的材料|日本为什么能卡全球芯片的脖子?

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 。

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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 。

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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 。

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【的材料|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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