期的水平,1980年,中国差距美国相当于落后7-8个周期的水平!70年代差距拉大了4个周期。 到1990年中国追到差距6-7个周期的水平,80年代缩小差距1周期,到2000年差距4-5个周期的水平,缩小差距2周期。到2010年差距2-3个周期的水平,缩小差距2周期。

我不知道是怎么样的屁股决定脑袋,才能强行宣布70年代这种差距持续拉大,是一种世界先进水平。而把改革开放以后差距不再扩大而且追上缩小的过程,污蔑成是买办破坏努力放弃积累。

2017年中国自产芯片1565亿块,进口芯片3770亿块。 今天中国的问题这恰恰不是什么“一个小小的芯片”,而是每年一万多种、五千多亿块各种芯片的消费总和问题。

70年代先后来说,人家DG NOVA系列(69年起)生产了五万多,中国仿制 NOVA系列生产了多少?一千多。 DEC PDP-11(71年起)系列生产了二十多万,中国仿制 DEC PDP系列生产了多少?不到二百。 IBM PC(INTEL 8080/8086CPU 78年起)一百多万+二百多万。中国仿制 IBM PC(INTEL X86CPU)系列生产了多少?十几个型号一共三十多台。越是晚出的先进型号,我们产量越少。 人家CPU/主机,从几万到几十万到几百万的量产规模,我们是从千到百到十的减少,越来越跟不上了。

1978年中国国产的良品的CPU芯片仅有400多块,良品率在1%上下。而美国年产CPU芯片(只计良品)都已经超过百万块了。 这个时候还要用那些个位数产量的面子工程讨论什么“并不落后”,“缩小到仅落后X年”,不是滑稽吗?

补充一下吧。有的人尬吹吹的都不知道是黑还是粉了。大家应该知道巴统吧。 那么不被巴统禁运的光刻机,是什么水平呢。1978/1979年,中国就已经的以进口的佳能(当时翻译做卡诺或卡农)的PLA-500F,美国Kasper的2001型,到1980年又被允许可以进口更高级一点的PLA-520FA,美国Kasper的2001B型。

从理论上讲,只要你造的出超级精度的掩膜,这几种进口的接触式光刻机,是可以达到接触式光刻理论1微米工艺的/接近式光刻时理论3微米工艺(例如不被巴统禁运的佳能PLA-500F即可)。中国自己打造的光刻机,什么GK-3/4,JK-1/2/3,实际上到死都没有完全达到这几个型号的水平,只能说“”在部分重要性能上接近或达到“”。

实际上国产的GK-3/4,JK-1/2/3,理论上可达1.5微米线宽,但只能在在10微米工艺上能够达到可以接受的良品率。1981年国内能够生产最好的4KB/16KB内存块,使用了7.5微米工艺,已经被视为大胆采用了。

1986年,电子部厦门集成电路发展战略研讨会,提出“七五”期间我国集成电路技术“531”发展战略,即普及推广5微米技术,开发3微米技术,进行1微米技术科技攻关,并提出建设南北两个IC基地,南方基地在江苏、上海、浙江长江三角洲地带,北方基地在北京。

真70年代有世界先进水平的3微米技术才怪了呢。 尬吹什么70年代中国有国际先进水平的光刻机,怕不是要被巴统笑死! 接触式光刻机,原理很简单,掩膜上雕出透光的线,下面是硅晶片,上面是光刻头,不透光的挡住,透光的线通过,于是相应的通过光刻胶和后续工艺在硅晶片上形成集成电路的线路。接近式光刻,就是把直接压在掩膜上的光刻头提高一点,精度下降但是掩膜寿命提高。(实际上更复杂,曝光让光刻胶光敏,去除想要去除对应的胶,后续再以化学腐蚀使得没有胶的部分被化学腐蚀出槽,没有被光刻胶曝光的有胶部分则不被化学腐蚀保留下来,产生槽以后再通过化学沉积,使得沉积金属,形成线路) 最重要的半自动是什么啊,是把掩膜自动对齐,越是复杂多晶体管的CPU,出于成本考虑,最好是分别刻在10块甚至更多块掩膜上,然后光刻时叠在一起。这样每一部分线路线分别在不同的掩膜上,雕坏了掩膜也只损失一部分,不需要全部废弃重来。70年代初,美国在光刻机技术更多集中在如何保证十个甚至更多个掩膜版精准地套刻在一起。金捷幡大佬介绍过,当时Kasper仪器公司首先推出了掩膜自动对齐机台并领先了几年,Cobilt公司进一步做出了全自动生产线。

