半導(dǎo)體工程師 2023-01-12 09:22 發(fā)表于北京

俄羅斯因與烏克蘭的戰(zhàn)爭而受到世界大部分地區(qū)的排斥和制裁，以蘋果、三星為首的科技巨頭集體宣布斷供俄羅斯市場，同時一些芯片代工廠也停止合作。4 月 16 日，據(jù) tomshardware 報(bào)道，俄羅斯正在制定計(jì)劃以重振其陷入困境的國產(chǎn)半導(dǎo)體制造，因?yàn)樗鼰o法從通常的供應(yīng)商那里獲得芯片。

俄羅斯政府早在今年 2 月份已經(jīng)制定了新的微電子發(fā)展計(jì)劃的初步版本內(nèi)容非常龐雜，涉及到半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的多個方面，從芯片設(shè)計(jì)到芯片制造，再到半導(dǎo)體人才無所不包。

預(yù)計(jì)到 2030 年，俄羅斯需要投資約 3.19 萬億盧布(約 384.3 億美元)用于開發(fā)國產(chǎn)半導(dǎo)體生產(chǎn)技術(shù)、國內(nèi)芯片開發(fā)、數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施開發(fā)、國產(chǎn)人才的聚集以及自制芯片和解決方案的營銷。

芯片設(shè)計(jì)和制造為主，市場人才為輔

在芯片設(shè)計(jì)上，俄羅斯計(jì)劃啟動重新設(shè)計(jì)國外開發(fā)的芯片，并將生產(chǎn)轉(zhuǎn)移到俄羅斯及中國，預(yù)計(jì)在 2024 年實(shí)現(xiàn)所有領(lǐng)域 100% 的進(jìn)口替代， 2030 年形成俄羅斯自己的技術(shù)產(chǎn)品組合，這個項(xiàng)目耗資大約是 1.14 萬億盧布。

在半導(dǎo)體制造方面，俄羅斯計(jì)劃花費(fèi) 4200 億盧布(約 50 億美元)用于新的制造技術(shù)及其提升。短期目標(biāo)之一是在 2022 年底前使用 90nm 制造技術(shù)(英特爾2003年水準(zhǔn))提高國產(chǎn)芯片產(chǎn)量。一個更長期的目標(biāo)是到 2030 年建立使用 28nm 節(jié)點(diǎn)的制造，作為對比，臺積電的28nm是在 2010年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的。

俄羅斯在軟件和高科技服務(wù)方面歷來相當(dāng)成功，但在芯片設(shè)計(jì)和制造方面相對不成功。雖然計(jì)劃在國內(nèi)培養(yǎng)國產(chǎn)人才和開發(fā)芯片，但該國計(jì)劃在今年年底前做的一件事是建立一個“外國解決方案”的逆向工程計(jì)劃，將其制造轉(zhuǎn)移到俄羅斯。到 2024 年，所有數(shù)字產(chǎn)品都應(yīng)在國內(nèi)生產(chǎn)，無法在國內(nèi)生產(chǎn)的東西預(yù)計(jì)將從中國市場購買。

雖然俄羅斯的計(jì)劃似乎包含很多項(xiàng)目并設(shè)定了一些目標(biāo)，但應(yīng)該注意的是，到目前為止，即使是中國也沒有將相當(dāng)一部分至關(guān)重要的芯片制造國產(chǎn)化——中芯國際的14nm工藝用到的設(shè)備、軟件等并非完全國產(chǎn)化，中國國內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)自主生產(chǎn)的芯片也僅為90nm，這種芯片用在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上或許可以，但用在智能手機(jī)、筆記本電腦上是很難滿足消費(fèi)者需求的。目前也有中國廠商在沖擊28nm芯片的自主生產(chǎn)，但還需要一段時間。

圖：俄羅斯芯片2017-2021.7進(jìn)口額最高的發(fā)貨地，德國、中國、美國位列三甲

無法使用美國、英國或歐洲先進(jìn)技術(shù)的俄羅斯是否會在 2024 年或 2030 年之前實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)，目前還懸而未決。但考慮到俄羅斯的工業(yè)基礎(chǔ)、扎實(shí)的基礎(chǔ)理論能力和近乎逆天的系統(tǒng)工程能力，8 年后掌握 28nm 芯片生產(chǎn)并非完全不可能。俄羅斯莫斯科電子技術(shù)學(xué)院(MIET)此前就宣布，已經(jīng)接到了貿(mào)工部首批6.7億盧布資金，將用于研發(fā)無掩模X射線光刻機(jī)，以期盡早開發(fā)出基于X射線同步輻射和/或等離子電漿技術(shù)的無掩膜光刻機(jī)。

這與ASML的路線完全不同，但號稱要達(dá)到EUV級別，做出俄羅斯國產(chǎn)的16-28nm級別晶圓。

俄羅斯不僅重視芯片設(shè)計(jì)和制造，同樣也會重點(diǎn)關(guān)注市場，預(yù)算中的 1.28 萬億盧布就是用于提高市場需求，計(jì)劃 2030 年將俄羅斯電子產(chǎn)品在家庭中的覆蓋率提升到 30% ，公共采購市場則要達(dá)到 100% 。

