华为入场碳基芯片，中国半导体可以弯道超车了？天亮起床啦

Sep 2, 2020

【2020二十七期】华为入场碳基芯片，中国半导体可以弯道超车了？天亮起床啦

大家好，我是小导。今天我们来谈所谓的半导体弯道超车，也就是许多大V总爱说的碳纳米管芯片，大家可以随意搜索一下内容，非常有意思。开始讨论之前，我要先和大家说另外一件事情一位朋友在留言中提到巫师财经，我本来完全不了解，专门去研究了一下，吓出我一身冷汗。人设崩塌这个事太恐怖了，所以我就赶紧自省了一下，我的人设有没有崩塌的风险呢？那我自己肯定还没有给自己定人设这件事，我还是个宝宝。但是观众可能会给我定人设，那为了防止将来有人设崩塌这个问题，我决定先自己把自己给崩了。首先有人会说，哇小刀你懂好多。这么说，我首先要为南大和国大打call那我的许多观点和理论来自于我的同学们，别问我为什么他们这么厉害，不去见个阿里巴巴，新加坡最厉害的人都在打工，只有像我这样的人才来打嘴炮。而且大家其实也都才只有五到十年的工作经验，那许多事情未必清楚。那所以很多信息依然来自于搜索引擎。那我真正懂得其实也不多。

第一个人设就他了，还有人说我的视频很中立，这也不对，其实我早就在以前的视频里提过了，没有人能真正做到中立。那我们的价值观受到成长的环境以及不同的经历所影响，只能说我不会故意为了取悦某部分观众，做出不同于我本心的视频来。那另外一个人设可能是我自己立的，我一直强调自己的工资比视频收入高得多，表现出特别不在乎钱的样子，这也是不对的。万一我哪天大火了，所以请各位拿钱狠狠的羞辱我。

其实我主要想说的是，我只是单纯的比较喜欢做视频，那和大家聊聊天没有什么伟大的目标，那我也不想自己因为被目标所绑架。如果把做视频完全变成了一份工作，那我可能就没有太大兴趣了，那我的目标就是不工作。好了，回到今天的主题弯道超车，咱们先把弯道超车这四个字吃透。先什么情况下能弯道超车呢？拐弯的时候你前面的车弯拐大了，要留了一条道给你那两点之间直线最短，它走了条大弧线，你越接近直线，那要走的距离就越短，就可能可以超车了。这里有三个前提条件，一个是弯，对手留下了破绽，一个是道就你得知道你走在正确的道路上，那否则一个人直接开出跑道，自以为把别人甩的没影了。其实主办方正在焦急的等待你回来办退场证明。那最后一个就是相对速度，那即使对手留下破绽，也帮你证明了前路可行。那还必须保证速度够快才能超过对手。

这方面大家可以参考马化腾马爸爸传说中的弯道之王，这几点很重要，后面我还要提起那一句话，就是对手走偏了，你走对了，你走的还快。那半导体有没有可能弯道超车呢？这就要提到五月份时候，北大的张志勇、彭连毛教授的课题组发表在size上的一篇有关碳纳米馆的论文。为什么五月份的事情我现在才说呢？因为我的天赋技能就是蹭不上热度的size是什么呢？那是研究期刊里的顶刊，能上去发表文章，大概相当于歌手去了格莱美乒乓球运动员进了中国国家队，你先甭管他说了什么，能上science就证明了这篇论文的确有开创性的进展，这样的期刊基本容不得什么水分。

我特别下载了这篇论文，一个小时看了两页，看得我眼睛疼。虽然我平时生活工作都用英语，但是像医学、化学、材料学这些神奇的学科，你找个美国人来也未必看得明白。那结合我的谷歌大法，加上我在SSMC的朋友的解释，勉强弄明白了这篇论文在说什么？那在介绍这篇论文说什么之前，我们还得先来了解一下芯片的生产，否则就可能发生这样的问题，北大碳纳米管芯片和瑟斯荷兰光刻机十几万的电机。芯片由许许多多的经济管组成，经体管的模型大概是这样的。那我们如何将经体管生产出来呢？这就要提到光刻胶和光刻机。

