中科院發(fā)文引熱議：稱我國進入半導體行業(yè)“黑暗森林”。

那事實究竟是怎樣呢？

這又將引發(fā)怎樣巨大的危機呢？

中國在半導體“芯片”上被卡脖子，是從中美貿(mào)易戰(zhàn)以來一直存在的嚴峻問題。

而為了解決這一困境，近年來我國一直在芯片制造領域不斷尋求突破，不僅在碳化硅和氮化鎵等第三代芯片材料的研制上，取得突破性進展。

更是在制造芯片的光刻機制造領域，實現(xiàn)了7納米的國際先進水平。

雖然尚未實現(xiàn)量產(chǎn)，在光刻機的實際應用領域依然受制于荷蘭ASML公司和日韓企業(yè)。

但是這些長足的進步，已經(jīng)證明中國有能力在芯片制造領域?qū)崿F(xiàn)彎道超車。

甚至連ASML公司都承認：以中國光刻機研制領域最前沿的公司上海微電子為例，再給其5年發(fā)展時間，光刻機的核心技術就不再會是秘密。

那么中科院為何還會發(fā)文稱：中國的半導體產(chǎn)業(yè)會進入“黑暗森林”呢？

其實，這些在芯片領域的技術突破，全部都是圍繞在制造環(huán)節(jié)。

提高制造工藝技術固然重要，畢竟整個半導體行業(yè)包括了集成電路、傳感器和光電器件等多個方面，在生產(chǎn)制造上對于技術工藝的要求的確很高。

但是根據(jù)統(tǒng)計：2020年全球半導體產(chǎn)業(yè)中，集成電路的市場規(guī)模占到了80%以上，也就是我們俗稱的“芯片”更加重要。

于是這其中就暗含了一個隱性的芯片設計能力，如果缺乏對“芯片”的設計能力，即使擁有再先進的光刻機和芯片材料，也很難制造出高端芯片。

這篇由兩位院士發(fā)表在中科院院刊上的文章，重點提出擔憂的就是這一危機。

根據(jù)文中所述，一直以來我國在芯片設計領域使用的軟件技術，都是依靠國外的EDA軟件。

而中國的芯片企業(yè)也都是通過購買EDA的共享包，用花錢的方式就輕松“享受”了半導體領域的基礎研究成果。

雖然也能在此基礎上生產(chǎn)出較為先進的芯片，但是卻無法掌握核心科技能力。

就像通過對“預制菜”料理包的加熱，就可以輕松做出一桌美食，卻并不會真正掌握烹飪技術一樣。

所以如今美國對這一技術軟件限制出口，便將中國半導體行業(yè)打入“黑暗森林”。

美國禁止出口一款軟件技術，為何就能“鎖死”中國半導體發(fā)展？

原來真相在基礎物理之上！

中科院刊文稱我國半導體行業(yè)進入“黑暗森林”的同時，也提出了問題的癥結(jié)所在。

最根源的問題就在于：我國在基礎物理領域發(fā)展的困境，導致了半導體基礎研究的匱乏。

而作為工業(yè)制造大國，我國不缺乏提高工業(yè)技術和產(chǎn)品精度的能力。

但是想要在科技上實現(xiàn)質(zhì)的突破，一定離不開基礎研究。

還是以半導體行業(yè)最重要的芯片領域為例。

目前最主流的芯片技術依然是FinFET晶體管技術，其中一大半的核心專利，都是來源于基礎物理方面的研究成果。

而且早在2020年，英特爾公司就投入到了下一代GAA晶體管的研制當中。

因為據(jù)推測，GAA晶體管技術不僅能夠降低一半以上的能耗和近一半的面積，更能將性能提高三分之一以上。

而新一代的晶體管技術芯片的設計制造，就離不開進口的EDA軟件技術，這些搭建最底層基礎邏輯的軟件技術依然離不開基礎物理的研究。

可就在2022年的下半年，美國宣布了這一技術軟件對中國的禁運。

所以等于美國在高端芯片領域，將對于中國方向的燈塔熄滅了，中國也就隨即進入了至暗時刻。

只有改變我國在半導體基礎物理領域的研究困境，才能真正避免在“黑暗森林”中被美國獵殺。

不過，相比于獵手和獵物都要摸黑的黑暗森林，用至暗時刻來形容中國半導體行業(yè)，被美國遏制的現(xiàn)狀更加貼切。

因為至少目前美國掌握絕對的“話語權”，中國能否在接下來的基礎物理研究中迎頭趕上，將是中國半導體行業(yè)能否迎來光明的關鍵。

在《三體》小說中有這樣一個情節(jié)，“三體人”為了在到達地球之前限制人類科技發(fā)展，便利用了特殊手段，引發(fā)了地球上研究基礎物理的科學家集體自殺。

雖然是小說情節(jié)，但是這卻和中科院院士的文章一樣，反映出一個不可否認的事實，基礎物理至關重要。

看似無實用價值的基礎物理，為何能夠影響中國半導體芯片？

我國被美芯片“卡脖子”又該如何掙脫？

近日中科院通過發(fā)文指出的，中國在半導體基礎物理領域的匱乏，直接導致美國隨意限制芯片技術出口，就能掐住中國脖子的現(xiàn)實。

的確，這值得中國深刻警醒。

因為半導體芯片作為高科技領域的核心環(huán)節(jié)，不僅目前被廣泛應用在計算機、網(wǎng)絡通信、新能源汽車以及智能電網(wǎng)等各個領域。

更是未來5G、6G和人工智能等領域不可或缺的關鍵性設備。

所以芯片被卡脖子，絕不是一款華為手機被限制那么簡單，這也是國家才會極度重視的主要原因。

也就是說，誰掌握了高端芯片誰就掌握了未來。

雖然目前來看，全球并沒有任何一個國家或地區(qū)，能夠做到從設計到生產(chǎn)以及測試的整個芯片生產(chǎn)流程。

但是美國至少能夠在芯片的頂層設計和迭代技術上，實現(xiàn)引領全球的態(tài)勢。

這其實就是得益于，一直以來美國在基礎科研和半導體領域的巨大投入，美國不僅在半導體領域投入的研究資金是全球其他國家加在一起的兩倍。

而且在投入的側(cè)重點上也有所不同。

2022年，美國通過法案投入在芯片領域的投資達到2800億美元。

但是只有約十分之一是用于支持芯片的生產(chǎn)制造，其余絕大部分資金則是用于支持基礎創(chuàng)新。

而且在中科院的文章中，也明確指出芯片領域的“摩爾定律”正在面臨失效。

所謂定律也并不是一則嚴謹?shù)奈锢矶?，而是關于芯片總結(jié)出的一條規(guī)律。

簡單的說，就是隨著技術的發(fā)展，芯片上晶體管數(shù)目的增加會相應提高其性能。

但是當下的科研現(xiàn)實是，通過晶體管技術的不斷迭代更新，已經(jīng)將其物理性能發(fā)揮到了極限，也就是說以后可能再怎么增加，也無法提高芯片性能了。

而半導體芯片的發(fā)展不能停留在工業(yè)技術提升上，而是要在新的材料、結(jié)構甚至新的理論基礎上，才能實現(xiàn)突破，這些就離不開基礎物理研究。

所以從教育到科研，全面重視和提高中國半導體基礎物理領域能力，才是解決未來中國半導體發(fā)展困境的關鍵。