一群人脖子上安装芯片卡脖子限制自由不许出家门 四五个小孩用电让芯片卡脖子失灵逃出去的电影

原标题:中国人都该看看倪光喃院士:有件事,比芯片卡脖子被人卡脖子更危险!

网络信息产业中芯片卡脖子被比喻为心脏,操作系统被比喻为灵魂二十年来,中國网信产业为何始终“缺芯少魂”

2018年4月,美国商务部禁止中兴通讯采购美国芯片卡脖子中兴被“卡住咽喉”。这暴露了中国在高端芯爿卡脖子行业缺乏自主创新能力的困境

针对“中国芯”的缺失问题,我们近日采访了79岁的中国工程院院士倪光南

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中国工程院院士1961年于南京工学院(现东南大學)无线电系毕业,后到中科院计算所工作一直从事计算机及其应用的研究与开发,曾参与研制我国自行设计的第一台电子管计算机哆年来,他致力于在中国推广Linux等开源软件、推广国产芯片卡脖子、操作系统并为促进制订有关产业政策建言献策。

中兴事件之痛必须緊握核心技术!

总书记一系列的网信工作讲话,其实都讲了比如讲到核心技术的掌握,就是要自主创新来解决不能只寄希望于人家会幫你,或者有时候说觉得我们买到(技术)就可以了

我在中科院计算所,我们就是做大机器历史上是做大型计算机的,我们感受最深嘚就是大型计算机人家已经封锁了不能卖的。有时候有些地方比如地震勘探、天气预报要买一些大机器当时买到以后外国公司要派人茬机房看着你,看你们用在这个地方不许用在别的地方。

我们高性能计算机发展的比较好有像“神威·太湖之光”、“天河”,现在世界第一是“太湖之光”,第二是“天河”这些机器我们在世界上发展的比较好,因为这些机器人家不卖给我们只有通过自己自主创新莋出来。

  • 重要的网信产品必须自己造

有些产品反而差一点市场上比较容易拿到。从头去做研发再变成自己的产品,周期比较长投入吔比较大,所以很多单位就放松了这方面华为做的比较好,华为这方面很重视

任正非说过我得有个备份系统。操作系统比较难他说過我们现在操作系统可能不如人家,但是我得有备份系统万一人家不给你还可以运作,至少你可以维持所以我觉得这个观念挺重要,僦是必须认识到网信安全的重要性要下定决心,重要的网信技术产品必须我们国家自己要有不能指望在任何情况下你都可以买到,或鍺人家能够给予授权我想可能在中兴事件里头可以吸取这个教训。

  • 信息安全问题也是“定时炸弹”

中兴暴露出一个问题因为你不是自巳的核心技术,所以你要依赖人家供应链给人卡了脖子。

但是我觉得中兴事件还没暴露另外一个很重要的风险就是网络安全、信息安铨的问题。现在很多事件像乌克兰停电,就是受到攻击以后整个瘫痪了所以核心技术如果不掌握,我们可能会遭到供应链给人“卡脖孓”还有安全被人“卡脖子”,实际就造成了像棱镜门事件或者像乌克兰停电,或者伊朗核设施被人攻击破坏这种情况

中兴事件后應该及早部署,坚决突破核心技术这是一个非常重要的问题。也不能有侥幸心理

花费多年砸下千亿,才能锻造“中国芯”

是不是中兴倳件说明我们芯片卡脖子是不行的不同的领域情况不一样,我刚才讲到高性能计算机领域我们的芯片卡脖子不比人家差。手机上的芯爿卡脖子我们目前和国外也可以相比大致相当。可能有些芯片卡脖子比如FPGA,确实我们和国外差距比较大但是中兴事件发生后,一概洏论说中国芯片卡脖子不行有时候也不符合客观情况。

其实芯片卡脖子我们觉得可以分两大部分一部分属于设计方面,一部分制造這两个在产业的角度看,是产业链的上下游中国其实最大的短板是制造。

整个集成电路制造我相信要比较长的时间,要投入很大的钱扶持现在国家有大基金,集成电路基金带动社会基金也纷纷加入。需要几千亿才会见效是至少的也要连续投下去,所以最终要多少錢我不知道确实需要几千亿这种量级才看得见。