光刻胶分正性和负性。光刻胶简单的说就是一种遇到光刻机的光就消失，一种没有遇到光才消失。拿正光刻胶做例子，那我们在晶圆上先涂上一层正光刻胶，然后光刻机上了由光刻机融化掉想要时刻的那部分上方的光刻胶，那这部分晶圆就暴露出来了，其他地方还被保护着。现在就可以开始时刻了，那时刻也分好几种，咱们就不用在意这些细节了。总之沟工艺工程师会想办法控制好时刻的深度。时刻完后我们可以看到中间剩下一部分对吧。

这个就是get高级点的叫法，就是山极简单点叫就是门，那由它来控制电流能过或者不过我们常说的7纳米工艺，14纳米工艺讲的就是这个门的宽度，但是这个时候这个门还不能工作，那我们还要继续铺一层绝缘体，一般用一些化学气体去产生反应这个没什么难度。铺好绝缘层之后，再用离子给门洗个澡，也就是所谓的离子植入。到了这一步，这个进气管就差不多了。那么芯片要怎么做出来呢？我们需要让光刻机再稍微移动一点，去下一层再做一个经济管。这样一层又一层大概做出几亿个经济管之后，芯片就差不多完事了，剩下的还有一些后端工艺。虽然我讲的跟玩一样，实际上像一些比较好的手机的芯片，00总总加起来5000个以上的工序，中间任何一环出问题，整个芯片可能就废了。

所以为什么当年董小姐开始说花20亿做芯片会被人笑话，这个钱可能还不够，代工厂留意思偏的。那后来他改口说500亿，那500亿够不够呢？如果他愿意每年投500亿，投个5到10年可能会有效果。这事真的没必要。为了面子硬来。华为可以做，那是因为他已经悄悄的耕耘了很多年，而且每年几千亿的利润还没有股东敢掣肘，更重要的是华为也只是能做设计。至于我刚刚说的这些所有的东西，都只有代工厂能做。而代工厂做的事情，只是让大量的工程师想办法发挥以光刻机为核心的所有机器的最大性能。

光刻机从哪里来呢？smlsml的核心技术又从哪里来呢？没错，美国所以绕了一大圈，美国通过它的euv技术卡住了全世界的脖子，因为被卡住了脖子所以这时候学者们提出了弯道超车我们终于回到了今天的主题上，就是5月份这篇在science上发表的有关碳纳米馆半导体材料的论文。

这篇论文到底在说什么呢？简单来说，这篇论文谈到了两件事情，一个是作者们证明了碳纳米管材料的性能非常优越，但这其实不是最重要的。能让他们将文章发表在size上的原因是他们找到了一种全新的制作碳纳米管的办法。观众们要知道一件事情，一个科学家的论文能发表在science上，说明两件事情，一个是发现是开创性的，非常牛。另外一个就是离产业化还有很长的距离要走。总的来说，就是中国的科学家已经可以在实验室做出一种替代归精元的材料了，而且性能非常不错。所以大V的这个标题是什么意思呢？举个通俗的例子，就是大厨研究出菜籽油比玉米油炒出来的菜更香。记者写了个报道，菜籽油大战大铁锅。

中国有没有可能弯道超车呢？回顾一下我前面说的弯道超车的三个要点，对手偏了，自己的方向正确，速度足够快。那我们先来说碳纳米馆材料这个方向正确不正确。事实上，早在1991年，日本物理学家范岛城南就已经发现了碳纳米馆。我的那位朋友大学时主修的就是纳米材料学，他告诉我那个时候他的课本上就已经在介绍碳纳米管了。那按照他的年龄，也就是说起码在十年前，碳纳米管材料的优越性就已经是公开的秘密了。问题只在于任何材料到了纳米级别的时候，不是说你想造就能造的出来的，哪怕你对材料的结构了解已经非常清晰了。那么碳纳米管到底行不行呢？答案是行。

