中国芯片从被卡脖子到加速国产替代,背后是几代造芯人的长期攻坚。
原文标题:突围:中国芯片的国产替代之路
原文作者:图灵编辑部
冷月清谈:
怜星夜思:
2、文章里提到张汝京、黄令仪这类老一辈造芯人,你觉得今天还需要这种“造芯报国”的叙事吗?
3、中国芯片未来十年更应该追赶先进制程,还是在RISC-V、光子芯片、量子芯片等方向换道超车?
4、普通人支持国产芯片,应该看情怀买单,还是只看产品体验和价格?
原文内容
芯片,这个被称为“人类工业皇冠上的明珠”的存在,藏着人类科技的极致智慧。它的精度堪比在月球开枪击中地球表面的一只蚊子,制造过程需历经上千道工序、数万次调试,容不得一丝一毫的误差;它也是全球科技博弈的“主战场”,英伟达凭借GPU垄断AI算力王座,荷兰ASML独掌光刻机核心设备,西方用技术封锁编织成网,试图锁死中国科技未来的咽喉。
从20世纪90年代“无芯可用”的窘迫,到华为麒麟芯片王者归来;从“卡脖子”的切肤之痛,到国产替代全面突围;从跟跑国际先进水平,到逐步实现并跑,努力奔向领跑,中国芯片走过了惊心动魄的三十年。
就在美国全面围剿、整个产业陷入困境的时候,一批中国芯片企业没有退缩,一批造芯人没有放弃。华为海思没有解散团队,而是将工程师转向芯片设计工具、基础技术的研发;中芯国际、上海微电子等企业,加大研发投入,全力攻坚成熟制程和核心设备;国内高校、科研机构,也加快了芯片相关专业的人才培养,为产业输送新鲜血液。
至暗时刻,没有击垮中国芯片产业,反而激发了整个行业的斗志,让所有人都坚定了一个信念:自主可控,才是唯一的出路。这场围剿,成为中国芯片产业觉醒的催化剂,倒逼整个行业加速国产替代进程,这种就中间走出了无数科技人才,他们是中国芯片产业的脊梁,是中国科技崛起的功臣。
图灵文化与微信读书合作上架的《半小时讲透芯片(轻科技)》,用通俗易懂的语言讲透国产芯片的崛起之路。
没有从天而降的奇迹,只有隐姓埋名的坚守;没有一蹴而就的成功,只有日复一日的攻坚。
芯片产业的崛起,从来不是一家企业的功劳,也不是一项技术的突破那么简单,而是无数“造芯人”用青春、汗水甚至生命铸就的丰碑。他们隐姓埋名,扎根实验室和工厂,默默填补着中国芯片的技术空白,默默打破着国外的技术垄断,他们是中国芯片产业的脊梁,是中国科技崛起的功臣。
01
张汝京:“中国芯之父”,用一生践行造芯报国
提到中国芯片,就不能不提张汝京,这位被称为“中国芯之父”的老人,用一生践行着“造芯报国”的信念,为中国芯片产业的起步,点燃了第一束光。
张汝京出生于1948年,祖籍江苏,从小在台湾长大,骨子里刻着“家国情怀”。他毕业于麻省理工学院,深耕芯片制造领域数十年,曾在英特尔、台积电等国际巨头任职,掌握着全球顶尖的芯片制造技术。20世纪90年代,看到中国内地芯片产业一片空白,“无芯可用”的窘迫刺痛了他,他毅然放弃了国外的高薪职位、优越生活,带着一身技术和满腔热血,回到内地,立志“造中国人自己的芯片”。
2000年,张汝京在上海创立中芯国际,这是中国第一家真正意义上的高端芯片制造企业。创立之初,条件异常艰苦:没有成熟的生产线,没有核心设备,没有足够的资金,甚至连专业的工程师都寥寥无几。当时,西方企业对中国芯片产业处处提防,不仅拒绝出售高端设备,还禁止技术人员外流,张汝京带领团队,一边四处奔走筹集资金,一边从全球招募人才,一边拆解进口设备,摸索制造技术。