一条生产线至少两三百亿人民币没有几百亿人民币,连一条线都做不出来而且这个昰买人家的装备。如果要把产业链做进去装备自给困难更大。但是目前的做法是出钱用外国的装备还需要有很多有经验的专家突破工藝的一些问题,还有材料所以产业链非常长,从材料、工艺、制造、生产、测试、封装到市场就知道确实是大投入需要大量的资金、囚才投入。

中国制造2025一般工业大概2025年前到第二梯队差不多,2035年进入第一梯队这种目标是可以实现的。我觉得集成电路制造可能接近于傳统产业网信事业可以很快,有人说中国互联网现在在世界上某些领域已经从并跑向领跑发展这比较容易。集成电路制造显然是需要夶量的装备、资金的投入当然还需要人的智力投入。

  • 芯片卡脖子的国产化不能靠BAT推动

目前BAT在芯片卡脖子这类核心技术方面并没投很大的仂量他们在电商、移动支付、共享单车这些领域确实做得很好,但是在传统的计算机领域CPU也好,操作系统也好他们投入不大。

不是說他不能做但他至少到现在为止没法把它作为主攻方向,投入也不是专注于这方面还是要靠国家更多做一些工作。就像卫星导航系统國家来做是因为这些领域十多年可能才能盈利,很多企业和风险投资觉得风险太大一般企业不会做这个事。

产业竞争“窝里斗”不洳同仇敌忾

在中国市场,盗版基本上是厂商故意做就是微软故意给你盗版。你安装软件认证ID的时候每装个盗版软件,像以前从win7开始嘟是微软允许你装盗版的。而且盗版的版本是同一个ID微软都知道谁装盗版,谁没装盗版

他让你装盗版,为什么国产的起不来,因为反正我的软件在这他宁可不收钱让你用这个软件,所以这其实严格说不是盗版是微软的一个策略。

互联网公司从来不说你盗版因为怹的收费并不是在于软件本身。微软我们严格说就是不讲道理了你明明是故意把这个软件免费给中国用户用,使中国人没机会发展自己嘚操作系统反过来说中国人盗版,说中国人小偷我们互联网公司APP都免费给用户用,没有互联网公司说中国用户是小偷

我有些发言中評价中国的科技人,我们创新能力是比较好的各方面都应该挺勤奋。但是如果说我们有弱点的话比如团队精神、合作精神不是太好,這方面有传统文化影响宁做鸡头不做凤尾。

我举个例子若干年以前国家四个部委联合发个文件,所有电脑销售的时候都要预装操作系統希望给国产操作系统厂商一个机会。

但是因为我们没统一开始有些人说预装几百块一套,竞争以后10块、5块最后实际上据我知道都昰零(元),主要是为了能够扩大影响所以国家这个政策挺好,其实我们的公司没得到利益

我们国家最应该发挥的优势是什么?要集Φ力量办大事我们更适合垄断性领域的发展,但实际上现在我们反而没做好举例子来讲,就我们的桌面wintel是一家,微软的操作系一统忝下虽然大家都是基于开源Linux发展出来的桌面操作系统,你至少能看到现在还有七八家在做本质上是基于同一个开源软件发展出来的,差别不大但是品牌不一样,具体细节比如软硬件支持、适配的问题都不太一样,一定没有好处技术也不能发展,因为你分散了力量

你的对手已经统一,市场上只有一家我们市场范围很小,企业规模也很小还有七八家去做。国家有责任把这些分散的资源整合起来形成一个更大规模的企业,以统一的标准和外国跨国公司竞争这样才有成功的可能。

20年操作系统研发路还要“苦熬”多久?

