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俄羅斯大煉自主「熊芯」！斥資3萬億盧布，8年實(shí)現(xiàn)28nm量產(chǎn)

發(fā)布人：旺材芯片 時間：2022-04-16 來源：工程師 發(fā)布文章

來源：新智元


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編輯：袁榭 好困

【導(dǎo)讀】在芯片即將斷供的眼下，俄羅斯官方開始上馬各種生產(chǎn)國產(chǎn)替代品的急就章計劃與項目。


臺積電：預(yù)計在2026年實(shí)現(xiàn)2nm量產(chǎn)。 俄羅斯：爭取在2022年搞出90nm。 圖片 


斥資近2500億人民幣，8年實(shí)現(xiàn)28nm


在設(shè)備與資金輸入被大部切斷、自身的經(jīng)濟(jì)技術(shù)實(shí)況也越發(fā)露底的當(dāng)下，俄羅斯官方在計劃上馬新的國產(chǎn)替代來源項目。 最近，俄羅斯貿(mào)易和工業(yè)部的22個工作組共同參與起草了一份，目標(biāo)雄心勃勃，但資金十分有限的半導(dǎo)體發(fā)展計劃。該文件將于2022年4月22日送交俄羅斯總理審查和批準(zhǔn)。 根據(jù)擬定的初步方案，政府預(yù)計會投入共計3.19萬億盧布（約2443億人民幣）來發(fā)展國產(chǎn)半導(dǎo)體的生產(chǎn)技術(shù)、芯片開發(fā)、數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施、培養(yǎng)人才，以及解決方案的營銷。 其中最為矚目的就是，2022年底實(shí)現(xiàn)90nm（英特爾2003年水準(zhǔn)）的國產(chǎn)化，并在8年后的2030年建立起28nm（臺積電2011年水準(zhǔn)）的生產(chǎn)線。 圖片 在半導(dǎo)體制造方面，計劃可分為產(chǎn)品、基礎(chǔ)設(shè)施、需求和人才這四個部分，預(yù)計花費(fèi)4200億盧布（約321億人民幣）。 「產(chǎn)品」 目前來說最為緊迫的可能就是之前提到的90nm和28nm的量產(chǎn)了。 不過，首先還是需要通過逆向工程破解所有相關(guān)「境外產(chǎn)品解決方案」。 之后的計劃是2024年前盡可能讓所有數(shù)碼軟硬件產(chǎn)品都轉(zhuǎn)為俄羅斯國產(chǎn)，并在2030年讓整個電子產(chǎn)品生態(tài)都用上本國的技術(shù)。 根據(jù)該計劃，國家將為項目的這一部分撥款1.14萬億盧布（約872億人民幣）。 圖片 「基礎(chǔ)設(shè)施」 對此，政府將投入4600億盧布（約352億人民幣），讓本地的數(shù)據(jù)中心從現(xiàn)在的70個增加到2030年的300個。 「需求」 政府將刺激國內(nèi)最大的公司和企業(yè)購買國產(chǎn)電子產(chǎn)品，并從官方預(yù)算中補(bǔ)貼高達(dá)50%的合同金額。此項目的金額為1.28萬億盧布（約980億人民幣）。 預(yù)計到2030年，俄羅斯30%的家庭將改用國產(chǎn)電子產(chǎn)品；而政府采購的產(chǎn)品則為100%。  「人才」 據(jù)稱到2030年，此子項目資金投入的數(shù)額將達(dá)到3090億盧布（約236億人民幣）。 在這個子項目中，據(jù)說要開發(fā)不少于400個新型電子產(chǎn)品的原型，并開展不少于2000個研究和開發(fā)項目。 與此同時，該文件的作者希望將國內(nèi)高等教育機(jī)構(gòu)畢業(yè)生的所謂 「人才轉(zhuǎn)換」，也就是從目前的5%提高到35%。 此外，該計劃還包括在現(xiàn)有和新的高校內(nèi)設(shè)計中心基礎(chǔ)上創(chuàng)建至少1000個設(shè)計團(tuán)隊。


