隨著科技的發(fā)展，我國開始涉足高科技產業(yè)，其中最引人注目的就是芯片產業(yè)。為什么芯片產業(yè)最受
Tips：芯片，半導體元件產品的統(tǒng)稱。電路制造在半導體芯片表面上的集成電路又稱薄膜thin-film集成電路。
華為的5G制裁事件之后，美國霸道張狂的限芯令更是讓我們意識到要自主發(fā)展自己的芯片產業(yè)，才能不被別國卡脖子，斷后路。在5G制裁事件之前，普羅大眾并未如此 Tips：第五代移動通信技術5th Generation Mobile Communication Technology簡稱5G，是具有高速率、低時延和大連接特點的新一代寬帶移動通信技術，是實現(xiàn)人機物互聯(lián)的網絡基礎設施。 在我們深陷于美國的限芯令的圍追堵截中，我們的鄰國俄羅斯，一個全國芯片90%都依賴于進口的國家卻并不懼怕美國的禁令，這是為什么呢？ 芯片發(fā)展史 上個世紀是一個風起云涌、波濤壯闊的時代，誕生了飛機、火車、電話、電報、電腦等影響人類社會發(fā)展的劃時代的發(fā)明。多種多樣的電子產品，改變了人們的生活方式，拉近了人們的距離，人與人之間的溝通便捷，地球村的設想逐漸成為現(xiàn)實。這些電子產品運行的奧秘，就在于一塊小小的芯片。 Tips：電子產品是以電能為工作基礎的相關產品。電子產品在二十世紀發(fā)展最迅速，應用最廣泛，成為近代科學技術發(fā)展的一個重要標志。 芯片的學名叫做集成電路，英文叫integrated circuit，簡稱IC，也稱微電路或微芯片。在電子學中，這是一種將電路，主要是半導體設備集中裝載在半導體晶片表面上的小型化方式。集成電路是在晶體管和電子管的基礎上出現(xiàn)的一種新的方式。晶體管與電子管是早期的電子元件。 1883年，發(fā)明大王愛迪生正在為他的新發(fā)明電燈泡尋找最佳的燈絲材料，為了驗證那種銅絲是否能用作燈絲，他設計了一個小小的實驗來檢驗。但事與愿違，銅絲并不是當燈絲的好材料，但是在這個過程中，他發(fā)現(xiàn)了一個特別的現(xiàn)象沒有通電的銅絲，卻在接受了碳絲的發(fā)出的熱電子后產生了微弱的電流。 TTips：托馬斯·阿爾瓦·愛迪生，世界著名的發(fā)明家、物理學家、企業(yè)家，被譽為“世界發(fā)明大王”。擁有眾多知名重要的發(fā)明專利超過2000項，被傳媒授予門洛帕克的奇才稱號! 但是當時他正在全力攻關電燈的燈絲，所以沒把這個現(xiàn)象當回事。不過出于有棗沒棗打三桿子的心態(tài)，他還是將這個效應命名為“愛迪生效應”，并注冊了專利。果不其然，這個不起眼的現(xiàn)象在后來成為，電子管發(fā)明的重要理論依據(jù)。 1904年，英國科學家弗萊明根據(jù)“愛迪生效應”發(fā)明了世界上第一只電子管，也就是最原始的電子二極管。此后電子管的發(fā)明就如過江之鯽層出不窮。兩年之后就出現(xiàn)了它的升級版真空三極管，功能比電子管更多，且集震蕩、檢波、放大三種功能于一身，推動了電子工業(yè)的蓬勃發(fā)展。 Tips：真空管Vacuum Tube，代表玻璃瓶內部抽真空，以利于游離電子的流動，也可有效降低燈絲的氧化損耗；真空管被廣泛運用于生活中的各個角落。 收音機、電話等電子產品通過電子管的運用來到千家萬戶之中，豐富人們的精神生活。甚至連雷達、飛機等的發(fā)明都有電子管的一臂之力。但是隨著時代的發(fā)展，電子管在生產運用中暴露出體積大、易碎、能耗大、壽命短等缺點，人們迫切希望有更小、更快、使用壽命更長的電子器件來代替笨重的電子管。于是在社會迫切的需求中，電子管的升級版本晶體管就在萬眾期待下誕生了。 1947年三位美國科學家在實驗室中，成功設計出了一個只有三個支點的半導體固體元件，也就是晶體管。相對于電子管，晶體管的體積更小、耗能少、壽命長、耐沖擊耐振動、不易損壞等等優(yōu)良特性，于是一經問世就成為電子工業(yè)的寵兒，幾乎是全面取代了電子管的地位。但是隨著電子技術的深入應用和電子產品的復雜化，單個晶體管已經不能滿足我們的需求了。 Tips：收音機是一種能收到電波運載來的聲音的電子機械發(fā)明把信號載在電波上進行電信傳輸?shù)娜耸且獯罄姎饧紟燅R可尼。 