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[山野闲人]

http://blog.sina.com.cn/s/blog_4a01359b0102z7y4.html

原文标题：14亿人的艰苦战争：中国人用了30年望见计算力的珠峰

文章来源于浅黑科技
作者史中

【导语】
科技是枪，也是玫瑰。
有时人们持枪远征，荒废了玫瑰园；
有时人们沉迷园艺，家园却被铁蹄踏平。
而在那些伟大的故事里，人们手握钢枪，身后鲜花盛开。


日本是一个喜欢“画面感”的民族。从浮世绘、歌舞伎，到茶道、花道，到活着就是为了打篮球的《灌篮高手》、所到之处尸横遍野的《柯南》，总之，一哭二闹三上悠亚的日本，就是比四书五经六小龄童的天朝更讲究“排面儿”。

1941年冬天，日本飞机从云层中俯冲下来，直扑夏威夷的珍珠港。很多美国军机的折翼都没来得及展开，就被按在机场的地面上摩擦，直接变成折翼天使，排面儿太美，不忍直视。直到今天，这都是行为艺术史上不可抹去的一笔。

干这事儿，日本海军司令山本五十六内心其实是一万个草泥马的。他是哈佛毕业的高材生，在灯塔国实打实生活过。

“主张和美国作战的，可以说是不了解美国的实力。美国生产力异常强大，海军官兵的行动也非常敏捷。我是军人，只要陛下一声令下我也会与美国作战。但是，我们尽最大努力恐怕也只能打上半年。”这是山本开战前的原话。果然，半年之后，中途岛一战，美国开始全面反攻。

那时候的美国究竟强在哪儿呢？二战前，日本的工业产值占世界的3.8%，美国工业产值占世界的38.7%，底特律一条街的汽车比全日本的日车都多。

二战爆发后，美国迅速把全国的工业能力转向武器制造，从1941年到1943年，美军坦克产量从4052辆飙升到29497辆，翻了五倍。二战期间，美国造出了262524架飞机，在整体质量比日本高N个等级的情况下，数量还超过日本和德国的总和。

这些飞机坦克，美国还不是自己用的，而是给英国、法国、北非战场、中国战场整个反法西斯战线一起用，还绰绰有余的。日本投降，二战结束时，美国突然不用造飞机坦克了，干得正起劲的工人们还颇有些失落：建国200年都没这么好的工厂效益，这咋还不打了呢？

美国兵工厂的那种感觉，恐怕只有现在中国的口罩厂能够体会了。

注意了，节目开始了！这段历史隐含了一个重要的问题：美国在战前生产的都是民用汽车，为啥变魔术似的说生产坦克就能生产坦克，还能毫无鸭力地运到亚非欧呢？

答案很简单，因为当时的美国拥有一个非常发达的“工业基础系统”，从四通八达的公路铁路海运网络，到上下游完整的生产线。这就像有了地基，你既可以在上面盖炮房，也可以在上面盖炮楼。这也称为“基建”（基础建设），是能够制造生产力的生产力。

爸爸的爸爸叫爷爷，生产力的生产力叫“基建”。

当时的美国可以一脸坏笑，对已经被打得和月球表面一样的中国说：基建是个好东西，希望你也有。

八十年过去了，我们终于有了史上最强的基建，公路遍布各村，高速公路遍布各市，高铁遍布各省，西电东送南水北调。美国人一偷懒，勤劳的我们就在东南沿海建起了全世界独一无二的工业分工体系。珍珠奶茶方便面，火锅米饭大盘鸡，床单被罩安全套，螺丝螺母电路板，只有你想不到的，没有我们做不出来的。壮哉天朝，前途大好，这盛世如你所愿......

然而历史是个老司机，总是在你不经意间一个急转弯，冲上秋名山。

“计算机”这家伙，本来只是在战争中用来计算弹道的无名小卒，没想到二战后飞入寻常百姓家。这下事情朝着奇怪的方向去了：人手一部的计算机生生在现实世界之外制造出了一个“平行世界”——互联网。

在互联网里，什么山川河流大海国境线之类的阻隔全都被抹平了，人和人之间交流的唯一障碍只剩下文化和语言。正如1987年中国发出的第一封电子邮件里写的那样：越过长城，走向世界。（别笑，这是原话）

这个平行世界在每个人的脑海里开辟了“第二战场”，而且像个泡泡一样越长越大，渐渐地人们抱着电脑手机，每天分配在上面的时间越来越多。第二战场的“战事”都快超过第一战场了，大有小三上位之势。

到了2020年，甄嬛眼看就要逼宫皇后，人们忽然发现一个要命的事实：为物理世界所做的基建已经成百上千年，为平行世界所做的基建才刚刚上路。平行世界需要基建咩？既然是计算机创造出来的世界，最重要的基建之一当然就是——计算力。

从“计算力”的视角看这个操蛋的世界，你瞬间就像有了一副透视眼镜，能立刻读懂各个玩家的“底牌”。接下来，中哥就带你重温一下这些紧张刺激干净卫生的“计算力里程碑”。

 

[山野闲人]

1 一场“世纪大交易”

电影里，主人公动不动就和魔鬼做交易。现实世界没有魔鬼，只有美帝，我们只能和美帝做交易。

1）计算力的第一个里程碑：90年代引进西方的芯片、PC和操作系统。

人们经常会犯一个错误，那就是把现在的问题简单归罪于过去的某个选择。有关计算力，一个流传很广的判断就是：现在我们在芯片上落后于美国，就是因为当年选择了“造不如买，买不如租”的策略。导致我们大量进口芯片，养肥了 intel，自己的芯片产业却被彻底摧毁。

