我们为什么会被卡脖子，搞EDA的去攒电脑,搞光刻去卖早点

 

十年长作江头客，樯竿又挂西风席，现在又到了事关我国芯片产业突破阻碍，浴火重生的时刻了，台积电在上个月已经明确表示9月14日后将不再对华为供货，而8月14日中芯国际也表示，也将无意继续支持华为了。

 

其实中芯国际此举也纯属无奈，因为我们虽然有14nm的制造工艺，但是没有14nm制程的光刻机，有关这点笔者在前文《华为麒麟终成“绝唱”，造“芯”怎么这么难》中有过详细论述，这里就不加赘述。

而最近有消息称为应对美国的封锁限制，华为启动了意在“自力更生、奋发图强”的制造项目“南泥湾”，据称笔记本电脑、智慧屏和IoT家居智能产品等受美国技术占比比较低的项目，在今年年底前就能实现“南泥湾”，达到自给自足。

不过笔者个人认为这则消息可信度一般，因为目前在笔记本电脑90%的以上市场份额，是由英特尔及AMD的X86架构芯片所占据，英特尔和AMD都是纯粹的美国公司，半年时间能搞定一个能取代X86架构的指令集，这明显是不可能完成的任务；而智慧屏的芯片“鸿浩”也是台积电给华为代工的，而在芯片制造方面我们落后的更多，想在半年内建成像台积电同样水平的公司，这更是天方夜谭。

     不过我们也能看到华为并没有被这种负面情绪蒙住双眼，已经行动起来，在芯片制造领域，进行基础科学研究了。最近华为消费者领域总裁余承东在中国信息化百人会2020年峰会上表示后悔当初没有进入芯片制造领域，使麒麟终成“绝版”，华为将全方位扎根，突破物理学、材料学的基础研究和精密制造，突破制约创新的瓶颈。包括EDA的设计，材料、生产制造、工艺、设计能力、制造、封装封测等关键流程，全部被华为设定进今后的目标领域之中。

“忘记历史就意味着背叛”，在我们重启芯片制造领域基础研究的时点上，我们尤其有必要回顾一下历史，看一下我们在芯片领域到底是怎么落后的，而令笔者感到非常荣幸的一点是，在之前的一些文章刊发后，有热心读者帮忙找到了我国光刻领域的开创之作《光刻掩膜版的制造》，并且协助找到了我国电子工业全面转型过程中，光刻厂改制与EDA重组的亲历者，直接进行了交流，虽然他们都不愿意透露名字，但是在听了他们的经历之后，笔者还是十分的震撼，应是天仙狂醉，乱把白云揉碎，不站在亲历者的视角，很难理解当时的历史，接下来就带大家共同来听一听他们的观点。

神作-《光刻掩膜版的制造》

有不少文章都说，我国在光刻方面的落后是因为我们一直不重视基础科学的研究，其实这种说法至少不适合光刻技术领域，在这方面我国起步并不晚，可以说和美国基本同步，还略早于日本。甚至在上个世纪60年代初中科院就立项开始研究光刻机了，并且在1965年成功推出了65型接触式光刻机，这个光刻机在当时可谓国际领先，后来1972年武汉无线电元件三厂编写了《光刻掩模的制造》。

可以说正是读过这本书以后，笔者才下定决定撰写本文的，光刻与IT研发最大的不同点在于试错成本相去甚远，在IT的编程范式下，代码的运行结果是可以瞬间反馈的，这也就极大降低了IT研发的试错成本；而光刻技术中很多工艺都必须要静置要等，没有时间的积累根本就难以突破。

为了说清接下来的内容，笔者向大家简要介绍一下光刻技术。在一台光刻机中激光器负责光源产生，首先是激光器发光，经过矫正、能量控制器、光束成型装置等之后进入光掩膜台，最终制成晶圆。

 

 

而如果展开讨论的话，从激光器、激光镜头、控制器到光掩膜版，都能单独成文。而本次笔者联系上的光刻前辈，从事过光掩膜版制造的相关工作。所以咱们今天就重点和大家聊聊光掩膜。

 

光刻掩膜版（又称光罩，英文为Mask Reticle），简称掩膜版，是微纳加工技术常用的光刻工艺所使用的图形母版。由不透明的遮光薄膜在透明基板上形成掩膜图形结构，再通过曝光过程将图形信息转移到产品基版上，详见下图，这里需要特别提到的一点是在光刻胶方面，日本厂商几乎占据了80%以上的市场份额，可以说单单从一个看似简单的光掩模看去，我们下大力气去攻坚克难的方面都有很多，更遑论整个光刻机的制造了。

 

而超微粒干版作为光刻制版用的感光版的一种，其制造工艺的相关内容，无论是在《光刻掩模的制造》，还是在前辈的亲述当中都有过介绍。其底板采用性能稳定、透光率高的玻璃或塑料薄膜。感光膜由硝酸银、卤化钾和介质（明胶）三种材料为主配成乳胶液，再加入吡那金醇（增感剂）、三氮吲哚唎嗪（稳定剂0、明矾（坚膜用）等构成。可以说在前辈的指导下，下面将书中相关截图附上。

 

 