而70年代末、80年代初的GK-3/4,JK-1/2/3所谓的半自动,是什么呢,最重要的精校对齐工作依然是要人工的,仅仅移动硅片、硅片找平、光刻机头降下这种是所谓自动了。

这不是半自动步枪,解决最重要的子弹退镗上膛问题。倒像是给前装火绳枪自动递送弹丸到火枪手手里,可还是你要手动向枪口倒入火药、用通条把弹丸推入弹膛。

70年代其实一直没解决好多层掩膜对齐问题,不得不花更多时间手工精调,并且不得不限制掩膜的层数,更多晶体管线路拥挤在一层掩膜上,还要小到微米级(一粒灰尘就有3-5微米尺寸)。反过来又导致成本高昂、良品率低下。

话说回来,60年代末70年代初,其实光刻机也不那么高科技,英特尔早期直接买民用发烧友级的16毫米摄像机镜头拆了用。GCA等当时光刻机企业也是做主业做相机的时候兼做光刻机。 接触式光刻机根本在于造出超级精度的掩膜。因为是1:1的,多高精度的掩膜就有多高精度的线宽的光刻结果。实际上你造出足够数量没有差错的线宽更小的超级精度的掩膜,必然越来越难,接触式光刻的掩膜寿命又很短,所以我正文说,陷入了顶尖技工手工精耕细作的作坊怪圈,但结果逐渐的在所谓追赶中,晶体管越来越多,自然良品越来越少,良品率越来越低。

(接触式)光刻机本身在70年代末80年代初,号称能达到多少多少,没有很大意义的。人家巴统都不禁运了。 70年代初,美国开始普及投影光刻机,1973年最初是1:1投影,随后就出现了1:5、1:10,缩小分步投影。于是1978年就出现了所谓步进投影光刻机的概念。 用物镜缩小光线,这样你10微米线宽的掩膜,也能光刻3微米、1微米的硅晶。但相应的,当CPU尺寸变大的时候,一次刻不完,就需要把光刻头步进一下,一步一步分批刻出全部电路线。 超精度的步进马达、超高精度的光电测量、超高精度的激光定位闭环伺服、甚至哪怕超高精的滚珠轴承和平面导轨,可以说步进投影光刻机这就是一台最高级的工业母机。只不过被移动和定位的不再是切削刀,而是实施光刻的激光镜头。

最高级的工业母机。中国是哪年解决的,地基都不一样了,建立在不同的地基上的所谓积累所谓技术,有多少相通之处值得积累呢。 中国80年代有没有研制过步进投影光刻机呢,有。1985年仿制出一台相当于GCA4800DSW(1978年量产品)的样机,1990年又仿制出一台相当于GCA8000的光刻机(1984年量产品)的样机。根本不存在造不如买,不肯投钱研制。问题是,集中全国的人力物力财力造出的样机,马达有寿命、轴承会磨损,最高级的工业母机的易耗件,中国都没能力批量生产以作替换。当然更别提批量生产步进投影光刻机了。有这功夫肯定先投入制造一台更急需的高级的工业母机,毕竟,中国1990年才能生产四轴联动机床(不要跟我提精度,填补这个门类空白而已),2003年才能量产五轴联动机床(不要跟我提精度,填补这个门类空白而已,浑身进口件的好像要早两年),最高精度的高级的工业母机,中国要到2014年才基本解决。这根本不是微电子半导体部门自己能解决的问题了。