这也是现在很多人骂联想“美帝良心”的逻辑出发点。目测现在装满美国芯片的小米手机也有这个趋势......骂得倒没什么不对，中哥不抬杠。不过我很好奇：退回到过去，如果我们真的能闭关锁国，美帝的芯片一颗都不允许进来，我们的历史会怎样发展呢？

有一点可能大概率发生，那就是“全中国人用到高性能的个人电脑”这件事很可能推迟十年或者更多。我们用的操作系统也大概可以参考朝鲜的红星操作系统。（当然，红星系统也挺漂亮）

我突然想到了雷军的故事。当年雷军加入金山，和求伯君他们一起，完全靠自主研发，搞出了中国人引以为傲的WPS。求伯君出席发布会都穿中山装，说：“中国人不能没有自己的衣服，也不能没有自己的软件。”

后来怎么样了呢？90年代在和微软Office的交锋中一败涂地。那时候，正版 WPS 480元，正版Office 97元，盗版Office 5元。就算WPS的盗版也卖五块，可是上百个“国产司机”研发的WPS当然不如几千“美国车神”研究的Office 好用。老百姓们安装盗版盘的时候，可就把民族精神什么地抛在脑后了，哪个香就装哪个。

也许正是这段经历，让雷军明白了：“民族精神是要有，但前提是要活到下一集。”于是在小米的创业过程中，他肯定不愿意在同一个地方摔倒两次。别管小米手机里现在有多少美国芯片，起码小米活得还很好，所谓君子报国，十年不晚。

有人会说，我们宁可用“红星OS”，也要在芯片上争口气！假如国家强制支持国产芯片，电脑不好用，我们就不上网，不玩游戏不就得了，每天跳皮筋捉迷藏一样开心， 还能锻炼身体。这样忍一忍，不就忍成芯片强国了吗？

然而，这世界是个蝴蝶效应的系统，你改了初试设定，后面一定会引发连锁反应。当年如果排斥美国芯片，代价很可能是：我们一直无法使用国际上最先进的芯片，基于芯片的软件发展也会随之被拖慢，中国互联网人口的增长会减速，于是，中国计算力的第二座里程碑很可能会被推迟。

2）计算力的第二座里程碑：“云计算”的创世。

这里有个很有趣的知识点：翻开历史，中国旧基建是由国家主导建设的，而新基建的历史却是由民企书写的序章。

说到云计算的创世，大概绕不过阿里云。阿里这么伟大的吗？并没有。其实不用避讳，民营企业，主要就是奔着挣钱去的。什么科技向善、实业报国，其实都是挣钱的副产品。有当然更好，没有也行。

2008年，王坚博士被挖到阿里巴巴，最主要的目的就是为了建立一套大数据分析系统。大数据分析的目的，说白了就是要把商品更精准地推送给剁手党，让他们花更多的钱买买买。

大数据分析系统，在当时基本属于计算机应用科学王冠上的明珠。要想有明珠，得先造个王冠。大数据系统必须跑在云计算上，所以这个王冠就是云计算。

说到这，岔出去讲几句。其实在当时，最有希望夺下云计算王冠的是百度。百度出于广告业务的需要，比阿里更早地研发出了一套云计算系统。只是百度觉得，云计算系统只是个“基建”，只有个地基就拿出去卖钱，那不是奸商么？得在上面盖好楼盘再卖啊！百度所谓的“楼盘”，就是基于云计算的人工智能。

于是百度执拗地开始研究人工智能，一错神的机会，阿里云冲了出去，再一错神，连腾讯云都冲出去了。

犹豫就会败北，百度只能假装看不见，咬牙继续盖楼。万万没想到，这个楼是真费钱啊，才盖到一半儿，封顶无望，钱都快花光了，怎么办？老本行“竞价排名”那还能搞出来点钱不？什么？不能？不能也得能！于是，技术实力最强且不想做奸商的百度却阴差阳错成为了公众眼里最奸商的奸商，简直就是奸商本商......

扯远了，说回阿里云。其实阿里云的创立者王坚几乎就要复刻百度的命运——阿里云盖到一半儿，也没钱了。不仅没钱了，连人都跑光了。

当时阿里云员工的感觉，就像是1934年一个毛头小伙子刚刚满怀信心入了党，结果党中央要战略转移，开始爬雪山过草地地长征。如果不是最坚定的无产阶级战士，肯定是经历不住这种考验的。幸亏啊，幸亏，幸亏马云爸爸在全体大会上稳住阵脚：“我一年给阿里云投10亿，投上10年，到时候再看！”

实际上，王坚博士喊了五年的信仰，最后是被马云花10亿给捞回来的。所以中哥一直说，抛开金钱谈信仰，就是耍流氓。（马爸爸退休之前的“福报论”不就是抛开金钱谈信仰么）

阿里云这群疯子死去活来一折腾，客观上却给全中国建立起来一个云计算的底座。当然，如果说中国的云计算底座仅仅有阿里云是不客观的。应该这样说：在中国最大的云计算底座阿里云的鼓舞下，一众大公司和创业者都开始坚信“云计算”这条道路，敢于把命运赌在其上。（用人话说就是，阿里看到钱了，大家都想分一杯羹。）

