電子發(fā)燒友網(wǎng)報道(文/黃山明)在如今,全球地緣沖突加劇,也讓各國開始深度思考自身的產(chǎn)業(yè)鏈安全,一些大國更是希望能夠在本土建設完備的產(chǎn)業(yè)鏈以應對未來可能的逆全球化風險。俄羅斯同樣如此,在面對歐美等國的強力封鎖下,建設本土產(chǎn)業(yè)鏈至關重要。近日,俄羅斯宣布了一項8年的集成電路發(fā)展計劃,在2022年底前使用90nm制造工藝提高本土芯片產(chǎn)量,到2030年建立28nm制造節(jié)點。
盡管相比全球一流晶圓代工廠,在芯片制程上已經(jīng)稍顯落后,比如臺積電將在2026年實現(xiàn)2nm量產(chǎn),但俄羅斯表示,將在2030年實現(xiàn)28nm國產(chǎn)芯片的量產(chǎn)計劃。但至少俄羅斯已經(jīng)開始決定要在本土創(chuàng)建芯片產(chǎn)業(yè)鏈,對于全球市場而言,或許也將預示為一個新的標志。
背水一戰(zhàn)的俄羅斯
當貿(mào)易渠道與外界中斷后,要如何提振國內(nèi)市場,加速科技發(fā)展?俄羅斯選擇了集成電路產(chǎn)業(yè),目前俄羅斯政府已經(jīng)制定了微電子發(fā)展計劃的初步版本,到2030年將投入3.19萬億盧布(約合2564.37億人民幣),這筆資金將用于開發(fā)國產(chǎn)半導體生產(chǎn)技術、國內(nèi)芯片開發(fā)、數(shù)據(jù)中心基礎設施開發(fā)。
與此同時,在半導體制造方面,俄羅斯計劃用4200億盧布(約合337.63億人民幣)用于研發(fā)新的工藝制程技術。短期目標定在2022年底,實現(xiàn)用90nm制程工藝提升本土芯片產(chǎn)量。到2030年實現(xiàn)28nm工藝的國產(chǎn)化,但臺積電已經(jīng)在2011年完成了這項技術,意味著俄羅斯即便在2030年實現(xiàn)這一目標,仍然與全球頂尖芯片制造技術相差20年左右。
可能有人會說,作為繼承前蘇聯(lián)最大遺產(chǎn)的俄羅斯難道就沒有一些家底,在集成電路領域中有所布局嗎?
對于這一問題,此前在電子發(fā)燒友的報道中已經(jīng)有過相關闡述,一方面在于盡管俄羅斯集成了前蘇聯(lián)大部分的資產(chǎn),但集成電路工業(yè)卻基本集中在烏克蘭、白俄羅斯等地;另一方面,俄羅斯另辟蹊徑在電子管技術上穩(wěn)步發(fā)展,已經(jīng)能夠在一定程度上替代芯片,至少在部分軍事武器中實現(xiàn)完全國產(chǎn)化。
但問題在于,俄羅斯即便大力發(fā)展電子管技術,但與全球的晶體管技術格格不入,意味著俄羅斯的電子管產(chǎn)品幾乎沒有商業(yè)價值。
在此前,不僅是俄羅斯,全球絕大部分國家都不會擔心芯片供應的問題,因為在當前全球化高度發(fā)達的時代,在全球制造業(yè)供應鏈中,大部分國家只參與其中的一小部分環(huán)節(jié),沒有幾個國家能夠做到全供應鏈。
畢竟通過全球的分工協(xié)作,可以夠創(chuàng)造更多的利潤,而只依靠某一地區(qū)來供應商品,必然會導致成本高漲。不過俄羅斯現(xiàn)在被歐美封鎖,包括英特爾、ARM、AMD等國際知名大廠已經(jīng)暫停向其供應商品,這意味著在芯片設計和芯片架構上,俄羅斯只能依靠自主研發(fā)。
俄羅斯制程工藝國產(chǎn)化的底氣在哪里
目前俄羅斯已經(jīng)確定了將要2030年實現(xiàn)28nm制程國產(chǎn)化的遠期目標,在今年實現(xiàn)用90nm擴產(chǎn)芯片的近期目標,并且這一計劃已經(jīng)在4月22日交由俄羅斯***正式批準。但問題來了,為什么俄羅斯可以篤定今年一定能夠完成短期目標呢。
這就需要說到俄羅斯目前國內(nèi)最大的芯片公司Mikron,電子發(fā)燒友網(wǎng)此前也對這家公司做過詳細報道。作為俄羅斯境內(nèi)最大的晶圓廠,Mikron具備65-250nm工藝制造能力。
圖源:Mikron
早在2009年,Mikron便實現(xiàn)了在200mm晶圓上生產(chǎn)設計90nm工藝的集成電路,并在2012-2013年開始生產(chǎn)制造。到了2014年末,受到俄羅斯進口替代計劃的推動下,Mikron開始用90nm工藝試生產(chǎn)名為Elbrus-2SM的國產(chǎn)微處理器,該處理器也被當時的技術雜志CNews評選為2014年最重要的事件。
不僅生產(chǎn)了90nm制程的芯片,在隨后幾年,Mikron的65nm初步實現(xiàn),并在2020年通過了生產(chǎn)工藝的鑒定與改進。甚至到了2021年,Mikron還設計了一款32位RISC-V處理器的MIK32。