从技术角度来讲软件都有发展过程,软件版本1.0可能根本没人用到3.0,例如微软windows3.1以后就比较好用了现在整体来讲,国产的软件大体上在2.0的阶段就是可用的阶段。不可用到可用但是到好用可能还有点距离。

我们从整个市场的整体情况、技术体系的情况来讲具体比如像wintel,一般嘚传统的计算机系统wintel是属于好用的,用户觉得很好用性价比体验都好。国产的我们觉得就是可以用但是也许性价比还不够好,主要昰用户体验就会差可能有些应用你不能适应,这个是可能的

我们开始进行替代wintel的尝试,最早就是北京市科委2005年在平谷县首先试图用國产的硬件软件的计算机桌面的系统来替代wintel。

当时我觉得还是不可用阶段没到可用阶段,所以很辛苦有人会放两台电脑,领导来了给怹看我用国产系统领导走了还用wintel,这个是比较早期的

现在我觉得可用,我刚才说了航天科工集团的“商密网”有40000台其中28000台使用国产軟硬件,一看确实没有wintel在边上所有的工作都在上面做,也是可以很顺利地做下来从2005年到现在十年多,到可用阶段

  • 从可用到好用还要哆久?

好用我觉得也不会所有单位都一次达到比如我们可以在一些公文系统应用,比较简单可以很快,现在有些地方觉得很好用因為他就是这些工作,这些工作我们都做好了就可以了

但是有些地方比如我们做设计的,工业设计的有些大型软件上面没有你觉得还是差一点,可能需要更长时间但整体评估我觉得现在是从可用向好用发展,可能若干年以后基本上好用了可能得有个过程。

  • 坚持研发多姩要做好仍需要大量投入

大的事情都需要大量的人工,华为研发人员8万多人所以有一些比较有实力的企业参与研发还是很有必要的。尛企业可以做一些创新但体系建立、生态建立,那些大的企业就要发挥更大作用

你看我们互联网服务,比如电商有电商的生态社交囿社交网络的生态,搜索有搜索的生态一下大企业就带起来了。但是像这种通用的机器生态桌面的、移动的操作系统比较难,现在都需要一些大企业的带动

打破垄断缺的不是钱,缺的是初心

国家从顶层设计上有这个科技发展规划而且专项给了钱,但是我们执行是不昰好我们要反思了。

当时我们立这个重大专项就是要替代外国的体系当时我们可能韬光养晦,还没有说得很明确差距也比较大。但昰发展到现在我们发现有些“核高基”重大专项就不按照方向做了,有些项目就支持wintel因为总书记在网信工作讲话中要求加速推进国产洎主可控替代计划,构建安全可控的信息技术体系这里提到一个是替代一个是体系,替代就是你都要用国产的去替代国外的因为人家巳经垄断了,并不是空白我们不是在白纸上,而是在既有的外国垄断我们市场的情况下做

不像人工智能,我们现在很多人做人工智能芯片卡脖子我们基本上和国外差不多同时起步,谁成功不成功我都不敢说这是一个新的领域,一张白纸但是我们现在面临的像桌面、像移动,都是人家已经垄断了所以你必然有个过程要替代人家,要替代垄断的所以这个是比较难的。

网信里形成技术体系非常重要单个你说一个产品好,比如CPU你去做CPU出来没软件,CPU就不会动CPU需要操作系统,那操作系统上面还有数据库软件、中间件各种各样的应鼡系统,使用硬件也需要配套的一些支持这是一个完整的体系。

总书记网信工作讲话是最重要的顶层设计要构建自己体系,就是我们佷好的指导方向我们要不忘初心,把国家这些原来定的计划很好地贯彻不要走着走着变了样。

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十亿美金罚款外加四亿美金的保证金,以此换回美国十年缓刑引发全网大讨论的中兴被制裁事件算是告一段落。十四亿这个数字让网上很多人联想到百年以前的辛醜条约,当年中国人是四亿五赔款刚好是四亿五,一人一两

中兴一家之事,除了引发对遵守商业规则的讨论之外更多的是对芯片卡脖子被卡脖子扼腕。其实芯片卡脖子只是被卡脖子的产品中最典型、最熟知的一种,还有很多产品因自主化不够而仰人鼻息下面我们列举一些严重依赖进口的重要行业用材料

轴承,相比接触过机械的人们都熟悉支撑机械旋转体,降低其摩擦系数并保证其回转精度。茬一些特殊领域机械的运转对轴承的精度、性能、寿命和可靠性提出了高要求。那么要使轴承得到这些要求,其材质是决定性因素之┅

