中共要投資9.5萬億人民幣來開發晶元，有結局嗎？（圖片來源：Gorodenkoff/Adobe stock）
【看中國2020年9月23日訊】最近，中國政府要投巨資研發晶元的事成為一個熱點事件。如果是正常投資，或者在正常基礎上加碼投資也還算正常。但現在的問題是，中共居然要投資9.5萬億人民幣來開發晶元，這樣天文數字的投資就顯得非常有轟動效應了。
一
根據美國彭博社9月20日報導，中國政府正在加快研製「中國晶元」的腳步，準備制定一套全方位的新政策，2025年前將投放9.5萬億元人民幣發展本國半導體產業，以應對川普(特朗普)政府的限制。這項任務的優先程度，「如同製造原子彈一樣」。
中國科學院院長白春禮9月16日強調，要把美國卡脖子的清單變成科研任務清單進行布局，到2030年左右全面實現「四個率先」，並立下軍令狀，其中就包括主要的光刻機技術。光刻機可以說是半導體行業最基礎、也是最高端的產品，是半導體產業皇冠上的明珠。
彭博社引述知情人士的消息說，中國高層將於2020年10月開會，制定下一個五年的經濟策略，全力發展第三代半導體產業，提供科研、教育和融資等方面的支持，相關措施已納入《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃綱要》。
隨著中美關係惡化，中國企業愈來愈難從海外獲得組件和晶元製造技術。華為9月15日起無法獲得台積電等公司的晶元，因此增強了中國打造自主替代產品的急迫性。中共開始下決心實現晶元的自給自足，不依賴歐美。習近平9月17日現身湖南省調研，視察當地企業時稱「關鍵核心技術必須牢牢掌握在我們自己手中」頗有韻味。9月15日，中國國務院副總理韓正在湖北省武漢市調研一些企業晶元生產情況，要求集中力量攻克「卡脖子技術」，增強關鍵基礎材料自保障能力。從這系列行動可以看出，中共政府確實是「知恥後勇」，拿出了毛當年搞「兩彈一星」的決心，準備花大力氣投入9.5萬億造晶元，並啟動了國家戰略。
中國這股造晶元的熱潮也在民間瀰漫。格力董事長董明珠就說，我今年投入100億，明年投入100億，後年投入100億，三年總共投入300億，我要造晶元。不行的話3年後我再投入500億，我非要把晶元造出來。
她這段話在網上已成為笑柄。很多人說，中國頂級的企業家和財富精英都還停留在砸錢就一定能造出晶元的認識階段，可見中國離真正造出晶元到底有多遠。而事實上，習近平作為國家的最高權力掌控者，可能也只停留在這個階段，他認為中國只要砸9.5萬億，也一定能造出晶元。
但是，只要我們回顧一下這些年中國在晶元上出的一個醜聞，就能知道砸錢是造不出晶元的。曾經轟動全國的漢芯事件相信大家都聽說過，2003年，從美國留學回國任上海交通大學微電子學院院長的陳進，宣布發明「漢芯1號」，當時獲得眾多中科院院士的權威鑑定和認可，宣稱這是中國首個自主知識產權的高端DSP晶元。並藉助「漢芯一號」，陳進又申請了數十個科研項目，騙取了高達上億元的科研基金。
然而，曾被中共視為大陸晶元業自豪的「漢芯一號」，在2006年被揭發存在造假行為。陳進發明的「漢芯一號」，不過是從美國摩托羅拉公司買回的晶元，雇農民工將晶元表面的原有標誌用砂紙磨掉，然後加上「漢芯」標誌「研製」而成，卻因為其欺騙成功，被鑑定為「完全擁有自主知識產權的高端集成電路」。「漢芯」從一號到四號全部假冒。整個造假過程涉及鑑定專家、上海交大、研究團隊、地方政府和中共中央有關部委。這個醜聞震驚全國，中國人研製晶元夢斷上海交大。