想搞國產(chǎn)光刻機(jī)，但只有5千萬人民幣

 2022年3月底，俄國本地信源宣布：貿(mào)易與工業(yè)部撥款6.7億盧布（約5100萬人民幣），讓莫斯科國立電子技術(shù)學(xué)院（MIET）進(jìn)行X射線光刻機(jī)的相關(guān)研究，以期盡早開發(fā)出基于X射線同步輻射和/或等離子電漿技術(shù)的無掩膜光刻機(jī)。 圖片 項目最終目標(biāo)，據(jù)稱是要做出俄國國產(chǎn)的16-28nm級別的半導(dǎo)體晶圓。當(dāng)然，要是能做出更微型的10nm成品，俄國貿(mào)易與工業(yè)部的負(fù)責(zé)官員會更高興。 用白話概括，俄國政府的國產(chǎn)新型光刻機(jī)項目撥款相當(dāng)于滿世界被扣的本國寡頭豪華游艇中隨便一艘的造價，追趕的產(chǎn)品規(guī)格是2009-2012年的世界先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，如果達(dá)到2016年業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)就當(dāng)撿到寶。 似乎也有那么點(diǎn)可行度？  這是從2月底開始，俄國政府「大力加碼投資」本國科研機(jī)構(gòu)開發(fā)關(guān)鍵的國產(chǎn)半導(dǎo)體的努力之一。 當(dāng)下全世界最先進(jìn)的EUV光刻機(jī)都由荷蘭的ASML提供，臺積電、三星、英特爾都離不了這個設(shè)備。 不過小小寰球風(fēng)云變化后，有的國家可就買不到ASML造的光刻機(jī)了，其中自然包括俄國。 有趣的是，俄國并非一直與EUV光刻機(jī)的開發(fā)態(tài)勢脫節(jié)。在此技術(shù)初現(xiàn)的2010年代，俄國的相關(guān)領(lǐng)域研究人員深度介入了此技術(shù)的初始開發(fā)，相關(guān)技術(shù)也被應(yīng)用在ASML的成品中。 而現(xiàn)在俄國做光刻機(jī)國產(chǎn)替代品的發(fā)力方向，是1980年代中期蘇聯(lián)研究者意欲研發(fā)的X射線同步輻射。 當(dāng)然，和大部分冷戰(zhàn)中對標(biāo)西方的科工項目一樣，這個研發(fā)項目在蘇聯(lián)時代就實(shí)質(zhì)停擺了。 圖片 而到了2022年，俄國又撿起了上個時代的「高新」科技項目作為救命用的后備選項。重新上馬的項目據(jù)說會在2023年推出樣品。 MIET微電子系統(tǒng)系主任Nikolai Dyuzhev表示：「我們的這個項目是全球獨(dú)一、沒有類似的研究課題，全世界沒有任何一個人基于此技術(shù)做出了光刻機(jī)?！?/span> 這話委實(shí)不假，用廢棄的老技術(shù)方向做獨(dú)立替代品并不是全球業(yè)界常態(tài)。 據(jù)稱MIET研究在2022年11月會正式上馬，全球翹首以待，等著看他們樣機(jī)的技術(shù)規(guī)格與可行性研究報告。 不過真的要進(jìn)行工業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)試運(yùn)行的話，Nikolai Dyuzhev說還得再等五年。 

X射線光刻機(jī)

 作為光刻機(jī)領(lǐng)域的老大，ASML去年在研發(fā)中的投入為25億歐元（約172億人民幣）。 其光刻機(jī)所用的極紫外光（EUV）波長為13.5nm，可以用于制造7nm及以下的先進(jìn)工藝。 圖片 而俄羅斯計劃開發(fā)的光刻機(jī)，使用的則是X射線技術(shù)，其波長介于0.01nm到10nm之間，不需要光掩模就能生產(chǎn)芯片。 圖片



雖說光刻機(jī)的架構(gòu)及技術(shù)很復(fù)雜，不過決定分辨率的主要因素就是三點(diǎn)，分別是常數(shù)K、光源波長及物鏡的數(shù)值孔徑。也就是說波長越短，分辨率就越高。 所以理論上，X射線光刻機(jī)在分辨率上是具有極大優(yōu)勢的。 俄羅斯的無掩膜X射線納米光刻MOEMS（微光機(jī)電系統(tǒng)）將在兩個主要領(lǐng)域進(jìn)行開發(fā)：X射線反射率的控制和X射線透射率的控制。 圖片


俄羅斯的半導(dǎo)體之路，道阻且長


從過往經(jīng)驗(yàn)來看，俄羅斯在數(shù)碼產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)處是軟件產(chǎn)品與相關(guān)技術(shù)服務(wù)，做芯片和數(shù)碼硬件一直是短板。 對于整個計劃來說，不僅在操作上難度頗大，而且并不是所有人都對自主可控這件「費(fèi)力不討好」的事情感興趣。
雖說28nm到時候已經(jīng)變?yōu)橐豁棑碛?0年歷史的古老技術(shù)了，即便如此，但是建立一個能夠生產(chǎn)芯片的工廠本身，就十分具有挑戰(zhàn)了。 此外，在人才培養(yǎng)方面，一般來說每個硬件研發(fā)/設(shè)計中心至少需要有100名專門的專業(yè)人員，這將轉(zhuǎn)化為3-5萬人的技術(shù)人力缺口。 考慮到一個專門的技術(shù)專家的培訓(xùn)周期至少是8或9年，這5萬人現(xiàn)在必須已經(jīng)在俄羅斯本國的高等教育機(jī)構(gòu)就讀。  一位不愿透露姓名的大型IT公司的員工告訴《生意人報》，雖然該項目確實(shí)有及時和合理的措施，但它主要由脫離現(xiàn)實(shí)的建議組成。 俄國本國的高科技產(chǎn)品工具、資源和技術(shù)企業(yè)Basis的負(fù)責(zé)人Arseny Brykin認(rèn)為，必須從國外買到相應(yīng)的設(shè)備，才能在8年內(nèi)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)。否則就必須要消耗巨大的資金去補(bǔ)全一個完整的技術(shù)路徑，包括生產(chǎn)新材料，在工程、光學(xué)等方面。 看來，即便是在如此嚴(yán)峻制裁下，也依然無法打消那些「造不如買」的想法。


參考資料：

https://www.tomshardware.com/news/russia-semiconductor-plan-28nm

https://www.cnews.ru/news/top/2022-04-15_u_vlastej_novyj_plan_po_razvitiyu

https://www.tomshardware.com/news/russia-invests-in-home-grown-x-ray-lithography-tech

https://www.tomshardware.com/news/tsmc-2nm-chips-to-be-available-in-2026

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