光学,中国1980年才达到老师东德蔡司1957年转移技术的水平,相当于西德蔡司1952年左右的水平,想想也不可能提供西德蔡司、莱卡、索尼们70年代先进水平的物镜。就是今天,你买个数码相机选择是什么?手机摄像头,还是莱卡镜头+索尼的摄像模组称王吧。 还有一个很大的笑话,就是声称清华大学早在70年代就已经制成了分步光刻机,证据是一张模糊的奖状。在这张奖状的“合作成果”第二项,写着“ZFJ-1-2型及ZFJ-1-3型自动分步重复照相机”的字样,文章下面介绍说:这就是芯片制造中最核心的光刻机。这就是开局一张图,故事全靠编。飞扬南石已经考证过,其实这名为ZFJ-1-2型的自动分步重复照相机,这是用来制作掩膜的工具,掩膜制作是光刻的前一个环节,与分步投影光刻机完全不是一码事。此事不再重复解释,这段斜体直接照抄飞扬南石解释文章。

精细化工,那就别提了。就是今天连民用产品,高级化妆品之类都还在追赶。口服药品之类一致性评价攻关以后才好点了,当初连人用药都杂质太多容易吃死好吧。大学实验室里的各种试剂耗材,近两年才有能打一打的国产试剂。各种工业精细化工产品还有很多门类难以做到世界一流水平。 芯片是工业体系的三座皇冠之一,而生产芯片是搭在另外几座皇冠(精密机床、精细化工、精密光学)肩膀上才能崛起的皇冠。空中楼阁是建不起来高级步进投影光刻机的。 空中楼阁,光刻机你要怎么才能搞起积累?其他行业提供的任何一块地基一根柱子造的和你想的不一样,所谓积累就废了。 最高级的工业母机。中国是哪年解决的,地基都不一样了,建立在不同的地基上的所谓积累所谓技术,有多少相通之处值得积累呢。幻想一种“”要是80年代不放弃,我如今就牛逼大了“”这种想法。摊开了说,就是站在空中楼阁上盖空中楼阁,以为一定能盖出通天塔。不摊开了真能迷惑人,摊开了讲一遍大家才会明白。所以不得不时隔两年补充这一段。

想一想中国的精密机床、精细化工、精密光学都是什么时代才勉强追赶上世界第一梯队水平的?就这几年而已。 空中楼阁,谈何放弃不放弃? 70年代的中国计算机“工业”,还真有人信神棍那些瞎编的什么“并不落后”,你知道是怎么一个“并不落后”法吗?“机器不行靠巧手回天”都维持不下去了。 差距在这里:1979年研制成功,最后一种完全中国制造的大型计算机HDS-9,自力更生的顶峰,每秒运算能力只有300万次/秒,双机并联模式也只有500万次/秒。而且最后不用进口部件不能稳定量产。 我们不说克雷巨型机1975年就1亿次/秒,1979年美国解禁允许向中国出售微机,INTEL的8086运算速度都多少了?要是和8087比浮点就更惨了。毕竟大型机用于国防、科研、气象预报等领域,肯定是要以浮点运算为主的。

中国自己制造的部件,停留在接触式光刻的作坊式生产,“机器不行靠巧手回天”,已经连量产百万次水平的芯片都做不到,只能一年个位数的象征性产出。 而干脆使用外国部件、中国自己设计制造,却可以在1983年造出银河亿次计算机(虽然刚刚过了1亿次/秒,注意,是真1亿次浮点,气象、地质、核物理等等高端领域都需要浮点性能,不是只要加法器凑数就行的)。

虽然那时候美国已经在量产5亿次浮点速度的克雷巨型机了,但是中国至少证明了自己刨开基础芯片工业水平,本身的系统设计水平并不低。银河亿次计算机能够勉强满足国防、科学、和工业生产需要。 但最大的打击在于,龟兔赛跑中兔子并不会停下来睡大觉,当80年代中期美国芯片巨头们开始不断引入更高级的步进掩膜光刻机,引入计算机辅助布线设计、生产多层互联结构的芯片的时候,中国发现,寨不出来不说,更可怕的是,看不懂了!

