中國晶片產業近年來在美國的打壓下,仍展現出了驚人的成就與創新力。最近,一位被譽為光刻機之父的台積電前技術研發副總林本堅,在接受外媒採訪時,對中國晶片產業給予了高度的評價和肯定。
他認為,中國不僅可以利用現有的設備,實現7奈米製程的晶片製造,甚至有可能突破5奈米的技術壁壘。他的這番話,引起了外界的廣泛關注與討論。本文將從以下幾個方面,分析中國晶片產業的現狀和未來的發展前景:
光刻機是晶片製造過程中的核心設備,它可以將電路圖案刻印到矽片上,從而形成晶片的基本結構。光刻機的性能和精度,直接決定了晶片的製程等級和性能。目前,全球光刻機市場的主導者是荷蘭的ASML公司,它擁有最先進的EUV(極紫外線)光刻機,可實現5奈米以下的製程製造。
林本堅是台積電的前技術研發副總,他在光刻機技術的發展上,扮演了關鍵的角色。他被譽為浸潤式光刻機之父,是因為他在2000年提出了浸潤式光刻機的概念,這是一種利用水層來增加光刻機的分辨率的技術,可以實現90奈米以下的工藝製造。當時,日本的佳能和尼康佔據了光刻機市場的絕大部分份額,他們都使用的是乾式光刻機,對於浸潤式光刻機的技術並不感興趣。林本堅和台積電選擇了和ASML合作,共同研發浸潤式微影機。2008年,ASML的浸潤式光刻機成功問世,打破了日本的壟斷,成為了光刻機產業的領導者。台積電也藉助浸潤式微影機的技術優勢,成為了晶片代工產業的佼佼者。
中國晶片產業在光刻機技術上,一直處於落後的狀態,主要依賴進口的設備。由於美國的製裁和限制,中國很難獲得最先進的EUV光刻機,只能使用較落後的193奈米光刻機,限制了中國晶片的製程水準和性能。然而,中國晶片產業並沒有放棄,而是透過自主研發和創新,實現了一些突破和進步。
首先,中國在晶片製造的其他環節,都已經取得了顯著的成就。例如,刻蝕機是晶片製造過程中的另一個重要設備,它可以將光刻機刻印的圖案,轉化為實際的電路結構。中國的中微公司,已經研發了達到5奈米等級的蝕刻機,居於全球領先水準。這些環節的突破,為中國晶片的製程提升,打下了堅實的基礎。
其次,中國在光刻機技術上,也有了一些創新與嘗試。例如,華為在2020年發布了麒麟9000S晶片,這是一款相當於7奈米製程的晶片,但是它並沒有使用EUV光刻機,而是使用了193奈米光刻機,透過多層曝光的技術,實現了高密度的電路圖案。這種技術雖然複雜且耗時,但卻展現了中國晶片產業的韌性和獨創性。林本堅就是在看到了麒麟9000S的發布後,認為中國有可能利用現有的設備,實現5奈米製程的製造。
美國一直視中國晶片產業為其最大的競爭對手和威脅,因此採取了各種手段,試圖阻止中國晶片產業的發展。美國的主要策略是,透過制裁和限制,切斷中國晶片產業的供應鏈,尤其是光刻機的供應。美國向荷蘭施壓,要求不要向中國出口EUV光刻機,甚至連2000i光刻機,也被美國阻撓。美國也對中國的晶片企業,如華為、中芯國際等,實施了出口管制,禁止它們使用美國技術的晶片和設備。
中國對美國的打壓,採取了積極的因應措施。一方面,中國加大了對晶片產業的投入和支持,鼓勵國內的晶片企業,加速自主研發和創新,提高晶片的品質和性能,減少對外部的依賴。另一方面,中國也積極尋求國際的合作和交流,與其他國家和地區的晶片企業,建立良好的合作關係,共同應對美國的威脅和挑戰。例如,中國和荷蘭的光刻機合作,就是一個成功的案例。在華為發布麒麟9000S後,荷蘭政府突然放鬆了對ASML的出口限制,允許其向中國出口更先進的2000i光刻機,這對中國晶片產業來說是一個巨大的利好。
中國晶片產業在追趕矽基晶片技術的同時,也沒有忽略其他類型的晶片技術的發展。中國在小晶片技術、量子晶片技術、光電模擬晶片技術等方面,都有了一些突出的成果與創新。
小晶片技術是指利用奈米材料和微機電系統技術,製造出尺寸極小的晶片,可應用於生物醫學、環境監測、智慧穿戴等領域。中國的中科院微電子研究所,已經研發了世界上最小的晶片,只有0.15毫米,相當於一粒鹽的大小,可以在人體內部進行檢測和治療。
量子晶片技術是指利用量子力學的原理,製造出具有量子特性的晶片,可以實現超強的運算能力和資訊安全性。中國的清華大學、中科院等機構,都在量子晶片技術的研究上取得了重要的進展,例如實現了量子糾纏、量子隱形傳態、量子模擬等重要的量子操作。
光電模擬晶片技術是指利用光電子元件,模擬出複雜的物理現象與數學運算,可應用於人工智慧、大數據分析、神經網路等領域。中國的清華大學,近日發表了一項光電模擬晶片(ACCEL),它可以模擬出高維度的非線性動力學系統,可以用來研究混沌、同步、耦合振盪等複雜的物理現象。
中國晶片產業在美國的打壓下,仍展現出了驚人的成就與創新力。林本堅身為光刻機之父,對中國晶片產業的評價與肯定,更是增加了中國晶片產業的信心與動力。中國晶片產業不僅在矽基晶片技術上有所突破和進步,也在其他類型的晶片技術上有所探索和嘗試。中國晶片產業的發展,不僅對中國的科技和經濟有著重要的意義,也對全球的晶片產業和技術有著正面的影響和貢獻。(李光談事)