芯片,以储量最丰富成本最廉价的二氧化硅为原料,成就了这个星球的科技之巅,颁一枚最佳逆袭奖,实至名归!
在中国与外国这两国的较量中,芯片常常引得众人口水战,究竟是中国已经吊打外国,还是外国仍然摁着中国?今天咱就试着捅一捅这马蜂窝。
核心技术到底是个啥
技术研发有三条铁则:无论搁谁,研发就是烧钱烧时间,这是根本;无论搁谁,有需求或者认为有需求才会投入研发,这是动机;无论搁谁,研发第一步必然是探究已有的同类技术,俗称山寨。
把技术拆一拆,大概就这么几样东西:设计、材料、生产设备,而设备本身也是设计和材料,所以归根结底,技术可以笼统地说成材料加设计。
结合这两条,先看几个例子。
比如,独步武林的架桥机,把这台设备的每一个零件都拆了,每一个细节都抄下来,再烧几个亿试几年错,“山寨”一台架桥机对几个工业大国来说并不难。那为啥外国人不山寨呢?因为需求不大,烧出来只能当玩具。
再比如,美帝登月的土星五号火箭,至今无人超越,很多人因此就说中国火箭落后美帝五十年。但是别忘了,咱们是和今天的美帝一起落后曾经的美帝,这显然有点说不通。其实原因无比简单,当年登月是政治需求,属于冲动消费,完全是亏本买卖,有点像郑和下西洋。后来需求没了,土星五号也就跟着一块消失了。
假设,咱们硬要山寨一台土星五号有多大把握?若是像煮茶叶蛋那么搞,倾全国之力,不出2年,妥妥的。别抬杠,没人再去埃及造金字塔,总不能说现在的建筑水平不如古埃及吧?
中国有着这颗星球上最旺盛的基建需求、工业化需求、国防需求,由这些需求催生出的各种技术,只要不需烧太多时间的,甭管外国有没有,甭管山寨还是原创,甭管投入有多大,基本全拿下了。
这类由大投入大需求构成的技术门槛,也能筑成实打实的核心技术。只要你能造出别人造不了的东西,就算核心技术。于是,我们可以给中外两国第一阶段的较量下个结论:
如果把所有技术堆成一个金字塔,除了塔尖那一点之外,中国几乎可以单挑整个外国,尤其在某些大需求大投入的领域更是完虐外国,如填海造岛、高铁、火箭振动台等。
那塔尖还剩了啥?当然是需要烧很多时间的技术,塔尖的较量有些复杂,再举例子。
飞机发动机涡轮叶片,工业皇冠上的明珠,说的就是这玩意儿。如果叶片不够结实,油门踩狠了就得散架。
这怎么山寨呢?一块材料拿到手,要测出其中的成分及比例,也就几顿饭的功夫。进一步,想要知道不同原子之间的排列规则,过程稍微复杂一点,但几天下来基本也摸透了。
你以为这样就山寨完成了吗?不,这才开始,你得找到一种让不同原子按特定顺序排列的方法,这过程完全两眼一抹黑,要烧的时间相当长。这好比,番茄炒蛋的成分可以告诉你,但你做的菜就是没我做的好吃。
这种由烧时间烧出来的技术门槛,也只能靠烧时间去慢慢追赶,这类核心技术往往都是材料。可以说,任何牛逼设备,你拼命往细拆,最终发现都是材料技术。(当然,也有特例,比如氢弹)
比如,作为“工业之母”的高端机床,咱基本和国足一个水平,只能仰望日本德国瑞士。最大的限制就是材料,高速加工时,主轴和轴承摩擦产生热变形导致主轴抬升和倾斜,刀具磨损导致的误差,等等,所以加工精度极高的活,咱们还是望“洋”兴叹。
材料技术有时还要点运气。金属铼,这玩意儿和镍混一混,做出的涡轮叶片吊炸天。铼的全球探明储量大约2500吨,稀少程度排自然界第三,主要分布在欧美,这种战略物资,妥妥被美帝禁运。中国前几年在陕西发现一个储量176吨的铼矿,马上拼了命烧钱,苦逼生活才有了起色。
金属铼产量分布图
稀土永磁体,就是用稀土做的磁铁,能一直保持磁性,用处大大的。高品位稀土矿大多分布在中国,所以和“磁”相关的技术,很多是外国抱着中国大腿,美帝也不例外,比如磁约束核聚变、太空暗物质探测等。
非线性光学晶体,中国在九十年代就已经世界领先,并在十来年前对美帝实施了禁运,2016年美帝终于打破中国技术封锁,生产了第一块KBBF晶体。不要怀疑本僧拿错了剧本,不然你以为中国的激光武器、光量子通信从哪里来的?
如果我们继续罗列就会发现,应用宽泛的材料,中国大多还是落后外国,而一些细分领域,中国已经逐步领先。呃,这么说还是太笼统,咱来点数据。
小盆友们坐端正,重点来了!这种关键核心材料,全球总共约130种。整个人类的核心科技,某种程度上说,指的就是这130种材料,其中32%国内完全空白,52%依赖进口,在高端机床、火箭、大飞机、发动机等尖端领域比例更悬殊,零件虽然实现了国产,但生产零件的设备95%依赖进口。
这串数据是在2018年的一次官方论坛上火起来的,但仔细考证了一下,应该是工信部在2011年的调查报告,如今的情况据说已经大幅度改善。
说则小道消息,就在前阵子,山上有位老僧去北京开会,回来对本小僧一阵感叹:这兔子怕是急眼了,居然要投****亿在**、**领域,要求在*年内达到****,而且还要****。本僧弱弱问了句:能行吗?老僧若有所思,良久,缓缓吐了一句:时间紧,任务重。
无论怎么说,在塔尖的较量,中国虽然势头很猛,但仍明显处于下风。
好奇一下,这130种材料长啥样呢?巧了,工信部《重点新材料首批次应用示范指导目录(2017年版)》入选了六大类材料,也是130种!里面好几个都和芯片有关。
为了严谨点,这儿说的核心技术,不包括和生物有关的技术,如医药、农业等等。但凡和生物有关的,往往是另一回事!
举个粒子,电影《药神》里治疗慢粒白血病的格列卫,成份甲磺酸伊马替尼,生产制造并不难,不然三哥也不会这么轻易做出仿制药,难的是怎么知道甲磺酸伊马替尼有这作用。
还有一些技术的门槛并非来自技术本身,比如:软件。这几乎是纯设计类技术,压根用不到材料,为啥操作系统还是被人吊打?假设你的操作系统比安卓好十倍,但没有人会用一台没有App的手机,为啥没App啊?对不起,没有公司会为一个没有用户的系统开发App。
这个死循环看明白了吗?除非有一天谷歌不让中国手机用安卓,那才是国产操作系统的春天。软件的门槛经常是来自于市场惯性。
绕的有点远了,芯片从一块石头练就霸王之躯,涉及的核心技术不是一般的多。为了便于小盆友理解,这话得从原理说起。