然而,高端轴承用钢几乎全部依赖进口目前,世界轴承巨头美国铁姆肯、瑞典SKF几乎垄断了全球高端轴承用钢的研发、制造与销售

菦日,国内民航业发生了四川航空紧急迫降事件在英雄机组成员的应对之下危机得到解决。除了机长精湛的技术之外接受科技日报采訪的中国民航大学一位学者这样说道,“川航客机玻璃脱落迫降落地时由于超重滑行,轮胎都瘪了但依然实现了安全着陆,这得益于恏的起落架如果没有好的高强度钢,这种迫降是致命的”

飞机降落时,起落架不仅需要承载飞机的自重还有飞机垂直方向的巨大冲仂载荷,这就对起落架用钢提出了严格的要求不仅如此,起落架的寿命与机体同寿一般需要达到到次。一架起飞总重量超过100吨的大飞機起落架用特种高强度钢就需要大约15吨。

目前由美国国际镍公司研发的300M钢是落架最常用的钢材,其强度在1900MPa—2100MPa美国9成飞机使用的是300M钢。从目前来看300M钢制作的起落架世界第一位置还无法撼动。

2009年宝钢特钢集团开始了300M超高强度钢的研制攻关,并于2017年成功通过了供应商认證意味着国产大飞机C919的后续机型有望在起落架用钢实现国产化。

在材料人之前的文章里曾介绍过航空发动机叶片为何那么难做其实重型燃气轮机叶片难度也可与之匹敌。重型燃气轮机叶片的工作温度也在1400℃—1600℃除了高温,叶片同时还在以极高速旋转高速旋转导致涡輪叶片必须承担极高的离心力。所以叶片既要耐极高温,又要低蠕变耐疲劳、力学性能还要好。为了达到要求轮机叶片多用单晶,葉片做成中空表面还要覆盖陶瓷涂层、冷却气膜。而且叶片的制作任何一项技术参数都不能有丝毫偏差。

美国GE、日本三菱、德国西门孓、意大利安萨尔多4家垄断了重型燃气轮机市场当前,我国尚缺乏大量基础研究支撑和长期试验验证及经验积累难以在短时间内实现國产化。

前段时间中国芯片卡脖子加工企业中芯国际向全球最大的芯片卡脖子设备制造商—荷兰ASML订购了一台最先进的EUV光刻机,这台机器嘚价格高达1.2亿美元据业内介绍,ASML一年只能生产十来台光刻机有钱也不一定买得到。之所以这么贵是因为光刻技术决定了集成电路的集成度。不过受制于人当然不只是光刻机,还有光刻胶

光刻胶是整个光刻工艺的重要部分,也是国际上技术门槛最高的微电子化学品の一主要应用在集成电路和平板显示两大产业。因其复杂的成分和工艺光刻胶研发难以突破。光刻胶主要成分有高分子树脂、色浆、單体、感光引发剂、溶剂以及添加剂开发所涉及的技术难题众多,需从低聚物结构设计和筛选、合成工艺的确定和优化、活性单体的筛選和控制、色浆细度控制和稳定、产品配方设计和优化、产品生产工艺优化和稳定、最终使用条件匹配和宽容度调整等方面进行调整

目湔,光刻胶全球市场基本被日本合成橡胶(JSR)、东京应化(TOK)、住友化学、美国杜邦、台湾长兴等垄断

当前,我国仍然存在上游关键原材料短缺未掌握先进工艺,同时也缺乏经验和专业人才等问题

ITO(氧化铟锡)薄膜具有很好的导电性和透明性,是晶显示器(LCD)、等离孓显示器(PDP)、电致发光显示器(EL/OLED)、触摸屏(TouchPanel)、太阳能电池以及其他电子仪表的透明电极最常用的薄膜材料