這些年中國雖然每年投入上萬億的資金進行晶元半導體研發，但是由於學術腐敗和中國官僚性質的科研體制，基本成效不大。華為海思雖然能設計一些中端晶元，但是製造晶元上中國基本進步很小。在台積電人馬支援下成立的中芯國際是中國晶元製造最頂級的企業，但是和台積電、三星、英特爾相比，差距非常大。前幾天，台積電宣布在2nm製程的晶元上取得突破，基本相當於研製成功了。但是，前段時間中芯國際才宣稱計畫投資28nm的晶元，兩者相差至少5代。
而最近報導出來的武漢千億級晶元項目——武漢弘芯半導體出現了爛尾危機，買的光刻機剛到貨就被抵債，投資的1000多億全部都打水漂。這可以說是對中國晶元製造的又一個巨大打擊。
任正非也有一個關於晶元的小視頻在網上流傳，他說做晶元不是砸錢就可以解決的，而是要砸數學家、物理學家和化學家，這才能造出晶元。畢竟是華為的老總，認知比董明珠和習近平還是進了一步。
但是這種認識其實也不完全，沒有看到實質。在當前全球化已經深入推進的當下，晶元這樣的製造業最尖端的產品，已經不是一個國家可以單獨完成的事情了，而是需要全世界多個國家、多個行業的最頂級科學家進行全力合作才能完成的。
要瞭解中國能否製造出高端晶元，我們必須瞭解晶元是個什麼東西。
二
集成電路是一種晶元，我們天天都在用，比如說家庭當中用到的集成電路有三百塊之多。我們在自己家裡修理一些電器的時候，你可以看見有很多黑黑的小方塊，這些黑黑的小方塊是什麼？就是我們說的集成電路和晶元。
這裡面有大量的集成電路的基本元件，叫晶體管，其中可能有幾十億支甚至上百億支。晶體管的原理非常簡單，但是真正要把這樣的晶體管發明出來，人類還是經過了非常長時間的探索。
我們知道，世界上第一台電子計算機是1945年在美國的賓夕法尼亞大學發明的，當時用的所謂的電子管，大概直徑在兩公分左右，非常容易壞。1947年在美國的貝爾實驗室，有三位科學家就發明瞭後來我們稱之為晶體管的這種新的元器件，這三位科學家在1956年獲得了諾貝爾物理學獎。
這個晶體管發明以後，我們看到它比起我們所熟知的電子管要小了很多，比一個黃豆還小，甚至像一個芝麻粒一樣，可靠性非常高，而且它反應速度很快。
1954年，美國貝爾實驗室用800支晶體管組建了世界上第一臺晶體管計算機，這臺計算機是給B-52重型轟炸機用的。它耗電量只有100瓦，最重要它的運算速度非常快，達到每秒鐘100萬次。
晶體管已經非常好了，但是大家還在想：是不是能把晶體管做得更小？1958年9月12日，當時在美國德州儀器公司的一個青年工程師傑克·基爾比，發明瞭集成電路的理論模型。1959年，當時在仙童公司工作的一個叫鮑勃·諾伊斯的人，也是後來英特爾公司創始人，就發明瞭今天我們都在用的集成電路的製造方法。
所以，我們今天講來講去，其實我們用的技術是六十年前發明的技術，只是我們今天不斷在規模上、精度上變小而已，這兩位科學家發明的集成電路對人類的影響是非常巨大的。
在集成電路發明瞭42年以後，傑克·基爾比獲得了2000年的諾貝爾物理學獎，非常可惜的是鮑勃·諾伊斯那個時候已經過世了，所以他沒有得到諾貝爾獎。又過了幾年，英特爾公司有一位年輕的科學家，這個科學家叫泰德·霍夫，他設計了世界上第一款微處理器，就叫英特爾4004。