人才培養(yǎng)方面，投資預(yù)算是 3090 億盧布，計(jì)劃創(chuàng)建 400 個電子產(chǎn)品原型，開展 2000 多個研究項(xiàng)目，大學(xué)生的轉(zhuǎn)化率從 5% 提升到 35% ，同時還要培育 1000 個以研究中心為基礎(chǔ)的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)。

西方卡不住俄羅斯，因?yàn)樗麤]脖子

曾有網(wǎng)友調(diào)侃，俄羅斯政府的國產(chǎn)新型光刻機(jī)項(xiàng)目撥款相當(dāng)于滿世界被扣的本國寡頭豪華游艇中隨便一艘的造價(jià)，追趕的產(chǎn)品規(guī)格是2009-2012年的世界先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，如果達(dá)到2016年業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)就當(dāng)撿到寶。

坦白說，俄羅斯在半導(dǎo)體領(lǐng)域不怕卡脖子，是因?yàn)闆]有脖子。在半導(dǎo)體終端市場上，Bernstein分析師認(rèn)為，俄羅斯的購買量僅占全球計(jì)算機(jī)和智能手機(jī)出貨量的2%左右，以及全球服務(wù)器出貨量的1%。俄羅斯并沒有將民生電子產(chǎn)品作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展支柱，所以美方也無法通過芯片制裁手段拖垮俄羅斯。

圖：俄羅斯2017-2021.7芯片進(jìn)口額

2017年至2021年7月期間的146,000條俄羅斯海關(guān)記錄顯示，俄羅斯在大約 2021年上半年進(jìn)口了價(jià)值近4000萬美元的散裝芯片，而新冠疫情之前的年進(jìn)口量大致在超過6000-7000萬美元。

這也就意味著，與其他類似規(guī)模的經(jīng)濟(jì)體相比，俄羅斯并不會在芯片進(jìn)口上花費(fèi)大量資金。在大約5500億美元的全球芯片市場中，俄羅斯每年消耗大約 0.1%的半導(dǎo)體，即價(jià)值約5億美元，這既包含直接進(jìn)口的散裝芯片，也包含集成在成品中的半導(dǎo)體。

另一個顯著的特點(diǎn)是，俄羅斯直接購買的芯片相對便宜，采用成熟的工藝或較舊的設(shè)計(jì)，比如汽車、工業(yè)設(shè)備和電機(jī)控制芯片等，這是由于俄羅斯經(jīng)濟(jì)依賴重工業(yè)，民用領(lǐng)域依賴成品進(jìn)口所致。哈佛商學(xué)院教授 Willy Shih稱，俄羅斯很大一部分進(jìn)口芯片是用于工業(yè)設(shè)備以及開關(guān)和電機(jī)控制等物品的模擬半導(dǎo)體。

從海關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看，2017-2021年間，俄羅斯進(jìn)口額最高的品牌依次是：英飛凌、Integra(射頻器件)、三菱、賽米控、ABB、富士等。

圖：俄羅斯2017-2021.7進(jìn)口額最高的芯片品牌(不包括TI和ADI，兩家最大的模擬芯片制造商基于成熟技術(shù)，俄羅斯可能通過迪拜和其他地方的分銷商采購)

以俄羅斯多年的進(jìn)口“頭牌”英飛凌為例，作為一家年?duì)I收124億美元的半導(dǎo)體巨頭，俄羅斯四年半不到6000萬美元的訂單簡直不值得一提。

在這樣的背景下，俄羅斯只需要確保半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)滿足軍用，所以這也是多年來俄羅斯沒有在民用半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展起來，但卻推出了一批批世界一流的新武器。

撿回十幾年前的技術(shù)

其實(shí)俄羅斯并非一直與半導(dǎo)體先進(jìn)制造技術(shù)的開發(fā)趨勢脫節(jié)。在EUV光刻技術(shù)初現(xiàn)的2010年代，俄相關(guān)領(lǐng)域研究人員深度介入了此技術(shù)的初始開發(fā)，相關(guān)技術(shù)也被應(yīng)用在ASML的成品中。而后來俄羅斯的光刻機(jī)國產(chǎn)替代品發(fā)力方向，是1980年代中期蘇聯(lián)研究者意欲研發(fā)的X射線同步輻射。

不過和大部分冷戰(zhàn)中對標(biāo)西方的科工項(xiàng)目一樣，這個研發(fā)項(xiàng)目在蘇聯(lián)時代就實(shí)質(zhì)停擺了。

如今俄羅斯又撿起了上個時代的“高新”科技項(xiàng)目作為救命用的后備選項(xiàng)，MIET微電子系統(tǒng)系主任Nikolai Dyuzhev表示：“我們的這個項(xiàng)目是全球獨(dú)一、沒有類似的研究課題，全世界沒有任何一個人基于此技術(shù)做出了光刻機(jī)?！薄@確實(shí)是實(shí)話，全球業(yè)界也不常撿回老技術(shù)做新研發(fā)。

該計(jì)劃預(yù)計(jì)將于 2022 年 4 月 22 日敲定并送交俄羅斯總理正式批準(zhǔn)。如果以上規(guī)劃得到實(shí)施，俄羅斯將獲得除手機(jī)、PC等高精端技術(shù)以外，主要智能化設(shè)備芯片制造能力，減少對西方國家研發(fā)、制造、代工的依賴。

來源：電子工程專輯，作者：EET

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