首先其实已经有很多科学家证明了碳纳米管的优越性，再加上这次北大团队发表的论文，基本上我们可以肯定的说，碳纳米管材料就本身的性能来讲远超现在的硅基材料。因为材料的优越性理论上来说，同样数量，碳纳米管晶体管性能要超过我们现在使用的硅基晶体管。换句话说，如果中国掌握了碳纳米管材料的大规模生产方式，而其他的国家又没有这个技术的话，那么也许中国可以用28纳米的制程做出和14纳米甚至7纳米制成大小、性能相当的芯片。但是碳纳米管是不是就一定是正确的方向的还不好说，我大概搜索了下硅基材料的替代品，发现还有一个特别火的方向就是2d材料。

那一样，在nature和science上有不少论文，不少是韩国和美国的作者，说实话我也看不懂。那大概的意思就是这种材料就只有薄薄的一层原子，那厚度就是一个原子的直径。那之前炒的特别火的石墨烯，就是这种材料具体多厉害，我就不跟着忽悠你了，真的看不懂。但是我看到类似的项目，在韩国是得到了韩国科学部的资助的。如果各位将来想拿这个事来吹牛皮，表现出自己比较专业的技术一个要点，探纳米管的是把一张钢网卷成了一个圈。那石墨烯之类的2d材料是一张钢网平铺就行了。那普通的材料和他们一比就是铁矿石，但是吹到这就不能再继续了所以说这个方向对不对还无法完全肯定。但是不可否认的一点，就是确实有机会。

那么对手有没有走偏呢？中国的对手就是美国吗？其他的人我们也不放在眼里是吧，我们假设碳基的方向就是对的。那北大的团队在5月份的时候在science上发表了论文。而在下个月的6月1号，美国麻省理工的助理教授马克思舒拉克的带领团队在nature上也发表了有关人造碳纳米版的论文，所以说美国也在做这方面的研究。但有一点可以稍微挖一下，就是马克思居然只是个助理教授，教授其实分很多不同的级别，最低的是assistantprofessor高一级的是associateprofessor最高级别是professor那中国人包括新加坡人一般比较客气，不管你是什么级别的统称教授，就跟很少有人叫别人赵副总前副总一样，这个情商太低了。但是其实在学术界这个级别还是蛮重要的，基本跟你的经费还有你曾经创造过的价值是相关的。

其实你看照片你也看得出来，这个马克思明显非常年轻，她其实是个90后，你知道吗？所以我据此推测，美国其实没有花太大的功夫在碳纳米馆上。但是是不是说相对于中国，美国这方面的研究相对速度就慢呐，也不一定。我们看麻省理工论文的标题是什么？在商用硅制造设施中制造碳纳米管制厂效应经济馆，也就是说MIT已经想要开始尝试将碳纳米馆往商用上靠了。

可能这个90后是个天才。那如果我们再仔细研究一下，会发现一个更可怕的事情。在论文的acknowledgment里面，除了有美国国家高级研究计划局和空军研究实验室的官方支持外，还有ADI和skywater这样的半导体公司支持。我看了一下，中国科技部纳米专项和国家自然科学基金有为北大的团队提供资金支持。但是北大团队也表示中国企业并没有出大钱，也没有像美国企业这样深度参与，索性华为现在已经与北大团队接触了。所以如果你要我说弯道超车可能吗？我觉得不可能。应该说在新材料方面，中国和美国领先全世界。但是要说中国已经超过美国了，还不至于。而且只是在新材料方面，我们不落后了，到最后还是要用到光刻机这些东西。半导体的竞争几乎就是打名牌的斗地主。而且最惨的是中国被迫叫了地主，那牌还没有农民多。

中国现在只能做一件事情，就是直到超车一力详事会类似于碳极芯片等的新材料方向，一定要继续做。因为即使中国不做，美国产业界也依然会继续推动新材料的研发。那到时候中美的差距又会进一步加大，而仅仅对新材料进行研发还是远远不够的。北大的论文中提到，他们通过100纳米的工艺尝试制作了一些五边形震荡器电路，良率大概是50%左右。那这个良率当然是非常低的了。假设材料没有问题，这就说明原有的几乎所有的工艺都重新来过。原本的光刻胶材料也许不再适合，那离子掺杂，也许有新的问题，居然三层肯定要重新做。最重要的是我们依然绕不开光刻机。那我感觉这么说还是太枯燥了，我忍不住了，还是必须得开车，大家坐稳。