于是，众人拾柴。腾讯云、UCloud、金山云、百度云、华为云、电信天翼云这一众英雄冲出历史的尘埃，踩着更多如今已经湮灭在时光洪流中成千上万的云计算厂商的尸骸，杀了出来。

直到这时，他们才顾得上喘口气，回望太平洋对岸。亚马逊的AWS，微软的Azure，谷歌Google Cloud形成美帝的云计算基础设施，开始全球扩张，而在这千钧一发的时候，中国云计算企业拍马赶到战场——最先起跑的阿里云，还有很早就出海的UCloud，还有靠游戏碾压世界的腾讯，还有在2000年左右就完成国际化的华为，都迅速顶住美国云计算厂商的进攻，在世界棋盘上圈住属于自己的地盘。

了解了以上，我们再来回看中国计算力的历史，来路就很清晰了。

如果不是当年借助美帝的芯片让PC在中国普通家庭里快速普及，就不会有上亿的互联网人口，也不会有如此多的网购、游戏玩家和内容消费者，如此，阿里巴巴也就不会有冲动去建立大数据分析系统，阿里云在2008年创世的可能性就会大大降低，在这一波美国云计算公司的全球扩张浪潮中，我们很可能又签个《辛丑条约》之类的。条约一签，再想翻身有多难，可以参考1900年。

回到我们的话题，总结成一句话应该是：在历史的长河里，我们用芯片的代价争取了宝贵的时间，换回了世界顶级的计算力基础设施——云计算。

你会说，那芯片这一课我们就永远补不上了吗？别急，故事还在继续。

 

[山野闲人]

2 “社畜”一样的服务器

地基之所以坚固，是因为它由混凝土浇筑而成。云计算之所以坚固，是因为它运行在一个个靠谱的服务器之上。

服务器这东西听上去很专业，其实说白了一点都不神秘，就是大号的电脑主机。假设把云计算比作人的思维，那么服务器就是产生思维的这个大脑实体，对，就是你吃火锅涮的脑花。

你可以简单地认为，电脑和服务器的发明者都是一个公司：IBM。

又是美帝的公司，真让人泄气。

“那不用问，中国云计算死去活来搞了那么半天，肯定跑在IBM的服务器上吧？”

你错了。中哥都说了历史是个老司机。在服务器领域，历史又趁你不注意，一个急转弯，开上了秋名山。本来，IBM可是一手好牌，俩王带四个二。

IBM服务器畅销到什么程度呢？2008年前后，阿里巴巴买IBM的服务器（小型机），那就跟玩儿似的。为了维持业务，恨不得淘宝网的利润的一大块都要用来买这货，可想而知IBM做梦都能笑出来。

结果呢？

刚才说了，王坚到阿里巴巴，要做大数据分析系统。而大数据系统是很耗费计算力的。打个比方吧：如果说一般的数据系统好比一辆轿车，百公里也就烧十个油，那么大数据系统就是民航飞机，跟喝汽油一样。需要的计算力大了几个数量级。

这玩意儿要是再跑在IBM的小型机上，那阿里的生意不要做了，光买IBM服务器就能买到破产，一年到头估计还得欠IBM好几个亿。于是，阿里巴巴决定，新做的阿里云系统坚决不能跑在IBM的Power架构服务器上，而是要跑在便宜的x86服务器上。

x86服务器，说白了就是使用intel芯片的服务器，你日常用的个人电脑就是 x86架构的。

Power架构是IBM提出来的，所以他自然就会守着这个架构不放，觉得个人电脑的x86架构难堪大用。当时虽然在IBM内部也有x86架构的服务器团队，但是基本上就是“后娘养的”，连个窝头都吃不上。

结果，死贵死贵的IBM终于成了各大厂商围殴的对象。阿里巴巴专门发明了一个词，叫“去IOE”，其中的 “I” 就是IBM。要不是恨到了一定程度，不会专门起个名骂它的。

其实，阿里巴巴弄得这么热闹，完全是自找的。因为腾讯和百度就压根没考虑过IBM，他们从一开始就在用x86架构的服务器。（这是因为阿里巴巴的电商业务对数据准确性和计算力要求更强。）

x86服务器哪家强？在那个时代，国际上最强的x86服务器厂商应该是戴尔和惠普。这很合理，因为他们过去就是生产个人电脑的。好不容易把IBM搞掉了，替换它的还是美国公司。

故事讲到这里，终于有一家中国公司强势插入我们的主线故事，那就是浪潮。

相比阿里巴巴，了解浪潮的人就少多了。浪潮脱胎于山东电子设备厂。想当年中国第一颗卫星东方红一号里面，就有他们生产的晶体管。在90年代，浪潮的带头人孙丕恕就主持研发出了中国第一台x86的服务器，他也被称为中国服务器之父。

由于研发出了最早的x86服务器，国家863计划把后续研究x86服务器的重担都交给了浪潮。这么一指派，就阴差阳错地让浪潮站在了历史的风口上。

这一波云计算的兴起，浪潮可算是抓住机会，奔走在各大云计算厂商之间。论价格，我比国外服务器便宜，论定制化，我什么姿势都能给。眼看浪潮如今（2020年初）已经冲到了服务器世界第三的位置，不仅行销全国，还卖到了亚非欧美拉，中国人倍有面子。当然，紧随其后的还有“彪悍的人生不需要解释”的华为和收购了IBM x86服务器业务的联想。

