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为什么西方对俄罗斯的半导体制裁,如拳头打在棉花上?

俄罗斯仍在风口浪尖,从俄乌冲突到现在,俄罗斯受到西方制裁加剧。俄罗斯半导体始于苏联,现已势微。然而本次,半导体制裁对于俄罗斯却如拳头打在棉花上,让人惊奇。

近日,俄罗斯政府宣布了新的半导体计划,预计到2030年投资3.19万亿卢布(约合488亿人民币)用于开发俄罗斯本国的半导体生产技术、芯片开发、数据中心基础设施、人才培养以及自制芯片和解决方案的市场推广。F7Yesmc

而在半导体制造方面,俄罗斯计划投资4200亿卢布(约50亿美元)开发新的制造工艺和改进工作。对于半导体制造,俄罗斯的短期目标是在2022年底前使用90nm制造工艺提高本地芯片产量,更长期目标是到2030年实现28nm芯片工艺制造。在基础设施上,计划投资4600亿卢布(约55亿美元),到2030年全国数据中心预计由目前的70个增加到300个。此外,俄还计划在2022年底前建立一个针对“国外解决方案”的逆向工程项目,将相关制造转移到国内。F7Yesmc

俄罗斯目前的半导体制造工艺在90nm以上,今年年底要实现的90nm是英特尔2003年水平,并在2030年建立起28nm的产线,这是台积电2011年水准,也是中芯国际的目前制程。F7Yesmc

中芯国际的“俄罗斯版难兄难弟”

继今年2月下旬,美国商务部宣布对俄罗斯制裁,禁运了包括半导体、计算机、电信、信息安全设备、激光器和传感器等技术及产品之后,3月31日,美国财政部宣布对俄罗斯科技和网络相关的实体与个人实施制裁,措施包括冻结在美所有资产,其中包括俄罗斯集成电路公司Mikron。F7Yesmc

俄罗斯主要集成电路制造商为两家:Mikron和Angstrem公司。其中,Mikron只能提供65-250纳米制程工艺加工能力,Angstrem也只有一座8英寸晶圆厂,能提供90-250纳米制程工艺,主要提供军用、航天和工业领域产品。F7Yesmc

MikronF7Yesmc

与Angstrem相比,Mikron公司规模更大,是俄罗斯最大的芯片制造商,负责出口俄罗斯50%以上的微电子产品。该公司也获得了俄罗斯官方的订单和税收优惠。目前,Mikron正为俄罗斯国家支付卡系统(Mir)生产芯片。此前美国对俄罗斯实施制裁,而后Mirkon开发Mir芯片。F7Yesmc

Mikron成立于苏联时期,它的前身为成立于1964年3月的分子电子研究所(NIIME)。在上世纪七十年代,Mikron是苏联第一个开发和制造大规模使用的数值和模拟集成电路的公司,在此之后数年,Mikron开发了国内第一个具有氧化物绝缘的集成电路的工艺,在此基础上,又在集成电路制造技术中引入了等离子化学工艺,在初期,Mikron在集成电路上有着相当的名望,推动了前苏联的工业化和国防军事发展。F7Yesmc

在前苏联解体之后,俄罗斯在经济上发展缓慢,本世纪Mikron发展也并不突出。2006年时,Mikron同ST意法半导体签署了一项技术转让协议,获得了生产180nm芯片的技艺。2009年Mikron又在ST意法半导体技术基础上掌握了200mm晶圆上创设90nm芯片的生产技术,最后到2013年才逐渐完成65nm集成电路制造技术的研发。F7Yesmc

尽管Mikron过的并不是太“如意”,但是自从俄罗斯被制裁之后,也采取了相关的措施发展自己。今年5月,Mikron准备了一个投资项目,计划将产能扩大两倍(每月达6000片),用于生产180–90nm的芯片。实施这一项目需要大约100亿卢布。除了资金外,Mikron产能翻倍的计划也包括了一些节约成本的措施。例如Mikron打算为新生产线配备更多地二手设备,特别是蚀刻、沉积和光刻设备,这还可以规避制裁的影响。F7Yesmc