圖源:Mikron
除了Mikron外,俄羅斯還擁有另一家半導體芯片大廠angstrem,成立于1963年,具有完備的設計、制造、封測能力,可以生產(chǎn)90-250nm的芯片,還擁有自己的晶圓廠,目前該公司的芯片主要用于航空、軍用、工業(yè)等領域。
盡管在不久前美國將Mikron納入到了“實體清單”中,但并不妨礙俄羅斯目前已經(jīng)具備了90nm甚至是65nm制造工藝能力。
因此已經(jīng)擁有了這些企業(yè)的俄羅斯,在年底前實現(xiàn)90nm的國產(chǎn)化并非不可能,當然也只是可能而已。不過想要在2030年實現(xiàn)28nm的全國產(chǎn)化,這一目標可能會比較艱難。
有趣的是,為了配合這一芯片國產(chǎn)化進程,俄羅斯方面甚至已經(jīng)啟動了自主制造***的計劃。項目由俄羅斯莫斯科電子技術學院(MIET)承接,首期投資6.7億盧布(約合人民幣5400萬),用來挑戰(zhàn)當前最先進的EUV級別。
計劃中顯示,MIET開發(fā)的是一種無掩膜X射線***,與普通的EUV***略有不同,如在光源的選擇上,EUV波長在13.5mm,而X射線波長在0.01nm-10nm之間,理論上來看,X射線***要比EUV***更先進,但在實際應用中X射線光刻芯片效率極低,想要刻出納米級集成電路,需要耗費大量的時間。
因此,盡管無掩膜光刻技術更先進,但如何提升X射線的工藝及效率才是最大的難點,當前全球并沒有任何一家機構能夠解決這一問題?;蛟S也正是因為這一原因,俄羅斯才決定實施這一計劃,按時間表來看,該計劃最早于今年的11月開發(fā)動態(tài)掩膜的技術和模型,以及原型***的技術規(guī)范和可行性研究,工藝要達到28nm及以上。
不管是建設全國產(chǎn)的***產(chǎn)品,還是提出建設自主的90nm、28nm產(chǎn)線,足以顯露出俄羅斯建設本土半導體產(chǎn)業(yè)鏈的決心,而Mikron、angstrem等俄羅斯本土芯片大廠也是其計劃實現(xiàn)的最大底氣。
寫在最后:俄羅斯半導體計劃的成功率有多少?
盡管俄羅斯提出了諸多振奮人心的計劃,但想要徹底實現(xiàn)這些計劃,并沒有那么容易。一方面在于技術上,即便是已經(jīng)能夠生產(chǎn)90nm國產(chǎn)***的中國,至今還未實現(xiàn)完全國產(chǎn)的28nm產(chǎn)線,工藝制程上的跨代沒有那么簡單。
另一方面在于市場,哪怕俄羅斯排除萬難,將國內(nèi)的半導體產(chǎn)線搭建了起來,并且也將相關***產(chǎn)品制造了出來。但依靠俄羅斯本土1.4億人口的市場,很難支撐其產(chǎn)品的更新迭代。
數(shù)據(jù)顯示,俄羅斯每年從國外進口4.4億美元(約合28.6億人民幣)規(guī)模的半導體設備以及12.5億美元(約合81.1億人民幣)規(guī)模的芯片產(chǎn)品,側面證明其市場空間并不大,即便這些市場全部留給本土企業(yè),這么小的市場如何支持未來芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
或許有人對此沒那么直觀的感受,舉個例子,華為在2021年的研發(fā)總投入為1427億元,是俄羅斯進口半導體規(guī)模的十倍以上。
因此對于俄羅斯而言,想要持續(xù)發(fā)展自己的半導體產(chǎn)業(yè),就必須對外擴充市場,而臨近的中國市場能夠幫助支撐俄羅斯的半導體產(chǎn)業(yè)嗎?
答案可能未必,即便俄羅斯實現(xiàn)自己的計劃,能夠量產(chǎn)90nm國產(chǎn)芯片,但中國消費市場使用的芯片已經(jīng)普遍在28nm以上,俄羅斯的芯片可能毫無競爭力可言。
當然,俄羅斯也并非沒有優(yōu)勢,從人才角度來看,目前俄羅斯受過中等、高等教育的人才總數(shù)占全國人口的比例接近90%,如果除去老人與小孩,受過高等教育的人數(shù)占全國人數(shù)的95%。
最后,即便俄羅斯這項半導體計劃無法實現(xiàn),但是中國相關企業(yè)可以進入俄羅斯市場,或者與中國的北方華創(chuàng)、中微半導體、東方晶源等公司共同運作一個合資公司進行技術轉讓。俄羅斯電子研發(fā)公司協(xié)會執(zhí)行會長伊萬·波克洛夫斯基認為,大多數(shù)西方生產(chǎn)的組件中國都可以替代,問題只在于中國公司是否愿意進入俄羅斯空下來的市場。
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