注意，这里有一个很有趣的现象。x86服务器之所以能流行，是因为它是一个开放的生态，intel只生产最核心的那块CPU，至于服务器的其他部件，它给出标准，谁生产都行。这有点像手机，反正就是芯片、电池、主板、外壳，不需要很高的技能就可以组装。这样的话就会导致一个结果：品牌机肯定便宜不过山寨机。

于是，在服务器领域，也出现了一票“山寨机”。这些山寨机一般是由戴尔、惠普在台湾的代工厂所生产的，由于不挂戴尔、惠普的标，所以也叫“白牌服务器”。白牌服务器很便宜，炒鸡便宜。

于是，我们走到了计算力的第三个里程碑。

3）计算力的第三座里程碑：服务器的“社畜化”。

在现代工业体系的加持下，服务器越来越像社畜。你出门买一袋盐，会很在意你买的是什么牌子么？大多数人不会。工头让你去买砖，你会去特意买什么品牌的砖吗？也不会。老板招一个程序员，会关心他身高体重家庭背景吗？不会。为啥呢？因为在现代化工业体系下，盐和盐基本都一样，砖和砖基本都一样。社畜和社畜差不离。

同理，服务器和服务器也很类似。而且，云计算厂商之所以敢放心地购买白牌服务器，还有一个原因，那就是上层的软件系统已经被打磨得很完善，坏一台服务器，软件立刻就把工作负载无缝转移到别的服务器上。就好像你突然进了 ICU，老板一分钟之内就可以把你的任务分给其他社畜，你死不死，无，所，谓。

还记得我们之前说的么：计算力的底层是服务器，服务器的成本很大程度上会决定计算力的成本。降低服务器成本的秘诀你可能猜到了，只有三个字：富士康。当然，富士康只是代名词，在服务器代工领域的大佬是英业达、纬创之类。它们都是台湾公司，而台湾是中国领土不可分割的一部分。

说到这，中哥又要重复一遍我们的中心思想了：“在历史的长河里，中国用芯片的代价争取了宝贵的时间，换回了世界顶级的计算力基础设施——云计算。云计算又反过来把服务器产业链抓在自己手里。”

你可能会说，服务器代工厂都在中国台湾，这不保险吧？确实不保险。其实，中国大陆已经崛起了很多代工厂，例如比亚迪就刚刚接手了华为手机的代工，闻泰科技一直为小米手机代工。前段时间，郭台铭也很有诚意地把富士康的一部分挪到了大陆来上市，名为工业富联。

故事讲到这，你会发现，我们拥有云计算技术，也可以把控服务器代工产业，整个计算力链条里，只有一件事儿似乎还超出我们的控制，那就是服务器里的芯片。

终于到了芯片。

 

[山野闲人]

3 “芯片”，出来混总是要还的

中国人一直想在芯片上摆脱“卡脖子”的，例如龙芯、飞腾、兆芯。我们最初确实想用这些芯片替代intel，进入中国的个人电脑市场。但是这条路已经被证明失败了。因为intel和windows形成了联合生态，想用windows，就得用 intel。当年把intel “引狼入室”的那一刻，就注定了我们很难再把intel替换掉。（别说中国人，美国人也换不掉。只不过intel“恰好”是个美国公司。）

但是，随着计算力作为基础设施存在，芯片的自主可控希望又回来了。因为人们需要的是计算力，而计算力底层是服务器，服务器底层才是芯片——只要能提供计算力，底下爱是什么芯片就是什么芯片。例如华为，就在做一款x86架构的“备胎”，基于ARM架构的处理器：鲲鹏处理器。

ARM和intel有什么区别呢？intel会把生产好的芯片卖给全世界，ARM却卖“图纸”——芯片IP授权。其他公司买了这个授权，可以自己找人去生产。简单说：如果把intel比作卖大米的，那么ARM就是卖种子的。如果没了大米，我们下个月就饿死。如果没了种子，我们明年才饿死。所以，你大概明白：从intel换到ARM，说白了是从一个依赖换成了另一个依赖，只不过依赖变小了。

不过，ARM 是一家英国公司。而且ARM被软银收购了，也算是一家日本公司，这和美国有关系吗？有关系。研究ARM芯片的主力工程师都是美国人，美国人威胁说：芯片里有超过25%的美国技术，美国不同意，ARM随便卖就违法！

2019年，ARM就因为美国的威逼利诱，宣布暂停和华为的合作。不过英国人也很刚，后来完成了法律方面的确认，说我们的技术跟美国人没关系，100%属于英国，想卖谁卖谁，继续和华为做生意。

看到这，你可能都烦了，怎么说来说去，芯片总也摆脱不了对美国的依赖啊？别急，接下来就到了我们的第四个里程碑。

 

[山野闲人]

4）计算力的第四座里程碑：芯片开源。

要我说，华为依附于ARM做了这么多年芯片，最主要的目的其实是锻炼一支可以“魔改”芯片的队伍，有朝一日找到新机会，这支队伍可以直接杀出去从头设计一套芯片。

其实，在芯片领域，已经出现了一个“没有国籍”的架构，这就是始于加州大学伯克利分校的RISC-V开源架构。开源，意味着全世界的大神都在给这个架构做贡献，代码也是完全免费公开的。于是，再也没有人可以用任何理由来控制它。