AngstremF7Yesmc

事实上,Angstrem比Mikron成立更早,其前身同样是前苏联时期的一个研究所NII-336,后重组为精细技术研究所,在苏联解体之前,Mikron、Angstrem以及Integral(如今为白俄罗斯的集成电路和液晶显示器制造商)一起,是苏联集成电路的主要制造商。F7Yesmc

Angstrem在本世纪同样选择外国公司帮扶,获取先进技术。2008年时,Angstrem与德国公司Exyte合资在俄罗斯泽列诺格勒建立半导体工厂,能生产尺寸为130nm的芯片,该工厂为了更新制程工艺,2016年时向AMD购买半导体相关生产设备,但由于美国的制裁没有成功。F7Yesmc

Angstrem由于落后的制程难以获得足够订单加上2017年时制裁导致的经济技术困境,无法偿还债务,该公司破产后在2018年被其主要债权人VEB.RF银行接管。F7Yesmc

综合来看,两家半导体制造工厂的实际生产能力在65到250nm之间,在苏联解体后两家公司的半导体技术主要来源同样是西方引进,所以也不难理解本次俄罗斯的逆向工程抄近路的做法。F7Yesmc

ARM火上浇油?

除了制造制作之外,俄罗斯有两家主要的处理器开发商,MCST(生产Elbrus通用处理器)和Baikal Electronics。前者生产Elbrus通用处理器,后者生产基于ARM的处理器,Mikron也生产嵌入式处理器,但是产量较少。F7Yesmc

近日,英国方面日前已将MCST和Baikal Electronics列入制裁名单,除冻结其资产外,英国企业对其提供技术服务也将受到严格管制。制裁指令之后,俄罗斯企业将无法基于ARM架构开发与制造处理器。除了冻结MCST和Baikal的资产以外,英国政府还禁止ARM对俄罗斯提供技术服务。除非Baikal能够找到一家违反专利法的芯片代工厂,或者找到新的芯片专利公司向其授权开放处理器架构,否则Baikal的ARM处理器很可能会“绝版”。F7Yesmc

Baikal Electronics拥有ARM有现成处理器的设计和生产许可证,包括Baikal-M、Baikal L,直到最近的Baikal S2。F7Yesmc

因此,Baikal只能放弃ARM选择其他架构,例如RISC-V、MIPS、VLIW,业界普遍预测俄罗斯将走向RISC-V架构。但是,就算资金到位、人员到位、政策到位,到量产出合适的RISC-V,俄罗斯必将面对痛苦的无芯期。F7Yesmc

另辟蹊径,却命途多舛?

苏联时期,核武器需求增加,冷战双方的核弹头存量成为一个竞争指标,苏联需要便宜又简单稳定的芯片。当时,俄罗斯选择了电子管技术,苏联当时的电子管技术甚至超过同一时期的美国晶体管性能。随着时间的推移和行业发展,电子管技术却一直投入大、收效小。国际上一直留有“苏联以发展电子管为主”的说法。有讹传称,当一名苏联飞行员1976年驾驶着一架米格-25叛逃到日本,美国人拆开后傻眼,不但机身用的不锈钢,里面还装了一大堆电子管。F7Yesmc

彼时,美国在集成电路上突飞猛进,终于在上世纪80年代做出了超大规模集成电路,将电子产业直接拉升到全球第一的地位,并且在商用领域造就了大批现在已经是巨人的公司。F7Yesmc

冷战时期,美对苏技术封锁带来的信息不对称致使苏联对科学的预判缺乏前瞻性及战略性,闭门造车与科技发展趋势脱轨。当美国开始大力发展晶体管的时候,俄罗斯还是认为电子管的小型化才是电子工业发展的方向,瓦伦丁阿夫迪夫还突破了电子管小型化技术,让电子管继续辉煌了20年,但是当以晶体管为主流的集成电路大势已成,美国人早就已经将苏联远远甩到了身后。苏联在技术上的落后也注定了它的命运。F7Yesmc