之前看到网上有不少微博博主，将武汉无线电元件三厂和武汉无线电三厂搞混了，甚至还有人说武汉之前根本就没有过光刻厂，不过在真正了解过相关情况之后，我可以肯定的讲，我们之前武汉的半导体技术真的很强，甚至在前辈的指导下看过《光刻掩模的制造》之后，依旧收获不少。

抱定随时再去卖早点的决心，才能搞光刻

不过就是这家在上世纪70年代独领风骚的武汉无线电元件三厂，在国外厂商大举来华，于1994年全面改制，成为了卖早点、副食品的商铺，据前辈回忆，当时绝大部分职工全部转型成了商铺售货员，虽然有一部分职工南下广东，但应该没有继续从事半导体制造的相关工作了。在当时“造不如买，买不如租”的理念下，武汉无线电元件三厂，是我国半导体制造行业全面衰落的一个缩影，90年代初武汉还有很多半导体、无线电厂，不过2000年左右这些厂有几乎全部销声匿迹。

在提到这段历史时，与我沟通的前辈明确表示并不后悔，因为当时国外厂商的产品的确质优价廉，既然技不如人，那么就投子认输也是一种坦荡的选择，而且从当时情况看，去卖早点至少发挥了一些社会价值，也算是我国科技转型的大潮做出了一定贡献。不过值得一提的是，老人家还特别强调了一点，其实我国半导体制造产业的历程，与我们痛失大豆定价权80%依赖进口的情况基本是一致的，因为美国的一惯手法就是，封锁与开放交替进行，封锁时漫天要价，开放时则通过低价策略摧毁国内产业链条。

那么问题来了，如果美国未来又变卦取消了所谓的封锁，我们应该如何应对？如果继续走市场竞争的方式，那么让我们的光刻机厂直接和国外巨头竞争，无异于让未成年的孩子上擂台与拳王较量，毫无胜算可言；而如果想继续保留光刻技术团队，那么我们到底有没有这个耐心与定力，能够容忍一个持续亏损，还耗费资源的项目长久的持续下去呢？

而如果光刻项目被砍掉，正如我们前文所说由于光刻属于基础科学研究领域，相关人员很难在企业内部转型去做IT研发工作的，那么他们是否又要去卖早点呢？To be or no to be,It’s a question。可以说这是我长久以来所听到的最发人深思的问题了。

帮人攒电脑，办WPS培训班，EDA工程师的转型

从产值角度来看，EDA在集成电路产业链中占比不大，2018年全球EDA行业市场规模仅为97.04亿美元，这与动辙上万亿的半导体行业相比不算什么，但EDA同时又被称作是“芯片之母”，、缺少了EDA，整个芯片产业都得停摆。而在EDA方面同样也是我们的短板，Cadence、Synopsys和Mentor Graphics三大美国EDA厂商，几乎占据我国90%以上的市场份额。不过与光刻机情况也十分类似，其实我们EDA软件的研发方面起步也不晚。

1978年秋，在中央刚刚提出“科学技术是第一生产力”的时候，桂林阳朔举办了“数字系统设计自动化”会议，而这次会议被誉为我国“EDA事业的开端”，当时有67个单位，140多名代表参加了会议。不过据称有关EDA讨论还只停留在学术层面，而我国EDA元年是在1986年，当时为了更好推动集成电路产业，我国动员了全国17家单位，200多位专家齐聚原北京集成电路设计中心，开发自主集成电路计算机辅助设计系统”熊猫EDA”,7年之后的1993年“熊猫EDA”终于练成正式推出面世。而巧合的是EDA三巨头中的Synopsys、Cadence都在1993年入华，Mentor Graphics也在1995年在北京设立销售办公室，当时我们还处在襁褓中的熊猫EDA，当然无法在价格战中取得优势，国内EDA产业在1994年至2008年陷入了一段相当长时间的“沉寂期”，不过令人欣慰的是华大九天还是基本继承了熊猫EDA的相关技术，为我们的EDA项目保留了火种。从笔者实际沟通了解到的情况看，目前国产EDA产业的领军人物：华大九天的董事长刘伟平、蓝海微科技的董事长侯劲松,都是熊猫EDA项目研发的亲历者。

当然能为EDA产品写代码的程序员，转型去做其它IT项目也不是什么难事，据称当时“熊猫EDA”团队有相当一部分都直接转型到了华大集团，也有人办起了电脑培训班，或者到中关村去攒电脑，据悉当时下海人员的收入普遍比在集成电路设计中心做EDA的研发要高十倍以上，所以对于转型带来的痛感不并算强烈。

虽然我国在EDA方面的火种一直没断，但是我们也要清楚看到，想在工业软件方面取得突破我们依旧有很多坑要迈，很多路要走。现在台积电、三星等厂商在开发新工艺的时候，基本不会考虑与国内EDA厂商合作，使得我国EDA厂商的IP库不够丰富，这就像只有Photoshop却没有滤镜一样，会极大的限制芯片设计师的发挥。

而这方面如果想突破，就必须取得芯片方面全产业链的进展。而想在芯片制造的全产业链取得进展，没有捷径可言，只能靠时间的积累，所以笔者也真是非常担心前文所说的光刻之问“美国如果放松限制，我们该如何应对”，因此这里呼吁大家给予华为乃至整个芯片产业以更多耐心、更多耐心。最后祝我国的芯片界同仁，步步常由逆境行，极知造物欲其成！