1981年的時候，也就是十年之後，IBM組織了一個團隊，跑到佛羅里達去開發了一個到今天影響全世界、全人類的重大產品，就是個人電腦，後來我們稱之為PC。當時用的是英特爾的8088微處理器，其實它的速度很慢，但在當時是非常了不起的。
所以，集成電路和晶元的進步，不斷地從原來的政府應用到民間應用，比如我們從軍事應用到一般的民用，而且從一般的、常規的市場商業應用換成了在老百姓家裡使用。
晶元領域有一個著名的摩爾定律，相信大家聽說過，但是未必真正明白意思。其大致內容是：當價格不變時，集成電路上可容納的元器件的數目，約每隔18-24個月便會增加一倍，性能也將提升40%。
半個多世紀以來，晶元製造工藝水平的演進不斷驗證著這一定律，持續推進的速度不斷帶動信息技術的飛速發展。
發展到目前，整個晶元製造過程包括：晶元設計、晶元製造、封裝製造、成本測試等，其中晶元製造過程尤為複雜。有的指甲大小的晶元上，要安裝數以億計的晶體管。整個晶元、整個流程、幾乎有5000多個工序！對精密電子產品來說，要想生產出完全易用的晶元，就必須堅持每一道工序都要精確、標準化，出一點偏差都不行。
而所有這些，最基礎的就是光刻機。沒有光刻機，是做不出晶元的。
三
中科院院長簽軍令狀，要以美國制裁清單當立項科研任務，不惜一切代價拿下航空輪胎、光刻機等卡脖子項目。吃過不少喊口號的虧，也早過了聽口號就熱血沸騰的年齡。但是現在感覺投資9.5萬億，就是又回到了那個用竹竿可以捅飛機的年代。
首先，像光刻機這種，卡脖子不是一天兩天了。中芯國際從荷蘭阿斯麥（ASML）訂了一臺光刻機，三年都拿不到貨。現在才立項，是評估沒這個研發能力所以沒立項，還是覺得獨家研發、投入產出比太低，不願立項？
其次，光刻機這種幾乎逼近物理學、材料學以及精密製造極限的「藝術品」，就算中國不惜代價，捨得砸錢，是否就真能研發出來？
再其次，如果真研發出來了，賣給誰？只為供應國內需求？如果台積電、三星等全球最大的代工廠都不用你的光刻機，那這種不惜代價，到底是為了什麼？為了習近平的臉面嗎？還是說真正有經濟效應？
還有，就算咬牙只為國內市場，如何能保證中國人閉門造車搞出來的光刻機，能跟得上世界技術更新迭代的速度，從而生產出真正能在全球競爭的高性能晶元？比爾·蓋茨擔心中國獨立研究晶元擺脫了對美國的依賴，可以說他明顯高估了中共政權的創新能力。60年前毛澤東高喊「趕英超美」大煉鋼，最終煉出來的都是廢鐵疙瘩，什麼用處都沒有。如果讓中共閉門造車去造晶元、造光刻機，結果也都會一樣。
最後一個問題，不惜代價，那意味著必然要付出代價。代價從何而來？或者，誰是代價？
之所以提出以上疑問，是基於顯而易見的兩個事實：
1、光刻機是非常好的設備，更是超好的生意，非常賺錢；
2、荷蘭的阿斯麥獨家壟斷光刻機很多年了。無論從國家博弈戰略、行業生態、市場競爭，沒人會願意接受這種獨家壟斷，包括美國人。之所以接受，大概率是被迫，是因為獨家搞這個，大概率白費，是注定會失敗的。
唯有集中各家所長，團結合作，集中攻關，才可能做成。這是常識性的理解——而常識，往往都是對的。
四
為便於理解，我簡單敘述一下阿斯麥的封王之路，看看別人的幾乎壟斷光刻機市場的產品是怎麼做出來的。中國用舉國體制就一定能挑戰得了嗎？