说到这，又得说回咱们的梦想家，中国云计算第一把交椅的所有者，阿里巴巴。2018年，阿里巴巴收购了芯片公司“中天微”，重组为“平头哥”。这名字一看就是马云给起的，所谓“生死看淡，不服就干”。冲这名字，也是一场大战在所难免的节奏。平头哥推出的第一款芯片IP——玄铁910，就是基于RISC-V架构的。

当然，目前RISC-V架构主要用于“小玩意儿”上，例如物联网设备，难以作为服务器芯片。但是想当年ARM芯片也被认为是用在小玩意儿上的，如今不也被华为用来做服务器芯片么？有大佬认为，随着RISC-V的成熟进化，计算力会迅速提高，大概五年之后，它就可以应用在服务器上，作为排在intel一号备胎ARM后面的二号备胎。

这并不意味着云计算厂商真的要用RISC-V替换掉intel的芯片，只是如果中华民族真到了“最危险的时候”，intel不卖给中国芯片，ARM也不卖，那我们没有白面至少还有棒子面。但想饿死中国的计算力，那是不太可能了。

而且，在芯片领域正在发生一个影响极其深远的变化。受限于科学天花板，芯片技术的步伐已经放缓了，intel都被称为牙膏厂好久了。这个时候，要想提升计算力，最好的方法就是从“通用计算”变成“异构计算”。

“通用计算”和“异构计算”有啥区别？举个例子你就明白了。通用计算就像是大学生，学好数理化，走遍天下都不怕，绝大多数职业都能干。异构计算就像是博士后，在一个非常窄的行业里他是专家，但是如果逼他做其它行业的事情，很可能效率奇低。

例如，人工智能芯片就是典型的“异构计算”。在这个领域NVIDIA是领头羊，但并不是不可撼动的巨头。全世界有技术力量的公司都在开发属于自己的AI芯片，这其中也包括阿里巴巴、华为、百度等等。

综上所述，中国企业造芯片，各方面所受到的限制都在快速减少，中国芯片的春天才刚刚来临。

不过刚才我们说的，其实都是芯片设计。然而，即使中国掌握了全球顶尖的芯片设计技术，我们还面临一个更巨大的问题：没办法把芯片造出来。因为，造芯片需要一种究极神器——光刻机。

 

[山野闲人]

4 物理世界和网络世界的交汇点：光刻机

光刻机的技术有多高级，看看这个知乎提问，可以感受一下：

有人这样形容光刻机：这是一种集合了数学、光学、流体力学、高分子物理与化学、表面物理与化学、精密仪器、机械、自动化、软件、图像识别领域顶尖技术的产物。

它大概长这样。

别看说得这么热闹，其实这玩意儿的工作原理就是用“紫外线”作刀，对晶圆进行雕刻，让芯片上的电路变成人们想要的图案。四个字形容：“硅上雕花”，跟扬州修脚的“肉上雕花”一个意思。

不过，同样是“雕花”，你看看数据就知道光刻机比修脚师傅厉害到不知哪里去了。

现在最先进的EUV光刻机可以做到的“雕刻精度”是7nm，这相当于一根头发的万分之一。由于要达到这样的雕刻精度，在雕刻的过程中晶圆需要被快速移动，每次移动10厘米，可是误差必须被控制在纳米级别。这种误差级别相当于眨眼之间端着一盘菜从北京天安门冲到上海外滩，恰好踩到预定的脚印上，菜还保持端平不能洒。

做出一个芯片大概需要3000步工序，由于每一步都是“硅上雕花”，有一定失败概率，三千步下来，要想让最终的成品合格率大于95%，那么每一步的失败率就必须小于0.001%。

为了达到这种效果，最先进的光刻机上有10w个零件。（一辆汽车大概是5000个零件）

光刻机就像科幻小说里的虫洞那样，这边是物理世界，那一边是赛博世界。

以前，全世界能批量生产高端光刻机的厂家只有三家，荷兰ASML，日本的尼康和佳能，但是最新一代光刻机研发烧钱烧得太邪乎，尼康和佳能基本已经弃疗了。目前，ASML一家占据全球光刻机市场的85%，利润的107%。

2012年，在研究最新的EUV光刻机时，ASML也觉得研发费用无底洞，想放弃，差点从ASML变成了AWSL。结果那些等着光刻机续命的芯片企业慌了，intel、三星、台积电从家里拿来大几十亿美元支持ASML，求它再坚持一下。于是，ASML终于造出了能制造7nm制程芯片的光刻机，每台卖一亿美元。

一亿美元，其实不贵，也就北京几套房。但问题仍然是：光刻机不是你想买就能买。说到这里，就要提到1996年签署的《瓦森纳协定》。瓦森纳协定本名叫“瓦森纳安排机制”。简单来说就是：美国带着他的小伙伴不把东西卖给别的国家。我不知道都有哪些国家被“安排”了。反正中国是被安排得明明白白的。

就拿光刻机来说，中国台湾的台积电想买多少有多少，而大陆版的“台积电”——中芯国际——订了一台7nm光刻机，据说到现在都没拿到出口许可证。于是，目前中芯国际最精细的制程是14nm。

这就导致一个结果：截止2020年春天，中国大陆没有制造7nm制程芯片的能力。而目前最尖端的芯片，例如华为手机的最新芯片（麒麟980、麒麟990）已经是7nm制程的，如果台积电被逼选边站搞事情，中国大陆企业就很难受。

 

[山野闲人]