苏联之后,俄罗斯也曾如其他国家一般鼓励发展本国半导体,俄工贸部此前宣布,俄已禁止官方部门采购包括进口芯片、笔记本电脑、平板电脑、服务器等在内的部分电子产品,促进俄对芯片等重点产品的进口替代。此外,俄罗斯官方采购其它电子和医疗设备时,必须优先采购本国企业,如果有一个国内供应商的竞标申请,就要拒绝外国供应商。F7Yesmc

2019年,俄罗斯还推出“2030年电子工业发展草案”,旨在提高该行业本土化水平。据俄工贸部规划,到2030年俄电子工业产值将激增150%以上,民用电子产品产值将攀升至4.6万亿卢布,现在俄罗斯正在发力AI、5G等产业方向。F7Yesmc

正如俄罗斯近年来的坎坷国运一般,最近俄罗斯的一项罚款,也颇有看头。F7Yesmc

此前,俄工业和贸易部给予补贴用于T-Platforms公司开发计算机技术,共有六个项目,包括基于Baikal国产CPU的数据中心刀片式服务器线、工作站系列、机架式服务器线、笔记本电脑系列等。每个项目的补贴金额高达各项目总成本的三分之一到二分之一。现在,俄工业和贸易部获得莫斯科法院裁决,向T-Platforms公司收回2016年给予的27.6亿卢布巨额补贴,同时该公司还需支付5亿卢布罚款,共计32.6亿卢布。F7Yesmc

根据官方通报,T-Platforms即使在国家补贴之下,依旧没能完成早先制定的研发进度。原本在2019年11月30日便应该实现量产发货的Baikal-M系列处理器推迟到2021年才完成发货,其产量不合格(只有5000颗),在性能表现上也不达标。该芯片采用台积电的28nm制程打造,8核cortex-A57架构,频率最高达1.5GHz。支持DDR4-2400和DDR3-1600内存,功耗不超过35W。F7Yesmc

因此,行业多称T-Platforms是在骗取国家经费。今年4月,T-Platforms也已经被美国列入限制名单。F7Yesmc

我们可以学到什么?

我国也早已出台在集成电路领域的扶植政策。不光中国和俄罗斯,美国、日本、欧洲都在从国家层面下发政策,这表明了集成电路具有很强的政府引导性。俄罗斯虽然也给国内的半导体公司扶持,但是如果企业像T-Platforms一样攫取国家经费,国家仍会追回补贴。目前,国内公司多有转产半导体的风潮。为了享受相应的地方减税政策,方便融资,一些公司之前与半导体没有任何交集,但是却通过增加半导体的经营范围来达到自己不可告人的目的。俄罗斯对不达标的公司追回补贴给了我们参考,如果中国也采取这样的政策,或许可以阻止德科玛、弘芯、泉芯等一票公司的烂尾情况发生。F7Yesmc

不过另一方面,集成电路是一个投入大、风险高、回笼慢,按时对于半导体公司越来越难。(“半导体犯了焦虑症”),也有扼杀创新的坏处。因此,防止芯片项目烂尾的举措或许可以前置审查,更加严格评估,并且追踪。F7Yesmc

除了产品之外,苏联对于技术的固步自封已经得到了历史的教训,中国目前努力追赶先进制程是好的方向,不再赘述。F7Yesmc

有个有趣的数据是,俄罗斯芯片进口仅占全球0.02%,且这0.02%主要是是德国的模拟芯片,比如英飞凌的产品,整个国家对于芯片的需求很低,因此俄罗斯并没有很担心制裁,正是“福兮祸之所倚,祸兮福之所伏“吧。F7Yesmc

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