集成电路是信息产业的基础、工业产业的粮食、安全的根本

2021-03-24 14:20:22 312


原创 

数日前,梁昌均访问我,我讲的主要观点之一是“集成电路或者说芯片是工业的粮食”,梁昌均用了“芯片‘卡脖子’是相互的,中国走的不是无人区”这个题目,发布在“搜狐科技”公众号上。我觉得没有讲透,自己再补充如文。

 

00:观点


粮食,是人的生命的保障,粮食安全是国家安全的重中之重,粮食的足量生产,不能掌控在别人手中,粮食的安全生产,不是单纯的经济问题,不应该只靠资本驱动的利益最大、不能只依靠资金效率最高来维系粮食的生产。2013年12月中央农村工作会议提出要确保粮食安全,坚守18亿亩耕地红线此后的多次一号文件多次提及。这表明,国家对粮食的安全生产的保障,有清醒的认识,有清晰的路径。时至今日,耕地红线依旧是基层的重要工作。

 

芯片,是工业的核心、产业的基础,是工业生产的粮食。无论是新兴的信息产业及经过信息化改造的传统产业,芯片或者说集成电路都是不可替代的关键部件。中美之间从贸易争端开始,到以集成电路为特征的技术封锁,再到涉及国家安全诸多领域的斗争,使得我国上至党和国家领导人,下至普通百姓,都知道了芯片是“卡脖子”技术。但对芯片的重视,是不是会做到像重视粮食安全一样的重视,是不是会长期坚持,是不是会好了伤疤忘了疼,都尚未可知。但愿此后,外国人对芯片不“卡脖子”之后,国人依然重视集成电路的安全生产。

 

可以预见,在近期未来,由于国外产业链的需求,某些芯片的禁运有可能会放松,但这波禁运过去,若从政府到民间、从工业到商业,都对这覆车之戒没有产生永久记忆,则再过数年或者数十年,再来一遍新的卡脖子也未可知。

 

01:历史“悠久”

 

粮食:

人类有意识的利用自然的早期最重要成果,是人类驯化植物、动物。植物的驯化种植,为人类的生存、延续带来了革命性的影响。

 

芯片:

1947年贝尔实验室发明晶体管。1956年William ShockleyJohn BardeenWalter Brattain)获诺贝尔物理奖。1958年仙童公司的Robert Noyce与德州仪器公司的Jack Kilby同期试图将多个晶体管在同一个衬底上制造出来,从而发明了集成电路。2000年Jack Kilby因为集成电路技术的发明获诺贝尔物理奖。Robert Noyce由于活的不够长,英年早逝,与获得诺贝尔物理奖擦肩而过。晶体管与集成电路发明,创造出、并支撑了智能化的信息产业,改造了传统工业产业,对农业、工商、运输、服务业带来了革命性的影响。

 

02:社会需求

 

粮食:

粮食,是人类赖以生存的必须品,没有粮食,人类不能存活延续。人类对粮食的需求是多种多样的。先不说主粮的水稻、小麦。各种油料作物、各种蔬菜水果,都是人类生活,特别是健康的生活不可或缺的。在粮食充足的时代,人们可以(酿酒)喝酒、(养猪)吃肉,在粮食短缺的时代,生活的质量定会下降,某种意义上说,凑合着活着。

 

芯片:

芯片是现代工业的粮食。没有芯片,信息产业无法高速运行,传统产业也无法正常维持,这一点不需要论证。需要知道的是,工业产品中需要各式各样的芯片。包括存储器、运算器(CPU、DSP、GPU)等高集成度、单品种就大量需求的芯片产品;也包括模拟开关、运算放大器、数模-模数变化器、功率放大器等多品种、多性能产品。对绝大部分电子产品,多种类的芯片是必须的,但有时候芯片的性能是“打折扣”凑合着用的。

 

03:生长(制造)时间


粮食:

众所周知,粮食是春播秋收。粮食的再生产,需要一整年的周期。植物种子从播种入地,到成熟收获需要几个月的时间。水稻的生长期约为100天左右;冬小麦秋天播种,第二年夏天收获,竟然需要8个月。俗语“人误地一时,地误人一年”,意味着人类从远古就知道粮食的安全生产,不能临时抱佛脚。发现无米下锅再耕地播种,肯定会饿死。

 

芯片:

少有人知,芯片虽然是工业产品,芯片的生产也需要大致100天时间。假定集成电路的制造工厂已经就绪,就是说盖厂房、装设备、调整工艺已经完善稳定;再假定芯片的设计工作也已经完成,还假定采用28nm 标准CMOS工艺,从生产厂启动芯片制造的第一道工序开始,先后大约经过695道工序,硅片在车间的生产线上行程约200公里,经过大约100天的时间才能完成制造。这还没有计算测试、封装,运输到整机厂的物流时间。从这个意义上讲,人们至今刚刚明白芯片的安全生产需要时间提前量。发现没有芯片供应再“建厂”,整机行业也会“饿死”。


04:成熟技术


粮食:

粮食的生产,不是新技术,是成熟技术;部分粮食品种的生产是高技术,在反季节的环境下生产粮食作物或者跨地理纬度种植粮食作物,需要高技术;并不是全部粮食的生产都是高技术。高技术生产的粮食是人类需要的,普通技术生产的粮食,也是人类需要的。人们对粮食的需求,是需要粮食本身,不是因为粮食的生产是高技术才需要粮食。粮食的安全,关系到国家安全,因此粮食的生产就必须自主,“家里有粮,心中不慌”。这并不排斥我们在公平交易的前提下购买(进口)国外的粮食产品,不是闭关锁国或者固步自封。

 

芯片:

芯片的生产,也不是新技术。1947年贝尔实验室发明晶体管,是新技术;1958年仙童公司和德州仪器公司发明集成电路制造技术,是新技术。今天晶体管与集成电路技术已经出现、并发展了70多年,支撑着全球每年4000多亿美元的芯片产业,支撑着全球每年1.5万亿美元的电子设备产业,还服务着全球数十亿人口的信息服务,这必然已经是成熟技术。人类的社会生活,需要新技术,但支撑现代社会生活的是成熟技术。集成电路就是这种性质的成熟技术。集成电路产品种类繁多,每一个品种都是电子设备不可缺的,但并不是每一种芯片产品都是高技术,但是无论是不是高技术产品,都涉及到产业链的安全,因此芯片(集成电路)产业必须自主,“手里有芯,产业安全”应该成为社会的共识。同样,这也不排斥中国在自主可控的前提下进口国外芯片,芯片的产业的自主可控,也不意味着固步自封或者闭关锁国。


05:长存久远


粮食

时至今日,以种植粮食为代表的种植业是不可以被代替的技术,经历了数百、数千年的种植技术仍然不断进化、不断演变。在可预见的外来,这种种植技术演变的目的是不断提高产量、提高质量、提高气候适宜性

 

芯片:

集成电路是工业的基础、安全的核心、知识产权保护的有效载体。在可以预见的未来,由于以硅平面工艺为核心的晶体管的互联可以实现人类所需要的全部运算需求,且是最低廉成本的实现方式,所以这种技术也会继续不断演变,不断发展、长久存在。

 

 

关于集成电路长期存在的论述,可以参见梁昌均对我的访谈,访谈的文字稿曾于大约一周前发布在“搜狐科技”公众号上。

 

王志华

2021年3月23日于海口


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