比如說，二戰(zhàn)末出現(xiàn)的那些轟炸機上就裝有成千上萬個電子管，而電子計算機所裝備的電子元件就更多，上世紀60年代的上市的通用型電子計算機中有10萬個二極管和2.5萬個晶體管。體積龐大的設備，在焊接和組裝上十分困難，稍不留神就會出現(xiàn)事故。所以為了保證設備的穩(wěn)定運行，就需要給它減負、甩脫身上的“肥肉”。 上個世紀美蘇之間發(fā)生了一場不見硝煙的冷戰(zhàn)，正是這場戰(zhàn)爭促成了新技術的誕生。為了能夠超越蘇聯(lián)，美國投入了海量的金錢在電子設備的小型化和輕量化上，最終在冷戰(zhàn)的刺激下，一種基于晶體管的新技術誕生，這就是深入日常生活的集成電路技術。集成電路技術誕生后，改善了原來電子器件沉重的、笨拙的印象，電腦、電視機等電子產品瘦身成功，不僅顏值更高了，功能還更齊全了，給人們提供了更舒適簡便的服務。 Tips：轟炸機是一座空中堡壘，除了投常規(guī)炸彈外，它還能投擲核彈、核巡航導彈或發(fā)射空對地導彈。轟炸機可以分為戰(zhàn)術轟炸機、戰(zhàn)役轟炸機和戰(zhàn)略轟炸機三種類型。 集成電路的出現(xiàn)使電子工業(yè)邁上了一個新臺階，如果說電子管是電子工業(yè)的形成期，晶體管是成熟期、那么集成電路就是繁榮期，它開啟了一個新的時代。21世紀，隨著手機、電腦、平板等電子產品的普及，我們已經進入了一個高度發(fā)展的信息化時代，芯片在社會發(fā)展中的地位也更上一層樓。 全球芯片發(fā)展 據(jù)統(tǒng)計，2020年全球半導體芯片的銷售額為4390億美元，比2019年增長了6.5%。其中美國作為芯片龍頭國家，他的銷售額占全球的一半，約為2080億美元。美國芯片大制造商美光科技的執(zhí)行副總裁Sumit Sadana還預測，2021年全球半導體市場將繼續(xù)擴大規(guī)模，全球銷售額將上漲到5000億美元。 Tips：大衛(wèi) 科波菲爾是上世紀末美國最出名的魔術師，而克里斯 安琪兒是本世紀初美國最出名的魔術師。 根據(jù)我國海關的數(shù)據(jù)，2020年我國芯片進口額超過3500億美元，同比增長14.6%，創(chuàng)歷史新高，超過日本成為全球第二大芯片消費市場。 但是由于美國“限芯令”的簽發(fā)，我國用于高端技術的芯片十分稀缺，讓華為、中興等大型企業(yè)面臨無米下鍋的窘境。就目前而言，美國這一波降維打擊是擊中了我國在5G等高端技術的痛點，倒逼我們去研發(fā)自己的高端芯片，但這需要時間，于是美國就能從容占領5G 市場份額，趕超我們，手段不可謂不狠辣。 Tips：華為手機支持遠程操控，遠程控制是利用無線或電信號對遠端的設備進行操作的一種能力，遠程控制通常通過網絡才能進行。 但是我們的鄰國，俄羅斯面臨和我們一樣的窘境，并且他們對外國芯片的依賴性比我們還強，幾乎90%的芯片都要進口，卻對美國的“封殺”絲毫不懼，這是為什么呢？ 俄羅斯的芯片產業(yè) 眾所周知，俄羅斯是曾經的超級大國蘇聯(lián)的繼任者，繼承了蘇聯(lián)的精華部分，是一個老牌強國。前蘇聯(lián)在上個世紀是如日中天，鼎盛時期風頭蓋過了美國，不僅發(fā)射了世界上第一顆人造衛(wèi)星還將加加林送上了太空，圍繞著地球旅行了一圈，一度登上世界老大的寶座，可謂是鮮花著錦，烈火烹油。但是登高易跌重，蘇聯(lián)這個巨人終究還是倒在了腐敗和政治傾軋中， Tips：尤里·阿列克謝耶維奇·加加林，蘇聯(lián)航天員，蘇聯(lián)英雄，蘇聯(lián)紅軍上校飛行員，是第一個進入太空的人類，也是第一個從太空中看到地球全貌的人。 前蘇聯(lián)時期的輝煌成果也隨之煙消云散，其中就有芯片產業(yè)。前蘇聯(lián)時期，集成電路技術還沒有出現(xiàn)，當時普遍應用的還是電子管和晶體管這兩種電子元件。當時的美國，為了獲取更大的經濟利益，使用了體型更小，建造工序簡便能快速量產的晶體管。 于是隨著晶體管的運用，美國的電視、收音機的娛樂產業(yè)更加興盛繁榮，直接推動了電子產業(yè)的發(fā)展。而蘇聯(lián)則使用的是體型巨大、壽命短、工序復雜的電子管。有的人可能會問，為什么蘇聯(lián)放著更簡便，使用壽命更長的，性能更優(yōu)異的晶體管不用，反而使用電子管呢？ Tips：晶體管transistor，是一種固體半導體器件，具有檢波、整流、放大、開關、穩(wěn)壓、信號調制等多種功能。