中国可以生产光刻机吗？

答案是：可以。中国最牛的光刻机生产商是上海微电子装备公司（SMEE），它可以做到的最精密的加工制程是90nm，相当于2004年最新款的intel奔腾四处理器的水平。

别小瞧这个90nm制程的能力。这已经足够驱动基础的国防和工业。哪怕是面对 “所有进口光刻机都瞬间停止工作” 这种极端的情况时，中国仍然有芯片可用。在这种情况下，“断供”就达不到“弄死人”的效果，最大的作用其实是“谈判筹码”，不会真的发生。

于是，计算力“基建”的最后一颗龙珠也基本稳住。这些芯片进入了服务器和移动设备，成为了云上算力和端上算力，组成了庞大的“互联网基建”，组成了下一个大时代的入场券。

5 你来自未来

这篇文章写于2020年，如果你来自未来，你可能还会记得这一年是个特殊的年份。

这一年，病毒来袭。好多人都宅在家里，对着网上的菜谱做饭，对着摄像头开视频会，在微信和钉钉里商量方案。这一年，很多生产线的调度管理任务开始被自动化系统接管，比人效率更高，出错更少。很多机器人奉命在楼宇中喷洒消毒剂，还接管了快递的配送任务。

这一年，人们为了对抗病毒，在武汉修建了火神山雷神山两大医院，医院所有的计算力都来自于云端，人工智能帮助医生查看患者肺部的片子，为抢救生命节省宝贵时间。杭州、北京的专家可以通过5G信号和奔腾的光缆，远程为患者做实时诊疗。这一年，巨头们火速开发了基于大数据的健康系统，扫一个码就能同步所有健康信息。

这一切，都依赖于我们的计算力基建。

6 枪和玫瑰如果

我们的故事得停在这里了，因为未来尚未发生。

你可能觉得惭愧，在中国计算力这个宏大的故事里，自己好像并没做什么贡献。不过中哥得说，你的贡献很大。

1998年你打开“红警”“仙剑”的时候，2000年你进入网易聊天室的时候，2004年你小心脏怦怦跳着注册QQ号的时候，2005年你心惊胆战地在淘宝上下第一单的时候，2010年你把诺基亚换成跑着安卓系统的HTC的时候，2014年你刷着微信朋友圈愤世嫉俗的时候，2017年你羞涩地发出第一条抖音视频的时候，2020年你第一次使用钉钉远程开会的时候，都在为这个国家的计算力“基建”做贡献。

于是，每个人具体的生活轨迹和奋斗历程，汇成了技术史的一个侧颜。14亿人用了30年，望见了计算力的珠峰。

科技不仅能制造原子弹，也可以煮出茶叶蛋。科技并不仅仅能计算弹道轨迹，也可以计算外卖的最佳路径。科技让你我这样的普通人也能在岁月里获得快乐、安宁、勇气和尊严。

科技是枪，也是玫瑰。有时人们持枪远征，荒废了玫瑰园；有时人们沉迷园艺，家园却被铁蹄踏平。而在那些伟大的故事里，人们手握钢枪，身后鲜花盛开。

 

[山野闲人]

ASML的光刻机和氢弹哪一个更难搞?
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[山野闲人]

Takaki
Dom｜Geek
圆桌精选 · 科技自立之路
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简单说一下光刻机：

从1984年 ASML 成立到现在，各式的光刻机
光刻（Photolithography），也称为光刻术或UV光刻术，是用于微细加工以图案化薄膜或大部分基板（晶片）部件的工艺。它是用光将几何图案从光掩模（光学掩模）投射到基板上的光敏化学光刻胶。然后进行一系列化学处理或蚀刻曝光图案进入材料，以所需图案沉积制作为新材料。在有些复杂的集成电路中，CMOS（Complementary metal–oxide–semiconductor ，互补金属氧化物半导体）晶圆可以经历多达50次的光刻循环。

光刻机的投射能力受限于由使用的光的波长，和透镜系统（衍射能力）。目前最先进的光刻机是使用深紫外线（DUV）波长一般在 248nm 和 193 nm。

光刻机的投射系统可以达到的最小特征尺寸由下式给出：

其中：

为光刻最小特征尺寸（也称为临界尺寸，目标设计）

（通常称为k1因子）是一个封装过程相关因子的系数

是所用光的波长

是从晶片看到的透镜孔径数值

根据该等式，我们可以通过减小波长和增加数值孔径来减小最小特征尺寸，从而达到设计精度。

受激准分子激光（excimer laser），是一种紫外激光，通常用于生产微电子器件，半导体集成电路，也用于眼科手术和显微机械的加工。wikipedia
目前，光刻系统中常用的深紫外准分子激光器（excimer laser）是 248nm 波长的氟化氪激光器和 193nm 波长的氟化氩激光器。通常，准分子激光器设计为与特定的气体混合物结合在一起。因此，改变波长不是一件容易的事，因为产生新波长的方法是完全不同的，并且材料的吸收特性会发生变化。例如，空气开始在 193nm 波长附近吸收效果显著增强，当移动到亚 193nm 波长时就需要在光刻工具上安装真空泵和吹扫设备，这是难度很高的操作，所以缩短波长以达到更高精度的光刻效果技术要求非常之高。

浸没式光刻，wikipedia
使用 193nm ArF 准分子激光和液体浸没技术，光学光刻已经扩展到低于 50nm 的特征尺寸。这种技术也称为浸没式光刻（Immersion Lithography），它是一种用于制造集成电路（IC）使光刻分辨率增强的技术，其利用折射率大于1 的液体介质（通常是超纯的去离子水）替换透镜和晶片表面之间的空气间隙。