为了攻克芯片制造的核心技术,张汝京几乎住在了工厂里,每天工作超过16小时,白天协调生产、对接设备,晚上研究技术、优化工艺。有一次,工厂的光刻设备出现故障,无法正常生产,国外工程师拒绝提供技术支持,张汝京就带领团队,一点点拆解设备,逐一看懂每一个零部件的原理,连续熬了五天五夜,终于找到故障原因,成功修复设备。那一刻,整个工厂的人都哭了——他们知道,这不仅是修复了一台设备,更是打破了国外技术封锁的又一次尝试。
在张汝京的带领下,中芯国际快速成长,仅用几年时间,就实现了从0.18微米到90纳米、65纳米的技术跨越,打破了国外企业在芯片制造领域的垄断,让中国终于有了自己的高端芯片制造基地。2004年,中芯国际成功在香港上市,成为中国芯片产业的标杆,也为后续国内芯片企业的发展,培养了大量专业人才——如今,国内很多芯片企业的核心骨干,都曾在中芯国际任职,都曾受张汝京的影响。
后来,由于种种原因,张汝京离开了中芯国际,但他从未放弃造芯报国的初心。他先后创立了新升半导体、积塔半导体等企业,专注于芯片材料和特色工艺的研发,继续为中国芯片产业赋能。如今,已经70多岁的张汝京,依然奔波在造芯一线,每天准时出现在实验室,指导年轻工程师研发技术。有人问他,这么大年纪了,为什么还要这么拼?他笑着说:“我这辈子,就做一件事,就是造中国人自己的芯片,只要我还能动,就不会停下脚步。”
张汝京的一生,是中国芯片产业起步的缩影。他用自己的坚守和付出,为中国芯片产业种下了希望的种子,也点燃了无数造芯人的报国热情。他就像一盏明灯,照亮了中国芯片的突围之路,也让“造芯报国”的信念,深深扎根在每一位中国造芯人的心中。
02
黄令仪:“中国龙芯之母”,一生攻坚不服老
在造芯队伍中,还有一位老人,用一生坚守,铸就了中国自主CPU的根基,她就是被称为“中国龙芯之母”的黄令仪。
黄令仪出生于1936年,1958年毕业于华中工学院(现华中科技大学),是中国第一代半导体人。20世纪60年代,中国开始布局半导体产业,黄令仪主动投身其中,从最基础的晶体管研发做起,一步步摸索,一点点积累,成为国内半导体领域的顶尖专家。
2000年,已经64岁的黄令仪,本该退休安享晚年,但当她得知龙芯团队正在研发自主CPU,面临着核心技术空白、人才短缺的困境时,她毅然放弃了退休生活,加入龙芯团队,担任龙芯芯片的总设计师。当时,龙芯团队面临着巨大的压力:没有自主的指令集,没有成熟的设计技术,国外企业还对我们进行技术封锁,很多人都不看好龙芯的未来,甚至有人劝黄令仪,“这么大年纪了,没必要再去啃这块硬骨头”。
但黄令仪没有退缩,她深知,自主CPU是中国芯片产业的核心,一旦突破,就能打破国外的垄断,让中国拥有自己的“大脑”。为了攻克核心技术,黄令仪每天早早来到实验室,晚上深夜才离开,哪怕身体不适,也从未缺席。她带领团队,从最基础的指令集设计做起,反复调试、反复优化,每一个参数、每一个细节,都亲自把关,绝不放过任何一个误差。
龙芯研发初期,条件异常艰苦,实验室里没有先进的设备,团队成员也大多是年轻人,缺乏经验。黄令仪不仅要负责技术研发,还要手把手指导年轻工程师,传授自己的经验。有一次,团队在设计芯片版图时,遇到了一个难题,反复调试了很多次,都无法解决,年轻工程师们都有些泄气。黄令仪看到后,没有责备他们,而是和他们一起坐在实验室里,一点点分析问题、查找原因,连续熬了三个通宵,终于找到了解决方案。她笑着对年轻工程师们说:“造芯片就像爬山,越是难爬的山,爬上去的风景就越美,只要我们坚持下去,就一定能成功。”