步进曝光光刻机,是基于工业体系的另外几座皇冠(精密机床、精细化工、精密光学等)巅峰之作,对中国过去依靠科学家和顶级技工协助进行实验室手工仿制是致命打击。工业水平的降维打击,完全摧毁了中国企图“机器不行、靠巧手回天”的可能性。 为什么中科院计算机所的那个大规模集成电路组解散了?因为芯片行业的发展,芯片的生产过程,越来越集合了整个工业体系中的每一个工业门类的最高精尖成果;再也不是初期那种召集几个有献身精神的科学家,一组心灵手巧的顶级技工师傅,就可以磨时间磨出一两块还算不落后的芯片,对内对外宣传“中国也能行”了,磨再多力气也手工不出来了,打肿脸充胖子也没机会充下去了,那当然不应该把人力物力投入充面子都充不了的面子工程。 而引入计算机辅助布线设计、生产多层互联结构的芯片,让过去靠刨片子、抄布线,逆向学习知其然不知其所以然的路也走到尽头了。当你搞懂这一代芯片每一个部分起什么作用、为什么要这样设计、要花的时间,人家已经推陈出新拿出下下下代产品了,把你甩到不知道多少后面去了。

中国芯片设计后来追赶上来了,知其然知其所以然,还是靠美国自己自相残杀的太厉害了。

中国第一牛逼的计算机神威系列(神威太湖之光拿了超算TOP1的)的申威系列,根子是什么?90年代末在计算机领域牛逼了几十年的DEC因为经营不善,破产了,破产之前抱着跟大家(指IBM /INTEL们)同归于尽的想法,把技术上超级牛逼的Alpha 21164的全套资料给公开了!公! 开! 了!。申威一代又一代的学习、扩展,吃透,以及青出于蓝。 说实话,DEC的巨巨们1992年推出Alpha系列时的那个自信满满的25年产品生命周期的路线展望图,也只是截止到2017年;申威靠自己的努力在2016年突破旧资料的格局,实现了吃透再进化,进入异构众核时代,是追上了大师的水平超越了大师的设想,也还是得承认我们和DEC那群牛逼的距离还是很大的。 天河一号用的飞腾系列,根子是什么?SUN的Sparc系列经营不善,破产之前把旧的各系列都给开源了。

天河一号用的FT1000,在内核结构上就是sun UltraSparc T2的开源数据的子孙后代。 SUN被oracle收购以后继续自己发展了两代Sparc系列(T3/T4),没开源。飞腾发现没得抄了,干脆转投ARM去了 航天科工还有一个Sparc V8 32位系列的产品,对外叫天睿X-1000系,改走卫星平台专用路线。这个孩子还在发展。

华为麒麟系列,就是基于ARM核授权的。生产也依靠台湾省的台积电代工厂。例如最新的麒麟970也还是ARM的Cortex-A73核 而且说实话,中国芯片设计业,有谁能不依靠美国那些芯片设计辅助软件,包括软件的布线数据库?顶多是老子用的盗版不让美国知道罢了。 龟兔赛跑,兔子不停下,乌龟不进化,是永远也追不上的。但是当兔子里某几只自杀了,舍己为人帮乌龟点化了一下,乌龟知其然而且知其所以然的程度越高,进化的程度也就越高,DEC公开的最彻底,申威系列也发展的最强。 就是现在光刻机也赶不上,光刻机里面的精密步进、精准光栅定位,都是直接从精密机床的技术转化过来的,光源、掩膜,反射镜,涉及如何生产精密光学产品的专用精密机床;光刻胶几十种,全都是精细化工的顶级产品,中国刚刚才突破了几十种里面的几种。 不把数以百计的大坑都填平然后立起柱子来,你怎么发展芯片业?空中楼阁是建不了的。 还特么有些奇葩前辈的不明真相也不肯思考的奇葩后辈,每到这种事就跳出来硬说没给科研投钱,怎么怎么的。特么的1985年科研三项经费总额有262亿好不好,比1975年的39亿多了何止一点点?