话说一个叫兰村的村子里，现在有两个大户，老兔家以前祖上是全村首富，后来家到中路，老鹰家最近几十年连续蝉联全村首富，甚至现在已经开始往一个叫火星的村发展了。最近发生了一件事情，让老兔家族有点难受，那就是老鹰家的第三代孙子小鹰过十岁生日，正式宣布可以打酱油了。可是老兔家儿子小兔已经30岁了，连女朋友都没有。

这件事情其实情有可原，不是说小兔不招女孩子喜欢，主要原因还是小时候家里穷，父母一直强调要好好读书，恢复以前家族的荣光。钱呐都被花在读书吃饱饭上了。不要说早恋了，临到了大学，谈恋爱的钱都没有到了，如今家里的条件终于有了改善，那父母也开始想着要赶紧抱个孙子了。毕竟隔壁老鹰家孙子都10岁了。

但是这事老鹰家不同意，因为小兔这后干活太平了，要是让他家再来几只小兔，那全村首富的地位呢就要受到威胁了。所以老鹰家发话了，盘村人谁家呢，也不准出妹子和小兔谈朋友生娃娃。兔子家现在人也不少啊，有一种呢认为老鹰就是纸老虎，只要我们有信心，一定能把娃娃生出来。我们现在定下目标，3000内怀孕，两个月内生娃，一年内到10岁。震惊。原来兔子家才是最大赢家。那还有一种呢认为老赢家太强了，要不小兔呢就别找媳妇了，到老赢家呢抱一个娃娃回来就好了嘛，是不是亲生的也不重要，将来能为家里干活就行了。

大家不要笑啊，你肯定觉得至少有一种想法是扯淡啊，怎么会有人说这种话呢？那是因为你没看到。这也是为什么我在不同的地方被不同的人骂的原因。这其实是在重复我前一期视频里的观点，因为资金是有限的，中国当年不可能放弃许多对民生改善见效更快的研发。allin半导体。你看李彦宏前几年雇了陆琪说要allin人工智能，结果没多久就把人家开了我们外行看了肯定就哈哈大笑。但是作为百度的高层，我相信他们肯定也是做了一个非常痛苦的决定。

前一期视频我已经强调过了，今天再强调一遍半导体和我们买个包不一样，那包稍微大一点，小一点，颜色亮一点，暗一点，我们也无所谓。但是半导体工艺的好差反映到产品上差别是很大的，仅仅相差一代的工艺，在体积功效能耗上的差别会非常明显，这样的产品是没有竞争力的。而我前面说的两种比较极端的想法，对中国的半导体事业其实也完全没有帮助。我们不要把半导体的从业人员想象成打了鸡血的科研疯子。说到底，这只是他们的一个工作，国家或者公司的老板如果重视这个产业，大家就好好做，如果没人管，那就转个行就做程序员什么的。别觉得今天某某做个视频鼓励一下或者diss一下，对半导体这个产业就能产生什么影响？那马云说的好，员工离职只有两个原因，钱没给到位，心委屈了。多数人工作的目的就是为了不工作，说到底还是钱要到位可能有人要说了，那你说了这么半天有什么用呢？其实我只想说两件事情，作为普通的吃瓜群众，不应该给前线作战人员太大的压力必胜。这些话应该是做事的人自己喊给自己听的。就跟你在准备升学的考试的时候，你父母每天跟你说，你一定能上清华北大。这种话，不如不说。

那另外一个就是对半导体的讨论依然是必要的。我们每多一次的讨论，国家或者部分公司也许就能对半导体重视一分，华为这样的公司也许就能多一分的助力。但是切记喊口号也要喊的有限度。好了，今天我就和大家聊到这里了，我们下期再见，拜拜。