晶體管作為一種可變電流開關，能夠基于輸入電壓控制輸出電流。 答案是，為了軍事需要。蘇聯(lián)這個國家是在戰(zhàn)火中誕生的國家，軍事力量是他們追求的目標，所以他們選了電子管。那電子管在軍事上有什么優(yōu)點？當時的背景是二戰(zhàn)結束后不久，美國的核彈一出，加快了戰(zhàn)局的進度。一定層面上，可以說是這兩顆投放在日本的核彈終結了戰(zhàn)局。這種世界級的毀滅性武器一出，蘇聯(lián)人震驚了，他們想如果在和美國人戰(zhàn)斗中也來一發(fā)核彈，以目前的實力完全不能匹敵。于是他們開始針對核彈布局，電子管就是其中的一環(huán)。 當核彈爆炸時會產生強烈的電磁脈沖，形象來講就是一場電子地震，在震源范圍內的一切無線電產品都或被它摧毀，整個城市的電力設施幾乎全部癱瘓，晶體管制成的電子產品在它面前一文不值。反而是體型大、壽命長、耗能高的電子管能夠在其中幸存下來，雖然工作效率是慢了點但也不至于全體癱瘓，于是基于此蘇聯(lián)就選擇了更能適應惡劣環(huán)境的電子管。 Tips：核彈是指利用爆炸性核反應釋放出的巨大能量對目標造成殺傷破壞作用的武器。核彈是一種具有極大的破壞性，現(xiàn)作為國力強大的表現(xiàn)和底蘊威懾。 前蘇聯(lián)時期，依靠電子管制成的電子產品，蘇聯(lián)成功地發(fā)射了人類首顆人造衛(wèi)星，并實現(xiàn)了載人航空，在美國人面前秀了一把肌肉?？上攵?，當時蘇聯(lián)的電子產業(yè)有多么發(fā)達，但是這一切都隨著蘇聯(lián)的解體而消失了。以前分散在各地的電子產業(yè)的工廠現(xiàn)在是分散到各個國家之中，導致每個國家的電子行業(yè)都不成體系七零八落的，即使是繼承了蘇聯(lián)精華的俄羅斯也會是束手無策。 Tips：人造地球衛(wèi)星指環(huán)繞地球飛行并在空間軌道運行一圈以上的無人航天器。簡稱人造衛(wèi)星。人造衛(wèi)星是發(fā)射數(shù)量最多，用途最廣，發(fā)展最快的航天器。 于是只能從頭開始建造電子產業(yè)，接著前蘇聯(lián)的電子管道路走下去，恰逢當時芯片這一新技術問世，于是俄羅斯也開始攻關芯片產業(yè)。 為什么不怕美國卡脖子 俄羅斯在重啟電子產業(yè)的同時，為了不受制于人自己研發(fā)了軍用芯片，對他們而言只要軍事能保持世界領先地位，那么他們的國際地位就不會下降。軍用芯片不需要高制成的芯片，因為軍用芯片裝載的武器，要適應多元的環(huán)境，保證在高溫、高壓、高輻射的環(huán)境下仍能正常工作，所以身嬌肉貴的高制成芯片就被淘汰了。 Tips：軍用芯片很大程度影響信息化裝備的作戰(zhàn)效能,已成為我軍信息化作戰(zhàn)能力發(fā)展瓶頸,將得到優(yōu)先和快速發(fā)展。 反之，穩(wěn)定性強、抗輻射、抗高溫、可控性好的抵制成形芯片更能適應惡劣的環(huán)境。并且低制程芯片所用的工藝也比較簡單，雖然做出來的芯片比較大，但是軍用武器內部的空間也比較大，散熱性能好，與低制程的芯片可謂是天生一對。 在俄羅斯以軍事為先的政策下，俄羅斯的民用芯片產業(yè)就是個孩子，發(fā)展?jié)摿Υ螅乾F(xiàn)狀難以改變。俄羅斯國內的智能手機普及率相當?shù)停瑖鴥仁褂米疃嗟倪€是直板機、翻蓋機。比較出名的智能手機制造公司yoga devices在發(fā)布了新一代智能手機Yoga phone之后沒多久就倒閉了，可見國內市場的蕭條。 Tips：熱壓彈是一種軍事武器，指在爆炸后產生高熱量和高壓力的炸彈。這種炸彈不是靠彈藥爆炸后產生的碎片和沖擊波摧毀目標，而是依靠彈藥爆炸時產生的巨大熱量和氣壓達到殺傷目的。 所以雖然俄羅斯每年都要從國外進口90%的芯片，但基本都是進入了民用市場，軍用市場是自產自銷的，完全不用進口貨，美國的禁令完全限制不到俄羅斯的軍工發(fā)展。其國內的民用市場還處在發(fā)展之中，需求量龐大，美國不賣，有的是國家賣，畢竟俄羅斯的市場就是塊肥肉呢，完全就是東邊不亮西邊亮的典型。美國芯片限制令的出臺，雖然讓我國的高科技發(fā)展受到掣肘，但是這也使我國自主研發(fā)芯片的速度更快，這是一個挑戰(zhàn)也是機遇，相信在不遠的未來我們能成功研制出自己的芯片，不再被別人卡脖子。