在上世紀80年代，光刻機市場的王者是GCA與日本尼康（Nikon）。90年代初的時候，對相機和光學造詣頗深的尼康一度佔據了光刻機市場60%以上的份額。變化發生在摩爾定律對技術指數化升級的更高要求之後。上百納米時代的光刻機，門檻其實並不高，所以彼時才三十多人的阿斯麥也能進去分一杯羹。一旦要求提高到幾十、乃至十幾納米，上世紀90年代光源波長被卡死在193nm就成了光刻機的死結。
最後結果我們知道了，尼康沈迷於光源干刻法而被淘汰出局，阿斯麥的浸潤式技術路線突破了這個門檻。阿斯麥成了這個領域的壟斷者，佔據了市場80%的份額。尼康的出局與ASML的後來居上，看似技術路線選擇的偶然，實則不然。
事實上，在阿斯麥製造出第一臺浸潤式光刻機的第二年，實力雄厚的行業老大尼康就迅疾跟上，造出了質量不相上下的浸潤式光刻機。問題在後勁，在全產業鏈能力。EUV光刻機幾乎逼近物理學、材料學以及精密製造的極限。光源功率要求極高，透鏡和反射鏡系統也極致精密，光學系統複雜到令人崩潰，還需要真空環境，配套的抗蝕劑和防護膜的良品率也不高。別說日本與荷蘭，就算是美國，想要一己之力自主突破這項技術，也是痴人說夢。
阿斯麥背後，是英特爾1997年牽頭攢起的一個聯盟，這個聯盟包括了擋水最牛掰的科技公司摩托羅拉、AMD、IBM，後來的三星，台積電，以及美國能源部三大國家實驗室。6年時間裏，該聯盟的研發人員發表了數百篇論文，大幅推進了EUV技術的研究進展。2009年，美國又送給阿斯麥一份大禮：美國Cymer公司研發出EUV所需的大功率光源，直接供應阿斯麥——這是光刻機的核心零件。這樣頂尖的技術，全球範圍也不超過三家。
當下阿斯麥的光刻機，光源設備來自美國、光學鏡頭來自德國Zeiss，光學技術由日本提供，製程技術則是台積電和三星支持。毫不誇張的說，阿斯麥雖是一家荷蘭企業，但崛起的背後，其實是一場地地道道由美國牽頭、全球合作式的成功。惟其如此，他才能喊出「如果我們交不出EUV，摩爾定律就會從此停止」。
事實上，英特爾為了防止核心設備供應商一家獨大，其實一直還在挺尼康並採購其設備。但單打獨鬥、自研為主的尼康，什麼零件都能做，但又總是差點意思，稼動率最多只能達到50%左右，連大陸的晶元代工廠都看不上，生產出的設備，只能賣給三星、LG、京東方等用來生產面板。曾經的霸主尼康，自此徹底零落在歷史的塵埃之中。
大家如果看了尼康和阿斯麥在光刻機領域爭霸賽的過程，不妨問問：中國有哪一家企業能研製出這種人類製造業極限的光刻機呢？
五
這次習近平親自召開科學家座談會，裡面講到要持之以恆地加強基礎科學研究，這個說得當然沒錯。但現在被人卡脖子快要卡死了，才想到去搞基礎科學研究，是不是太遠了呢？新世紀，日本開始在基礎科學上加大投入，要在前50年拿30個諾貝爾獎的時候，中國專家和媒體一篇嘲諷，而現在日本已經拿了19個，中國才想到投入基礎科學。前面70年你們都在幹什麼？
這些年，中國科技界和企業界都在叫囂著「彎道超車」，要在技術上趕英超美。但是我們冷靜想一下，你能在人類歷史上找一個立得住的彎道超車的例子嗎？彎道超車的意思就是說你要重新找一個航道，避開當前這個航道。比如說現在，中共揚言要走第三代半導體技術，這條路能走得通嗎？這背後的理論基礎在哪裡？
所以，要解決這些問題，就要從人類最基礎的問題來思考。人類的科技創新、技術進步是有內在規律的，不是你想怎麼樣就怎麼樣。沒有愛因斯坦相對論的出現，是造不出原子彈的。沒有基礎科學的理論突破，也是造不出第三代半導體的。