现在，只有 ASML 和尼康掌握了浸没式光刻制作技术。这其中最关键的还是它们在这个领域拥有丰富的知识产权组合，如果以后有其他企业进入竞争的话，技术壁垒非常大，与之竞争的难度也非常的高。

ASML 推出的浸没式光刻机，ASML Netherland B.V.[NL]
如上图所示为 ASML 的 TWINSCAN NXT：2000i 它采用了步进扫描系统（Step-and-Scan system），是一种双级浸没式（dual-stage immersion lithography）光刻工具，其技术规格为：

：193 nm

：0.85–1.35 (variable)

：≤ 38 nm (单次曝光)

根据摩尔定律，光刻技术就需要每两年把曝光关键尺寸 (CD) 降低 30%-50%。其实早在上世纪 90 年代末，科学家和产业界就已经提出了各种超越 193nm 的方案了，其中包括 157nm F2 激光，电子束投射 (EPL)，离子投射 (IPL)、EUV(13.5nm) 和 X 光等等。

由最开始的公式，光刻的进化路径之一就是使用较短的波长，wikipedia


但很不幸，上面的方案大多以失败告终，光刻光源被卡在 193nm ，这一停就停了大概 20 年。直到现在，我们用的手机电脑主芯片主要还是 193nm 光源光刻出来的。

进一步的发展：

EUV 光刻（极紫外光刻，Extreme ultraviolet lithography）：

EUV光刻中的图像形成机制，wikipedia
EUV 光刻的机制是：EUV 多层和吸收体（紫色）构成用于成像线的掩模图案。底部：从掩模图案反射的 EUV 辐射（红色）在抗蚀剂（黄色）和基板（棕色）中被吸收，产生光电子和二次电子（蓝色）。这些电子增加了抗蚀剂中化学反应的程度。本质上随机的二次电子图案叠加在光学图像上。不需要的二次电子曝光导致分辨率损失，可观察到的线边缘粗糙度和线宽变化。

其实 EUV 光不是由激光发射，而是由准分子激光激发的锡或氙等离子体发射。在生产环境中已经证明了10nm特征尺寸的制造，但尚未达到商业化所需的速率。

早在 2015 年，ASML 就宣布可量产 EUV 光刻样机。

ASML 的 EUV光刻机，ASML Netherland B.V.[NL]
上图是 ASML 的 TWINSCAN NXE 系统，它是是业界首个用于极紫外光刻（EUVL）的生产平台。可以提供 22 nm 分辨率的传统光刻和 18 nm 的离轴光刻。

NXE 步进扫描系统采用了 13.5 nm EUV 光，由锡基等离子源产生。该系统采用卡尔蔡司 SMT 全反射4倍光学变焦镜头组件，数值孔径（NA）为0.33，最大曝光范围为 26 mm×33 mm。

技术规格：

： 0.33

： ≤ 22 nm

如果有专用夹头，可生产小于 3 nm 的工艺制式，和配套机在一起用可达到小于 5 nm 的工艺制式（Dedicated chuck ≤ 3 nm ；Matched-machine to TWINSCAN NXT ≤ 5 nm）

然而这样的系统售价高达 1.2 亿美元一台，但还是收到了无数的订单。大家纷纷排队等待交货，如果订单达成，还可能要等好几年。这样一台 EUV 光刻机的规模也是非常庞大的，它有超过 10 万个零件，需要多次集装箱运输，安装和调试也需要专业的技术指导，关键这又需要很长的时间。

我们生活在一个一切由芯片驱动的伟大时代，几乎每天都享受着有手机、电脑、家电等与互联网带给我们的精彩生活，

氢弹不了解，不做评价。只对光刻技术的话，其发展不是一蹴而就的，直到今天它还是在不断的改良，优化，沉淀，这是一项需要长时间，不是三五年，而是几十年，不断探索并逐渐精进的技术，所以难度可想而知。

编辑于 2019-05-31

知乎用户

说实话，现在知乎的年轻人让我脊背有点发凉，这就是现在的年轻人？无脑喷，说话不过脑，印度风，这无益于我们整个国家的发展，我们现在只是站在巨人的肩膀上抽烟，在前人面前，已经丢掉了好多品质，我国很早就开始研究计算机，核武早期的大量数据就是靠自产的计算器+算盘计算的，由于当初所处阵营问题加之苏联点错了科技树，让我们跟集成电路的技术失之交臂，这不是单纯的技术原因，同样有政治原因，巴统成立以后可是对中国有专门的清单，包括现在还有瓦纳森协定放在那里，我们国家技术的进步是真正的披荆斩棘过来的，不是你简单一句这个容易那个难点就能概括，实事求是，认真务实啊年轻人们，港珠澳大桥、高铁、天宫、月兔、北斗、盾构机等，这些东西我们试过当舔狗，舔狗什么下场，知乎有专门的提问，可以自行围观。我前面说过，光刻机不难，asml的光刻机是精密技术加工的集大成作品，这个才是最难的，但是硬要说起来，说难也难，要说简单也简单，从中央的文件部署来看，我们是有序的在追赶着的，科技追赶切忌急躁，没有至强我们照样有了神威太湖之光，不要把问题想的那么难，步子太大，容易一事无成，这也是为什么西方敢把先进技术卖给印度不敢卖给我们的原因。