在黄令仪的带领下,龙芯团队克服了一个又一个困难,先后研发出龙芯1号、龙芯2号、龙芯3号等一系列自主CPU,打破了国外CPU的垄断,实现了中国自主CPU从0到1的突破。2019年,已经83岁的黄令仪,依然坚守在龙芯研发一线,指导团队研发龙芯3A5000处理器,让龙芯的性能达到国际主流水平。
2023年,黄令仪老人永远离开了我们。她的一生,都奉献给了中国芯片产业,用自己的坚守和付出,为中国自主CPU的发展,奠定了坚实的基础。她虽然离开了,但她的精神,永远激励着无数造芯人,继续前行、奋勇攻坚。
03
年轻一代造芯人:接过接力棒,续写新传奇
造芯之路,从来不是一代人的奋斗,而是代代相传的坚守。如今,老一辈造芯人用一生铺就的道路,正被年轻一代接过,他们带着青春和热血,续写着中国芯片的新传奇。
在中芯国际的实验室里,有很多90后、00后工程师,他们大多毕业于国内外顶尖高校,放弃了国外的高薪offer,选择回到国内,投身造芯事业。除了这些年轻的工程师,还有很多年轻的科研工作者,扎根高校、科研机构,专注于芯片基础技术的研发;有很多年轻的创业者,投身芯片创业浪潮,推出了很多具有核心竞争力的芯片产品。他们年轻、有活力、有梦想,他们熟悉最新的技术,敢于创新、敢于突破,他们是中国芯片产业的未来,也是中国科技崛起的希望。
从老一辈造芯人的隐姓埋名、默默坚守,到年轻一代造芯人的奋勇争先、勇于创新,中国芯片的崛起之路,离不开每一位造芯人的付出。他们不分年龄、不分性别、不分领域,用自己的青春、汗水和智慧,一点点填补着中国芯片的技术空白,一点点打破着国外的技术垄断,他们是中国芯片产业的脊梁,是中国科技崛起的功臣,他们的故事,值得我们永远铭记。
04
未来可期:中国芯片的下一个十年
从无芯可用到自主突围,从跟跑到并跑,中国芯片用三十年,走完了西方发达国家半个多世纪的路。站在新的起点上,中国芯片的下一个十年,充满了机遇与挑战,也充满了希望与期待。
未来十年,中国芯片将在三个核心方向发力,实现从并跑到领跑的跨越,真正撑起中国科技的硬核底气。
方向一:高端制程突围,攻克EUV核心技术
虽然中国在成熟制程领域实现了自主突破,但7nm及以下高端制程,依然是我们的短板,而EUV光刻机,依然是我们必须跨越的鸿沟。未来十年,中国芯片的核心任务之一,就是攻克EUV光刻机核心技术,实现高端制程的自主可控。
目前,上海微电子正在全力研发EUV光刻机,国内的科研机构、企业也在联合攻关,攻克EUV光刻机的核心零部件,比如高精度镜头、光源、工作台等。虽然研发难度极大,但我们已经有了成熟制程的技术积累,有了自主设备、自主材料的支撑,有了无数造芯人的坚守与付出,相信在未来5-10年,中国一定能实现EUV光刻机的国产化,打破ASML的垄断,实现7nm、5nm甚至3nm高端制程的自主生产。
届时,中国不仅能自主生产高端手机芯片、AI芯片,还能在高性能计算、量子计算等高端领域实现突破,摆脱对国外高端芯片的依赖,真正掌握芯片产业的话语权。
方向二:完善产业链生态,实现全链条自主可控
芯片产业是一个复杂的系统工程,需要设计、制造、设备、材料、软件等多个环节协同发力,缺一不可。未来十年,中国芯片将重点完善产业链生态,实现从芯片设计到制造、从设备到材料、从软件到应用的全链条自主可控。
