
要攻克“卡脖子”,首先要了解,我們到底遭遇了哪些卡脖子的關(guān)鍵點。近日,中科院計算所正高級工程師、博士生導(dǎo)師、龍芯中科技術(shù)股份有限公司技術(shù)總監(jiān)、龍芯實驗室主任張福新博士指出:在芯片產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,主要集中于三個方向,設(shè)計、工藝與產(chǎn)業(yè)生態(tài)。
張福新博士具體介紹說,“在芯片設(shè)計領(lǐng)域,一是芯片中的指令集。以手機芯片為例,都要得到ARM的授權(quán)。比如華為得到ARM V8的授權(quán),但現(xiàn)在因為美國拿不到ARM V9,也就很難持續(xù)研發(fā);二是工藝部分,最突出的就是光刻機被卡,因此,先進工藝制程的芯片,我們暫時沒辦法突破;三在芯片產(chǎn)業(yè)生態(tài)中,最具代表性的就是指操作系統(tǒng),現(xiàn)在手機的操作系統(tǒng)有兩個,一個蘋果的iOS,一個就是谷歌的安卓。個人電腦或辦公電腦基本上是windows,包括很多的工業(yè)軟件都是由國外廠商主導(dǎo)?!?/p>
張福新博士以理性的科學(xué)家精神強調(diào):“在這些關(guān)鍵的領(lǐng)域,決不是靈機一動或依靠靈感來了,就可以實現(xiàn)突破,也并不是人多力量大就可以解決?!彼訟SML的EUV光刻機和龍芯為例說明如何做才能攻克“卡脖子”技術(shù)。
EUV光刻機

關(guān)于ASML,張福新博士認(rèn)為,ASML的EUV光刻機的成功是企業(yè)家的創(chuàng)新路線、以及生態(tài)體系建設(shè)綜合作用的結(jié)果。
光刻機是一個挑戰(zhàn)極限的大型系統(tǒng)工程。它不是一個點難,而是有很多難點。有點像短跑,跑16秒可能隨便拉出一個人來能搞定,跑進10秒就是國家級運動員了,跑到9秒7就是博爾特,但從10秒到9秒8,就需要從起跑技術(shù),每個地方都是要壓榨最后一份潛力才能做得到。光刻機要求的精度特別高,它每個環(huán)節(jié)、每個零件都需要非常大的挑戰(zhàn),EUV光刻機有十幾萬個零件,全球5000個供應(yīng)商,每個供應(yīng)商都是細(xì)分行業(yè)里的領(lǐng)導(dǎo)者。這是大型的高難度的系統(tǒng)集成。以鏡頭為例,卡爾蔡司鏡頭表面只能有0.05納米的起伏偏差,這是什么概念?如果把它放大到像海南島那么大,它的起伏不會超過一毫米。光刻機里的機械好幾套系統(tǒng),因為為了提高吞吐率,晶圓正準(zhǔn)備光刻的時候,另一個正在光刻,這兩個經(jīng)常要交換位置。在交換位置的過程中,只要產(chǎn)生了0.1毫米的誤差,就是一個災(zāi)難性的事故。因此,它要保證誤差在1納米之內(nèi),這對機械的要求非常高。
龍芯CPU

至于龍芯的成功,作為我國第一款通用CPU龍芯1號和高性能通用CPU龍芯2號的核心研究骨干之一的張福新博士認(rèn)為說,這是龍芯團隊經(jīng)年累月持之以恒的成果。

龍芯設(shè)計的關(guān)鍵是架構(gòu),所謂架構(gòu)就像蓋樓的架構(gòu)師,同樣的鋼筋水泥,不同的設(shè)計師設(shè)計出來的結(jié)實程度、美觀程度等都不盡相同,同樣的CPU里面就是一堆晶體管,同樣的工藝之下,能不能做出一樣的性能來。這是相當(dāng)挑戰(zhàn)的。
以龍芯為例,就是十幾年來一點點提高架構(gòu)的一個例子。龍芯過去在一個評分軟件上只能跑到3分,到現(xiàn)在經(jīng)過10年的努力,能跑到17分。與之相對照的是,AMD第三代和第四代CPU還不到17分,英特爾的最新13代酷睿也就是17分。這也意味著,中國在CPU領(lǐng)域慢慢趕上來,而在時間上,龍興花費了20多年。這也是一個長期積累和長期投入的過程。
在ASML的EUV光刻機和龍芯為例進行相關(guān)闡釋后,張福新博士總結(jié)指出發(fā)展硬科技,是一個系統(tǒng)工程,需要五種力量——
志存高遠(yuǎn)、勇往直前的“企業(yè)家”力量無中生有、引領(lǐng)市場的“創(chuàng)新者”力量追求卓越、醉心極致的“匠人”力量慧眼識珠、有膽有識的“投資人”力量分工精細(xì)、公平競爭的“產(chǎn)業(yè)生態(tài)”力量