最近我们国家在芯片领域取得了很大进步,从大量依赖进口,到中低端芯片已经实现国产化,甚至还出现了芯片出口,出口量也在不断增加。同时,我们在中低端光刻机方面也取得了进展。伴随着这些进步,一些国产汽车已经实现了芯片自主化。另外,我们相当一部分手机企业也实现了芯片自主化。这些都是我们取得的成绩。但有两个说法被提了出来,值得我们警惕。第一个说法是,蔡司表示,中国要想在芯片领域取得突破,光刻机需要15年的时间。第二个说法是,目前华为的某款芯片,折算下来相当于英伟达H100芯片的约1%。也就是说,如果以英伟达H100为基准,华为的芯片性能大约只有英伟达的百分之一。
针对这两种说法,我想探讨它们为什么比较危险。为此,我们讨论以下几个问题:第一,目前芯片行业提出这两种说法的背景到底是什么?第二,这两种关于光刻机和芯片的说法,背后有哪些意图?第三,我们国家光刻机和芯片目前到底处在什么水平?第四,未来我们国家光刻机和芯片的发展速度和方向是什么?第五,几点结论和建议。
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一、现在我们国家光刻机和芯片的发展背景是什么?
光刻机和芯片,这是国人瞩目的东西,可以说它们是当今人工智能发展的两颗明珠。首先,光刻机意味着我们能不能造出更先进的设备,所以大家都很关心。目前光刻机的主要企业是阿斯麦尔,这是一家荷兰企业,此外还有日本的几家企业,这是光刻机领域的主要构成。芯片方面,目前全球产业链中有众多设计企业,比如英伟达、博通、英特尔,国内则有寒武纪、摩尔线程、沐曦集成、华为等。不过芯片产业中更关键的是晶圆代工,国际上最领先的是台积电,存储芯片方面则有海力士和三星,美国还有美光和闪迪,中国有长江存储。围绕这些企业,形成了芯片产业体系。
目前,芯片正推动大模型的发展,越先进的芯片使用量越大,这也带动了国内产业体系的发展。国内产业的一个最大特点,体现在今年上半年芯片投资和数据中心投资都很大,形成了一波新的投资浪潮,股市也相应有所表现。这也是今年科技浪潮的一个基本特征。所以我们可以做出一种总结,现在无论是芯片还是光刻机,都受到全世界瞩目,而且在资本市场和实际投资中,芯片都是大投资的方向。
二、我们国家目前的芯片到底发展到什么程度?
回顾历史,我国在80年代就已经有了芯片的概念。但由于当时总体的思路是造不如买、买不如租,倾向于相信西方的专业分工,只租不买、只买不造,所以中国的芯片在七八十年代还有一定国产化能力,但到80年代以后,随着新一代计算机的崛起,中国基本上就落后了。
我们国家实际上是在2010年之后,特别是2020年之后,在美国打压华为的时候,才真正意识到芯片的重要性,开始布局芯片产业。现在已经不只是谈5G,谈的是以人工智能芯片为核心的产业链。现在提到芯片,首先讲的是英伟达;原来提到芯片,讲的是英特尔。英特尔那个时代的芯片主要是为计算机服务,英伟达早期芯片主要是为游戏服务,做图像处理,现在则开始为数据中心服务,也为人工智能和大模型服务。因此,芯片的生产以及生产芯片的设备变得特别重要。提到生产芯片的设备就是光刻机,早期能做光刻机的有日本的一些企业,但后来日本逐渐落后。现在代工方面做得最好的是台积电,台积电为英伟达生产芯片,这是基本情况。
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除了这些,还有存储芯片。如果芯片分为三大类,一类是早期的计算芯片,叫CPU,为计算机服务;后来是图像芯片,叫GPU;还有一种就是存储芯片,由三星、海力士、长鑫存储和长江存储等企业生产。所以对芯片格局进行分析可以得出一个结论,现在主赛道是以英伟达为核心,以台积电作为代工企业,加上阿斯麦尔生产光刻机,构成了西方主流的芯片体系。由于中国起步较晚,所以早期中国手机企业大部分都是购买国外的芯片,手机芯片基本买高通的,游戏芯片基本买英伟达的,大模型相关芯片也基本买英伟达的。只是这几年华为有了海思之后,才开始造中低端芯片,慢慢有了自己的芯片。这就是目前整个芯片产业的国际国内格局。总体来说,美国处于领先地位,拥有世界产业链优势,中国则是个跟随者。在有些领域,中国已经实现了国产化,比如华为昇腾芯片,已经可以制造5纳米芯片,甚至通过一些技术方式可以制造3纳米芯片,这是基本情况。
三、为什么现在会提出中国和美国芯片比较的这种说法?