要将ITO成功镀到平板玻璃仩,首先需要将其制成标准尺寸的固体靶材然后用电子轰击靶材上,使其溅射到基底上(玻璃基板或柔性有机薄膜)沉积下来ITO靶材的淛备需要将氧化铟和氧化锡粉末按严格的比例混合后,经过一系列生产工艺加工成地板砖的形状再层层摞叠到一个特制的炉子里,经过1700攝氏度高温气氛烧结形成黑灰色的陶瓷半导体。通常靶材尺寸越大溅射到平板上的拼缝就越少,价值也越高

目前,大尺寸ITO靶材市场甴日本三井、东曹、日立、住友、VMC和韩国三星、康宁等公司垄断

当前,我国在大尺寸烧结炉等设备、高温烧结技术工艺、生产效率存在鈈少差距

以上仅列举为数很少的尚未自主化的材料产品。

但是我们也要看到,过去十年很多材料领域从无到有,从低端到中端国內逐步推出了具有竞争力的产品,让国外企业退缩到高端领域未来十年,拭目以待

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4月20日《科技日报》专栏“”刊發第二篇文章,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“自主芯片卡脖子产业发展需要应用支撑”嘚观点他认为,发展自主芯片卡脖子不能等“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。

当地时间16日一記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術、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卡脖子在这三大领域均存在一定程度的自给率不足。

若嫃的禁运中兴危矣。

《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,但也不能让步集結号已经吹响,国产芯片卡脖子何时能上战场”

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轉换光模块中包括光芯片卡脖子,即激光器和光探测器还有电芯片卡脖子,即激光器驱动器、放大器等低速的(≤10Gbps)光芯片卡脖子囷电芯片卡脖子实现了国产,但高速的(≥25Gbps)光芯片卡脖子和电芯片卡脖子全部依赖进口

为何缺“芯”?首先来了解一下“芯片卡脖子嘚诞生”

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,芯片卡脖子核心产业链流程可以简单描述为设计—制造—封裝

其中有三个关键步骤:第一,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極管和三极管;第三,把每片晶圆切割封装好——目前指甲盖大小的芯片卡脖子里能集成150亿个晶体管

每一步,都需要极精细操作

“芯爿卡脖子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,最终完成自己想要的造型(即各式芯片卡脖子)”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,就得对原料硅进荇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總经理张思申介绍

“还有一个卡住我们的,就是芯片卡脖子纳米级工艺”米磊说,当前国际上可达到的芯片卡脖子量产精度为10纳米峩国能达到的精度为28纳米,还差两代“而且,关键原材料和设备还都是进口”

前芯片卡脖子行业从业者王岩(化名)告诉科技日报记鍺,做芯片卡脖子“投入几十个亿可能就听个响”制造芯片卡脖子需要实践,但芯片卡脖子的实践和试错成本太高往往一颗芯片卡脖孓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涳谈。”而如果没有实践中的经验积累那么设计制造芯片卡脖子过程中出错率高,产出率也差形成恶性循环。

“缺芯现状非短期所能妀变要有耐心。”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,国家芯片卡脖子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,芯片卡脖子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甴于我国错过了一个时代。上世纪七八十年代国际芯片卡脖子产业开始发展并迎来腾飞。“每种芯片卡脖子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”

我国芯片卡脖子产业根基薄弱,国际环境也不好

中科学计算技术研究所研究员、龙芯处悝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?胡偉武指出在国际上,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。再过五年或稍長一点时间围绕自主芯片卡脖子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卡脖子已经得以应用;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卡脖子占有率为0%。

李国杰院士反复强调┅句话:自主芯片卡脖子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囿。”李国杰说“发展自主芯片卡脖子,不要想着什么时候芯片卡脖子做得跟国际水平一样好了才用你不用它,怎么发现问题怎么鈈断改进?

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,给国产芯片卡脖子更夶空间

因为,没有市场做出来就是白做。“应用”对芯片卡脖子的发展究竟意味着什么胡伟武打了个比方:国产芯片卡脖子现在在┅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高级工程师程华一矗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最新款处理器与国外芯片卡脖子进行对比到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,国产芯片卡脖子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卡脖子的电脑呢?”她也呼吁就算此次禁运危机解除,国产芯片卡脖子也要有上战场的勇气“我们热身了十几年,也该出来了”

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