是什么卡了我们的脖子——中兴的“芯”病，中国的心病

　　4月20日，《科技日报》专栏“亟待攻克的核心技术”刊发第二篇文章，解读此次被美国制裁的中兴的“芯”病。
　　
　　文章中，我国工程院院士李国杰提出“自主芯片产业发展需要应用支撑”的观点。他认为，发展自主芯片，不能等“做到跟国际水平一样”才用，在用的过程中才能发现问题，及时改进。
　　
　　以下为文章全文：
　　
　　当地时间16日，一记重拳向中兴通讯砸下。美国商务部表示，由于中兴通讯违反了曾与美国政府达成的和解协议，7年内禁止美国企业向中兴通讯出口任何技术、产品。
　　
　　招商电子分析称，中兴通讯的主营业务有基站、光通信及手机，而芯片在这三大领域均存在一定程度的自给率不足。
　　
　　若真的禁运，中兴危矣。
　　
　　《科技日报》20日发文称，有专家表示，美国制裁中兴，是警钟，也是集结号。“我们需要反思，但也不能让步。集结号已经吹响，国产芯片何时能上战场？”
　　
　　每一步都是高难度操作
　　
　　缺“芯”缺在哪？
　　
　　以此次中兴通讯被制裁的用于光通讯领域的光模块为例，其主要功能是实现光电及电光转换。光模块中包括光芯片，即激光器和光探测器，还有电芯片，即激光器驱动器、放大器等。低速的（10Gbps）光芯片和电芯片实现了国产，但高速的（25Gbps）光芯片和电芯片全部依赖进口。
　　
　　为何缺“芯”？**来了解一下“芯片的诞生”。
　　
　　中国科学院西安光机所副研究员、中科创星创始合伙人米磊介绍，芯片核心产业链流程可以简单描述为设计—制造—封装。
　　
　　其中有三个关键步骤：**，提炼高纯度二氧化硅，做成比纸还薄的晶圆；第二，在晶圆上用激光刻出数十亿条线路，铺满几亿个二*管和三*管；第三，把每片晶圆切割封装好——目前指甲盖大小的芯片里能集成152 0173 3840亿个晶体管。
　　
　　每一步，都需要*精细操作。
　　
　　“芯片的制造如同用乐高盖房子。先有晶圆作为地基，再层层往上叠，*终完成自己想要的造型（即各式芯片）。”米磊说，做晶圆需要一种特殊的晶体结构——单晶，它可以像原子一样一个挨着一个紧密排列，保证基底平整。
　　
　　要做出单晶的晶圆，就得对原料硅进行纯化和拉晶。拉晶过程中，“要用到单晶硅生产炉、切片机、倒角机等多种设备和材料，其中90%需要进口。” 陕西光电子集成电路先导院总经理张思申介绍。
　　
　　“还有一个卡住我们的，就是芯片纳米级工艺。”米磊说，当前国际上可达到的芯片量产精度为10纳米，我国能达到的精度为28纳米，还差两代。“而且，关键原材料和设备还都是进口。”
　　
　　芯片制造难，也烧钱。
　　
　　前芯片行业从业者王岩（化名）告诉科技日报记者，做芯片“投入几十个亿可能就听个响”。制造芯片需要实践，但芯片的实践和试错成本太高，往往一颗芯片就能决定一家公司的生死。如果投入无法获得对等产出，这种耗资巨大的试错和实践就不会持久。“没有持续的实践，技术积累也就是空谈。”而如果没有实践中的经验积累，那么设计制造芯片过程中出错率高，产出率也差，形成恶性循环。
　　
　　美国出了张“大王”
　　
　　“缺芯现状非短期所能改变，要有耐心。”在18日晚由中国计算机学会青年计算机科技论坛（CCF YOCSEF）举办的一场特别论坛上，中国工程院院士李国杰表示，国家芯片水平从某种程度上反映了国家的整体水平。“从设计、加工到设备配套，芯片产业链漫长，涉及领域广，尤其需要经验的累积。”李国杰坦言，“不是说砸钱下去就能把差距追平。”
　　
　　中科院计算技术研究所研究员包云岗认为，差距的形成和拉大，在一定程度上是由于我国错过了一个时代。上世纪七八十年代，国际芯片产业开始发展并迎来腾飞。“每种芯片发展到今天这样的成熟度，差不多需要万人/年的投入，而且是长期投入。”
　　
　　我国芯片产业根基薄弱，国际环境也不好。
　　
　　中科学计算技术研究所研究员、龙芯处理器负责人胡伟武感叹，没想到美国这么快就出了张“大王”。“如果禁运发生在五年后，我们或许能应对得更加从容。”
　　
　　何出此言？胡伟武指出，在国际上，通用CPU的性能于2010年左右已达到了天花板；而我国自主研发的通用CPU性能，也预计在2019到2020年左右逼近天花板。再过五年或稍长一点时间，围绕自主芯片的生态也可初步形成。“现在主要有两个生态体系，一个是英特尔加微软，一个是ARM加安卓。在我国一些特殊领域，如能源、交通、金融、电信和国家安全中，国产芯片已经得以应用；再过若干年，到开放市场上或也可以一战。”胡伟武判断。
　　
　　不要等“做到跟国际水平一样”才用
　　
　　在18日晚的论坛上，主持人展示出了一张看起来有些“刺眼”的图：根据一份分析报告，在计算机系统、通用电子系统、通信设备、内存设备和显示及视频系统中的多个领域中，我国国产芯片占有率为0%。
　　
　　李国杰院士反复强调一句话：
　　
　　自主芯片产业发展需要应用支撑。
　　
　　“这个方面，国家过去有些动摇，态度不是很鲜明。以前想过启动政府采购，后来也没有。”李国杰说，“
　　
　　发展自主芯片，不要想着什么时候芯片做得跟国际水平一样好了才用。你不用它，怎么发现问题，怎么不断改进？”
　　
　　技术需要迭代；要迭代，就得经过市场的检验。胡伟武建议，要加大自主研发的元器件推广应用力度，给国产芯片更大空间。
　　
　　因为，没有市场，做出来就是白做。“应用”对芯片的发展究竟意味着什么？胡伟武打了个比方：国产芯片现在在一楼，想努力去往二楼，可是没梯子。“就算不给梯子，给条绳子也可以，至少让我们有东西能借力爬上去。”魔鬼藏在细节中，而细节，藏在应用中。缺少应用，也就难以进行针对性改进，“二楼”就变得可望而不可即。
　　
　　八年来，无锡江南计算机研究所**工程师程华一直从事国产关键软硬件的评测和自主可控度评估工作。从2010年开始，她每年都会将三大国产品牌的*新款处理器与国外芯片进行对比。到2014年，基于部分国产处理器的整机性能已经追平或超越基于英特尔奔腾4双核处理器（主频3.2GHz）的整机性能。“我一直在用"龙芯"的电脑，我觉得挺好。”
　　
　　程华认为，国产芯片发展，很大的问题是缺少生态。“政府可以补贴家电下乡，为什么不能补贴搭载国产芯片的电脑呢？”她也呼吁，就算此次禁运危机解除，国产芯片也要有上战场的勇气。“我们热身了十几年，也该出来了。”（观察者网）