中國現在動不動就要砸錢，董明珠要砸500億，習近平要砸9.5萬億，我想請問：砸這麼多錢能砸出一個愛因斯坦嗎？能砸出量子力學嗎？能砸出人工智慧的思想嗎？因為有了理論的創新，理論的突破，才有了思想源頭，才能產生人工智慧和今天一系列先進的應用科技，才有晶元技術，但要是沒有這些，怎麼可能去彎道超車呢？在我看來，急功近利是創新的死敵，不僅僅是大敵，如果中國今天還是這種浮躁的心態搞晶元，還在提彎道超車，最終晶元和光刻機都會原地踏步。
今天都講光刻機，如果稍微瞭解產業發展歷史的就知道，最先進的光刻機絕不是一朝一夕做出來的，那是幾十年的積累，而且是全世界最優秀最頂級的科學家、工程師的技術集大成的結果。你怎麼去超車？簡直是異想天開。
還有就是做晶元需要的人才，而現在中國有多少年輕人能夠沉下心來做基礎科學研究？前段時間安徽核能研究所近100人集體出走，不就是因為工資養不活自己嗎？前兩年，一個可以影響中國登月的科研人員不是也被民營企業高薪挖走了嗎？
如果中國從事基礎科學的人才生活都有困難，怎麼可能踏踏實實做基礎研究。一些城市房價這麼貴，動輒好幾萬、十幾萬甚至幾十萬（一平米）。這麼搞下去，技術研究能搞得出來嗎？大家都去趕緊買房，去還房貸了。
現在，北大清華的研究生都被報導出來去做街道辦的維穩工作，有很多名校的畢業生都去送外賣、做買賣房產的經紀甚至去做直播。一個年輕人費了這麼大的勁，花了10多年甚至20年的時間去學習，最後不能做基礎科學研究，不能做工程師，不能去做這個國家真正需要的東西，那一定是這個國家的體製出問題了。
9.5萬億的晶元研發計畫出臺後，各路騙子都開始出手了，手快有，手慢無。2020年前8個月，中國有近萬家企業轉投要做晶元，其中，江蘇、浙江、陝西、天津、遼寧、重慶、江西轉產半導體的企業數量分別為1262、1230、905、277、239、230、169家，同比增長了196.94%、547.37%、618.25%、465.31%、387.76%、422.73%和412.12%。近日又有最新消息曝光說，就連賣男裝的海瀾之家都開始投資21萬美元要來研發半導體了，這就像前些年的新能源騙補貼一樣，成立一個空殼公司來騙補貼的架勢。最終這9.5萬億投資，必然是成為超級爛尾工程，一地雞毛，只是肥了那些騙子和官員。不管是習近平想要的晶元還是光刻機，基本上都造不出來。
晶元是全球製造業上的明珠，需要物理、化學、材料、數學等頂級科研成果和精密的製造工藝，需要真空環境，可以說5000多道工序的每一個細節都關係到晶元的成敗。做這樣的東西，需要自由的創新體制和精益求精的工匠精神。可以說，晶元製造涉及到中國的發展模式和創新體制。
在近代的500年裡，中國在發明創新方面對世界的貢獻幾乎為零。全世界838項重大發明中，沒有一項來自中國！不要說與美國、英國比，甚至連瑞士的一個零頭也達不到。再過五十年、一百年重寫世界發明創新史，中國能否改變過去500年史上的空白？答案很大程度要看中國人是否享有自由。自由是才是創新之源！
北京經濟學教授胡星斗在《美國之音》中說：「整個國家沒有信仰，只崇尚權力和金錢，沒有契約精神和誠信概念，假大空盛行。在一個盛行自我吹噓、同時人們說話都膽顫心驚的地方要形成創新精神、要能夠在晶元方面自主創新，的確不現實。」
一句話：沒有個人思想自由的極權國家是永遠搞不出晶元的。這個脖子是被歐美卡定了。