以上为王者九连败后有感而发。

以下原答案。







asml的光刻机当然难搞，要考虑的是我们国家还很年轻，技术沉淀人才积累远没有欧美日那么多深厚，但是光刻机不难搞啊，我们国产的有的，上海微电子有官网的，精度差嘛是可以追的，怕的是没有而不是落后，这就像美国一万多核弹，我们几百颗一样，你确实牛，但我也不怂啊，氢弹是我国制造光刻机的基石。





我也不明白为什么氢弹在一些知乎er眼里跟白菜一样了，这两个各有各的难度，但是氢弹的难点不但在技术上，还在于能不能搞，光刻机的难度是想不想搞。我还是那句话:时间。高层对于这些高尖端技术的重视程度是相当高的，我们国家发大财还只是进入21世纪开始，那时候就有

《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）》确定了核心电子器件、高端通用芯片及基础软件，极大规模集成电路制造技术及成套工艺，新一代宽带无线移动通信，高档数控机床与基础制造技术，大型油气田及煤层气开发，大型先进压水堆及高温气冷堆核电站，水体污染控制与治理，转基因生物新品种培育，重大新药创制，艾滋病和病毒性肝炎等重大传染病防治，大型飞机，高分辨率对地观测系统，载人航天与探月工程等16个重大专项，涉及信息、生物等战略产业领域，能源资源环境和人民健康等重大紧迫问题，以及军民两用技术和国防技术。
其中十二五期间把《极大规模集成电路制造技术及成套工艺》项目列入重点规划，史称02专项

目标分别是：重点进行45-22纳米关键制造装备攻关，开发32-22纳米互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺、90-65纳米特色工艺，开展22-14纳米前瞻性研究，形成65-45纳米装备、材料、工艺配套能力及集成电路制造产业链，进一步缩小与世界先进水平差距，装备和材料占国内市场的份额分别达到10%和20%，开拓国际市场。
年轻人们，脚踏实地，一步一个脚印啊，切忌印度风啊，印造坦克，40年不成。

编辑于 2019-05-28

 

[dqbp]

有些东西很难说得明白，比如中国足球。

 

[山野闲人]

科普贴，也厘了下中国近30年来计算机发展情况

 

[山野闲人]

讲句话老实话，中国的确有很多热诚热心热血的科技人才、企业家们都是在默默地为这片生育他们的土地贡献一生的心血，他们真的不去计较那么多的这不公平那不自由等等的，你或许会耻笑他们太傻了，但是他们真没有我们想那么多，他们的时间太宝贵了，争分夺秒的利用。我敬佩他们这种奉献及专注的精神，我没法做到。

 

[水碧山青]

光刻机和氢弹哪个更难搞?
二个都容易搞，别人能做出来我们也能做出来，大家不是神，都是人，相信在闲人主席的浮夸鼓励下，科学技术很快超过西方不是梦。

 

[水碧山青]

讲句话老实话，中国的确有很多热诚热心热血的科技人才、企业家们都是在默默地为这片生育他们的土地贡献一生的心血，他们真的不去计较那么多的这不公平那不自由等等的，你或许会耻笑他们太傻了，但是他们真没有我们想那么多，他们的时间太宝贵了，争分夺秒的利用。我敬佩他们这种奉献及专注的精神，我没法做到。

讲句真心话，如果主席能够一天不与坛友吵架，论坛早就没落了。
生活在这片土地的人民，每天紧张的工作都是为了钱，为了自己和家人能够过上好日子。
你能够做到的就是在论坛日夜吵架

 

[水碧山青]

主席在论坛上样样精通，无所不能，政治、经济、文化、科技。除了赵括的夸夸其谈，除了在论坛上夜以继日地吵架，还没发现你有什么亮点。

 

[水碧山青]

氢气弹有人去投师学艺，高档光刻技术到哪个机构培训？

 

[行来行去]

高精尖确实是技不如人，虽说有些也达到了高水平。

 

[水碧山青]

高精尖确实是技不如人，虽说有些也达到了高水平。

那些达到了高水平？是哪个领域？

 

[山野闲人]

讲句真心话，如果主席能够一天不与坛友吵架，论坛早就没落了。
生活在这片土地的人民，每天紧张的工作都是为了钱，为了自己和家人能够过上好日子。
你能够做到的就是在论坛日夜吵架

为了论坛的热度，我贡献了睡觉时间，可是论坛连个荣誉会员都不舍得，差评。
会员看来是没希望的了，，

 

[山野闲人]

主席在论坛上样样精通，无所不能，政治、经济、文化、科技。除了赵括的夸夸其谈，除了在论坛上夜以继日地吵架，还没发现你有什么亮点。

亮点就是做论坛的炮弹，，，炸了你一回又一回，问你过瘾没？

你三番二次换甲都被我拆穿，不爽啊。

 

[行来行去]

那些达到了高水平？是哪个领域？

我就不跟你说，因为你太长气，我顶你唔顺啊。

 

[行来行去]

 

[水碧山青]

我就不跟你说，因为你太长气，我顶你唔顺啊。

讲不出来就是信口开河

 

[行来行去]

为了论坛的热度，我贡献了睡觉时间，可是论坛连个荣誉会员都不舍得，差评。
会员看来是没希望的了，，

应该是没有机会了的。我也没有机会的。

 

[行来行去]

讲不出来就是信口开河

我是信口讲黎。