刚才这两种说法,一个是蔡司提出来的,说中国的光刻机要15年才能造出EUV;另一个说法是咱们的芯片目前只相当于英伟达的1%。
我们听到这两个说法以后,感受是非常失落,觉得努力了这么多年,如果他们说对了,那我们和世界的差距确实太大。要15年之后才能造出EUV光刻机,那已经是2040年了,这中间不知道他们会迭代到什么程度,这是蔡司的观点。我们现在费了很大劲,投了这么多钱做芯片,如果只相当于英伟达芯片的1%,那我们的努力成果显得很小。但实际上从大模型能看得出来,中美的大模型从原来差3到5年,现在变成差几个月,甚至可以说齐头并进,这就是美国打压中国芯片的原因。美国打压中国大模型,搞封闭,美国最近不卖高端芯片给我们,各种大模型也采取闭源,不向中国开放,这至少说明一个问题:美国的高端芯片一旦卖给中国,中美差距可能就更小了,甚至没了。美国的大模型如果从闭源变成开源,中美之间大模型的差距也可能就消失了。
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从这里能看得出来,中美在大模型问题上没有那么大差距。再看光刻机,从目前的情况来说,我们已经能生产中低端的芯片,中低端光刻机,甚至能生产5纳米左右的芯片,可能现在还不能生产3纳米、2纳米和1纳米。但我们的发展速度绝对不是说需要15年,有人说需要2到3年就会有EUV,5到8年就会生产出成熟的EUV。有一点蔡司说对了,生产光刻机确实比较难,需要十万个零件,需要几千家甚至几万家企业共同协作。
但中国现在绝对不是和美国、欧洲有那么大差距。因为有两个前提:第一,中国已经有了和西方发达国家一样的光刻机原理,这个我们很清楚;第二,我们已经有了中低端光刻机的产业链,只是生产EUV光刻机可能还缺少成熟的光刻胶和产业体系。但是3到5年、7到8年有可能,说10年20年,明显是打击中国的积极性,这一点不可靠,也不靠谱。关于英伟达的芯片,实际上中国和英伟达的差别没那么大。按照我们对昇腾910C和昇腾910的理解,华为的芯片应该是在H200左右,甚至远远高于H100。最近DeepSeek要买16万张华为的芯片做大模型,大概就是25亿美金,而且这只是一家企业。
所以,在原理已经清楚、光刻机的基础产业链已经形成的情况下,在爬坡过程中,中国的爬坡速度会比想象的要快。举个例子,像长鑫科技,原来占国际芯片份额8%左右,上市以后很快会成为中国第一名的上市公司,份额可能很快就达到18%到20%。中国长期来看可能占世界芯片的半壁江山,这个指日可待。所以说中国和西方的光刻机有差距,这是事实,中国和高端芯片制造有差距也是事实,但差别没有那么那么大。说中国差距大,一是打击中国的热情,使中国人丧失信心;另一个也可能是对中国发展的一种恐惧心理导致的,缺少对中国进步速度的理解。所以蔡司也说,中国一旦被逼疯了,会做出想象不到的成绩和进步,这就是关键问题。
四、中国的未来到底会怎么走?
无论是高铁还是盾构机,都证明了一个事实,就是中国正在不断崛起,而且进步速度很快。从新能源汽车也能看得出来,全球每年能生产约9000万辆汽车,中国能生产3000多万辆,出口接近1000万辆。也就是说中国已经占世界汽车产量的三分之一左右,这在过去是不可想象的。所以中国的进步肯定比想象的要快,光刻机和芯片追赶世界的速度也比想象的要快,这是基本判断。
五、结论和建议
通过对光刻机和芯片的分析,我们有两个结论:
第一,说中国的光刻机需要15年、芯片比美国落后很多、只有美国的百分之一,这种说法不尊重现实,是一种别有用心的说法。
第二,中国正在取得光刻机和芯片的进步,但中美之间确实存在差距,这是现实问题。
基于这些结论,我们有两个建议:
第一,不管别人怎么说,我们都要一心一意做好自己的基础研究,做好人才培养,做好光刻机和芯片的突破,这方面取得进展指日可待。
第二,有一个好消息值得我们关注,就是中国已经从芯片的进口大国变成芯片的出口大国。原来芯片进口一年大约有4000亿美金,现在大概降到1000多亿美金,而出口已经超过1万亿人民币,这就是中国取得进步带来的结果。所以我们期待着国家不断进步。
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