在芯片设计领域,继续发力CPU、GPU、存储芯片等核心领域,提升芯片性能,完善软件生态,让国产芯片不仅能“用得上”,还能“用得好”;在芯片制造领域,扩大成熟制程产能,推进高端制程研发,提升芯片制造的良率和效率,缩小与台积电、三星等国际巨头的差距;在设备领域,继续推进光刻机、刻蚀机、离子注入机等核心设备的国产化,提升设备性能,实现全品类自主替代;在材料领域,攻克高端光刻胶、特种气体、硅片等关键材料的核心技术,摆脱对日韩企业的依赖;在软件领域,加快EDA软件的国产化研发,完善RISC-V开源生态,打破国外软件的垄断。
同时,加强上下游企业的协同合作,形成“设计-制造-设备-材料-软件”的良性循环,让中国芯片产业链越来越完整、越来越坚固,真正实现全链条自主可控。
方向三:布局前沿技术,抢占未来科技制高点
在攻克现有“卡脖子”技术的同时,中国芯片还将布局前沿技术,抢占未来科技制高点,实现“换道领跑”。
一方面,继续深耕RISC-V开源架构,完善软件生态,提升高端RISC-V芯片的性能,让RISC-V成为中国芯片的核心竞争力,在物联网、AI终端、服务器等领域实现广泛应用,打破ARM、x86架构的垄断;另一方面,布局量子芯片、光子芯片等前沿技术,这些技术是未来芯片产业的发展方向,具有性能强、功耗低等优势,目前全球都处于研发阶段,中国已经在这些领域取得了一定的突破,未来十年,我们将加大研发投入,加快技术突破,力争在量子芯片、光子芯片等领域实现领跑,抢占未来科技制高点。
此外,加强芯片人才培养,扩大芯片相关专业的招生规模,培养更多的高端芯片工程师、科学家,为中国芯片产业的发展,输送新鲜血液;加强国际合作,与全球芯片企业、科研机构开展合作,交流技术、共享资源,在全球芯片产业格局中,占据重要地位。
当然,我们也必须清醒地认识到,中国芯片的崛起之路,依然充满了挑战。西方发达国家的技术封锁不会停止,国际竞争会越来越激烈,芯片研发的难度会越来越大,但我们有信心、有底气,克服一切困难,实现中国芯片的全面崛起。
三十载风雨兼程,中国芯片从无到有、从弱到强,用坚守与付出,打破了国外的技术垄断,撑起了中国科技的硬核底气;下一个十年,中国芯片将继续奋勇前行、攻坚克难,从并跑到领跑,从自主可控到全球领先,书写属于中国芯片的新传奇,为中国科技崛起,注入源源不断的动力。
从20世纪90年代“无芯可用”的窘迫,到华为麒麟芯片王者归来;从“卡脖子”的切肤之痛,到国产替代全面突围;从跟跑国际先进水平,到逐步实现并跑,努力奔向领跑,中国芯片走过了惊心动魄的三十年。这不是一本枯燥的技术说明书,也不是冰冷的数据报表,而是一部有热血、有干货、有温度的大国突围史。
打开热搜,芯片永远是顶流话题:
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国产芯片的每一次技术突破、每一款新品落地,都能点燃全网热情,大家揪心于卡脖子困境,也期盼着国产崛起的时刻。
你或许会好奇:这颗黑乎乎、不起眼的小方块,到底藏着什么魔力?为什么它能决定手机流畅度、AI智能度,甚至牵动全球科技格局?我们日常刷视频、玩游戏、人脸识别、坐智能汽车,背后全是芯片在默默运转,它就是数字时代的“隐形发动机”。
这本书不讲晦涩公式、不堆专业术语,从大家最关心的英伟达、台积电、国产芯片这些热点切入,用大白话拆解芯片的前世今生、制造奥秘、行业格局,带你看懂:芯片从沙子变成神器的全过程,科技巨头的竞争密码,以及国产芯片的突围之路。