说实话,业内也谈论过这个问题,最后得出的结论挺沉痛的,就算当初坚持下来,也只不过是多蹉跎十年,然后等张汝京来大陆创办中芯国际的时候,除了带的那一百多台湾同胞作为打下手的骨干之外,还能多那么区区三五个可以当打下手骨干而已。 如果多坚持十年二十年是能守得云开见月明倒也有资格今天吃一顿后悔药;问题是多蹉跎十年也只是有资格当个打下手的资格罢了,有什么资格吃后悔药的? 在空中楼阁上架空中楼阁,要能守得云开见月明,那得换世界线进入灵气复苏心想事成的世界线了。

不要有幻觉,80年代根本不存在自废武功的问题,月产几百片,其中只有个位数是良品,这算什么武功啊,有资格谈被自废吗? 在空中楼阁上架空中楼阁,是不可能凭空想出通天塔来的啊。 80年代引进技术,是把70年代月产几百片,其中只有个位数是良品的情况;改造为月产两三万片,其中良品率控制在7成的平均水平。这是虽然落后,但好歹是正常的半导体工业化生产。

中国历年芯片产量 1985年5300万块,1990年9800万块,1995年18亿块,2000年58亿块,2005年270亿块,2010年652亿块,2015年1087亿块,2017年1565亿块。 2017年中国自产芯片1565亿块,进口芯片3770亿块。而美国也只不过生产1300亿块芯片。 PS 忍不住补充一句 今天中国的问题这恰恰不是什么“一个小小的芯片”,而是每年一万多种、五千多亿块各种芯片的消费总和问题。 中国一没有一家占全球一半的GDP,二没有一家占全球一半的科技人员、这就想一家吊打全球了? 几十年前,中国是全世界只有两三亿人比我们穷的全球贫困倒数国家。经过四十年不懈努力,今天我们赶超上去,把四十亿人从原本比我们富有的位置干下去、变成比我们穷、踩在我们脚下的了。但是,我们中国才吃饱饭几天啊,诸位。 中国是哪年解决地基问题呢,就这几年而已。地基都改天换地不一样了,建立在不同的地基上的所谓积累所谓技术,有多少相通之处值得积累呢。幻想一种“”要是80年代不放弃,我如今就牛逼大了“”这种想法。摊开了说,就是应该在空中楼阁上再盖空中楼阁,一定能盖出通天塔。今天竟然没有通天塔,必定是你当买办卖国了。 不摊开了真能迷惑人,摊开了讲一遍大家才会明白。所以不得不时隔两年补充一大段。 今天能在电脑、手机屏幕前吃饱了撑着扯淡,那也是过去四十年努力的结果,这个唯物主义世界你并没有主角命格、并没有一个作者大神来为主角保送世界巅峰。 今天,中国从山脚下已经走到山峰上部,容易打垮的国家已经差不多都打垮了,上面都是发达了几百年的老牌资本主义强国,需要的加倍努力攀登,打败他们,使中华民族屹立于世界民族之巅! 而不是扯淡后悔药,编造出虚假的过去的荣光,意淫自己有主角命格,妄想有轻松省力从山脚直接脚踏空中楼阁保送世界巅峰的通天捷径。与天下诸同志勉之。

通宝推:胡一刀,盲人摸象,自以为是,薄荷糖家族,

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