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日本为什么能卡全球芯片的脖子?

2021-03-22 00:00:18评论 it 时评 日本 技术 芯片

这一段时间,“缺芯门”愈演愈烈,手机、平板、汽车企业都希望能存点儿芯片过冬,但芯片产能就那么大,谁有钱、谁有关系,谁才能抢到芯片。全球媒体的视角再次聚焦于芯片产业链,神秘的芯片制造环节频频见诸于报端。面纱被揭开的同时,大家也开始理解:芯片产能真不能随随便便提高。在谈到芯片制造时,人们首先会联想到台积电、三星,认为他们的制造能力卡住了芯片业的脖子,后来人们知道荷兰的光刻机、美国的EDA软件是芯片制造更深度的技术。正当人们对于光刻技术、软件系统叹为观止时,却惊讶地发现:芯片制造需要的材料加工,更是不可或缺的环节,而且绝大多数的材料科技都掌握在日本人手里,这也就是为什么韩日贸易战时,日本一直底气十足。

“缺芯门”慌了大家的神。日前又爆出,芯片制造所用的一种超级绝缘材料"短缺,导致一些芯片制造产线无法开工,而这种绝缘材料的供应商竟然是一家日本的味精厂商,他们在味精的副产品中提炼出一种材料,绝缘和隔热性能一流,形变力强,从根本上保证了芯片的正常运转。如今小小的味精吃紧,影响的却是全球芯片产业,十分地霸道。

 日本为什么能卡全球芯片的脖子?


味精补芯片,这是神马奇葩事儿?

自电脑时代开始,CPU厂商就开始了自虐之路:处理速度越来越快,容量越来越大,但是体积要求越来越小,终于出现纳米级电路。在狭小的空间内,线路不可能平铺,只能类似盖楼叠加,所以,线路之间的绝缘材料就成为工艺成败的关键。最早的时候,芯片制造商采用绝缘液体涂料的方式处理,不仅需要耗费大量工时,绝缘的性能也不太好。仅仅两轮的摩尔定律,绝缘涂液就开始力不从心,缺点彻底暴露。

正当芯片业内的专家束手无策时,日本一家味精厂商的研究员却有所发现,他们最初只是想着如何处理味精制造过程中的垃圾,然后,发现味精副产品中含有树脂类物质,这种物质绝缘隔热性能非常好,而且可以制作得非常薄。研究员坚信“垃圾只是放错位置的资源”,通过潜心研究,改进工艺,最终把味精副产品变成绝缘薄膜,供应给芯片厂商。后者在拿到如此材料之后,欣喜若狂,它们不仅形态自如,承接各种电路组合,耐热绝缘且非常容易安装,比之前的绝缘涂层更加安全高效。随后,世界上各大知名芯片制造商纷纷邀请这家味精厂商提供样品,并加入自己的采购系统。截止到19世纪末,100%的电脑芯片都采用“味精的副产品”做绝缘处理。即便到了移动互联网时代,苹果、高通、三星、台积电等当红芯片商,都要依赖于“味精副产品”。毫不夸张地说,没有这层薄薄的绝缘膜,芯片几乎无法制造:再好的设计和光刻,都无法封装完成。


日本为什么能卡全球芯片的脖子?

按照常规的商业逻辑来讲,这家味精厂商能够同苹果、高通合作,而且起到非常关键的作用,应该早就频繁见诸于媒体,品牌识别度应该也是全球级别的。但笔者并不想写出这家企业的名字,因为他们不需要。显然,这和日本企业的价值观有很大关系。

 日本为什么能卡全球芯片的脖子?


匠人精神,在嘈杂的商业环境中独善其身

其实,日本有很多的隐形冠军,他们掌握着全球产业链最核心的材料,哪怕很小,哪怕是不起眼的,包括芯片材料、特种钢材、涡轮叶片等等。日本的企业主或者打工者都喜欢把事情做到极致,他们能充分享受到“技艺升级”的成就感,比之商业回报要爽20倍以上。这也是为什么,日本企业没有依靠“卡别人脖子”而换取巨额的商业利益。味精厂商只想做好本分:坚持做好的味精,顺便提供芯片所用的材料。尽管这个“顺便”正在改变世界,而且让苹果、三星、台积电成为全球最赚钱的企业。

除了芯片所用的绝缘薄膜之外,日本还掌握着大量的尖端材料。据SEMI推测,日本企业在全球半导体材料市场,所占份额达到66%。在19种主要材料中,日本有14种市占率超过50%,而四大核心材料,包括硅片、光刻胶、电子特气和掩膜胶等领域,日本有三项占据了70%的份额。专利申请不计其数,他们简直就是一个材料狂魔。

日本在芯片材料领域能取得如此成就,自然不是一朝一夕的事情,他们坚持在各自领域内做到极致,每年都要进行升级,唯有这样才不会惧怕任何贸易战,毕竟,日本不像中国地大物博、资源丰富,他们能依靠的只有人们的工匠精神。拿芯片所用的硅片举例,它的原材料是满世界都存在的沙子,但是对纯度和配方要求极高。首先,纯度就是一个无止境之路,半导体的硅片纯度要求是99.99999999999%,相当于在一个操场上只能允许出现一粒沙子,更可怕的是,日本仍在持续提高这个纯度;其次,配方对材料的影响极大,这个更需要耐心积累,换句话说,就是用几十年的时间不断试验,持续寻找最优组合,世世代代地配置下去,直到找到最佳配方,卡住全球芯片的脖子。

虽然很多人对日本这个民族都没有好感,但不可否认他们有很多特性都值得我们深思,包括工匠精神、技术积累,在嘈杂的商业环境中独善其身。在全世界都喜欢热闹、高调,忙着争夺品牌识别度、争夺话语权的时候,日本却能独善其身,卡住全世界的脖子,不简单。(科技新发现康斯坦丁/文)

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