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荷兰的军工业发达吗?

作者:Anita 发布时间: 2022-08-18 18:04:16

简介:】荷兰的军事工业,由于二战后的工业发展较快,特别是在上世纪七十年代,电子半导体时代到耒,荷兰呈现出如象菲利普这样先进企业,且很快成为世界级的电子跨国公司。有此基础,军事工业也

荷兰的军事工业,由于二战后的工业发展较快,特别是在上世纪七十年代,电子半导体时代到耒,荷兰呈现出如象菲利普这样先进企业,且很快成为世界级的电子跨国公司。有此基础,军事工业也快速发展,这从几方面试谈一下:荷兰在1963年,军费占政府予祘19%后在1973年开始逐年下调,但在1991年,经改革,进入发展的快车道。一,造船能力,是荷兰强項,尤其两栖攻击舰,即以鹿特丹级为荷兰港命名。排水达13000T,与约翰特维特级相彷。潜艇,A丨卩動力系常规柴油潜艇海鳝级,另有更先进些的海象级,虽在動力和排水只1600T至2000T,但其火控雷达及鱼雷导弹,如三坐标搜索雷达,夜视糸统,都是自配较强的,还有如海麻雀对舰导弹,四联防空导弹等。各种舰能造,数量少点,仍有出口。二,它的相控阵雷达,用在舰机上较早,且很先进,这对超视距先敌发现是很有帮助的。包括它改造飞机的航电糸统,都是世界有名的,如改造F16,已有三次升级,达到三代半的効果。这些都超过欧洲和日夲,所以它是F16的海外最大生产厂。三,它在以色列的影响下,军工发展很快,正向精高迈进,它改造豹二型坦克主炮为120毫米滑膛炮,射速达2000米每秒,超过世界最高射速,就是能击毁现有世界任何主战坦克。目前,它的芯片母机光刻机,也是世界首屈一指的。除上述外,它的军工研发能力及核能力都是令人曙目的,虽在多方面仍落后于英法德,但在与瑞典,西班牙,意大利等比较中是名例前矛的,以上是我对荷兰军事工业一点了解和认识。

荷兰的军事工业不算大,但是在光学、电子和精密冶金方面水平不俗。荷兰军工和其整个工业一样,从“海上马车夫”和七省时代一直延续下来的所谓“行会”拥有强大的影响力,打个比方,荷兰的冶金、电子和光学军工单位最主要的行会是MCW,冶金行业雇主联合体,该组织成立于1951年,号称其前身是中世纪就存在的,在荷兰的商业和工业政府部门有着极为强大的影响力。DIA荷兰工业营销协会是负责进行国防订单洽谈的独立团体,每年荷兰工业企业都会拿出一大笔钱来供养DIA,其在荷兰经济事务部中有着相当影响力,是许多荷兰军事工业订单的总包商,然后再由其分包给荷兰中小企业。另一家荷兰金属制造业行会Metallunie,据说成立于1930年前后,现在集合了超过5000架荷兰企业,基本都是金属制造业,从农具到汽车和造船都能搞定,这些年在电子、塑料和高分子制造方面也有了相当大的实力。

跟Metallunie搞多元化类似的还有MN联合会和荷兰机械与电子工程行业协会FME,前者主要集中了荷兰精密制造和电气工程的相关企业,在玻璃、高分子、光学以及仪器制造、真空处理等方面掌握着很多不错的技术和设备,后者据说涉及的企业占荷兰工程类企业总产值的80%以上,有2000多会员,但更多是提供资讯和咨询服务。另外像荷兰燃气论及协会VGT这些年也很活跃。

世界上最顶尖的光刻机来自荷兰,荷兰是如何做到的?

答:近几年来,中国科技行业遭到国外的严重打压,尤其是电子芯片成为我国半导体领域最突出的短板,生产芯片最重要的设备是光刻机,世界上先进的光刻机主要由荷兰一家名为阿斯麦(ASML)的公司制造,市场占有率超过80%,而其中最先进的极紫外光刻机(EUV光刻),全世界只有ASML一家公司能制造。

ASMLASML虽然是一家荷兰的公司,但是出口光刻机受到西方国家的严格控制,ASML的大股东包括美国因特尔、台湾积体电路制造(台积电)、韩国的三星、荷兰皇家飞利浦电子公司等等,其中因特尔占有股份大约为15%,台积电大约5%。

ASML的股份结构相当复杂,国际上众多大公司参股,使得ASML形成一个庞大的利益共同体,但是ASML受到《瓦森纳协定》的约束,中国也是被该协定限制的国家之一,一些敏感的设备和技术无法出口到中国。

光刻机是当今世界科技领域的集大成者,是人类当前科技的巅峰产物,ASML之所以能制造最先进的光刻机,也是因为特殊的股权结构,使得ASML能汇集当前各项前沿科技,整合各种零部件。

一台光刻机重达几十吨,包含十多万个零部件,每台机器从下单到交付要21个月,单价格超过1亿美元,即便这样买家还是排着长队,数据显示,ASML在2017年交付了12台光刻机,2018年18台,2019年26台,预计2020年达到35台。

电子芯片第一台电子计算机诞生于1946年,位于美国的宾夕法尼亚大学,当时研究人员使用了18000个电子管,1万多个电阻和电容,6000多个开关,总重量30多吨,启动时功率高达150千瓦,运算能力为每秒5000次。

每秒5000次的计算能力,还远远比不上现在几块钱的掌上计算器,人类科技之所以有这么大的进步,就是因为有了芯片的发明,而芯片的发明者是美国人杰克·基尔比,他在2000年因此获得诺贝尔奖。

杰克·基尔比1947年毕业于美国伊利诺斯大学,然后就职于德州仪器,担任研发工程师,期间产生了一个天才的想法——把所有的元器件弄到一块材料上,并相互连接成电路。

杰克·基尔比很快付诸实践,并开始构思这个电路,然后以硅作为材料,制造出了人类第一个芯片,他把自己的想法告诉公司后,受到了公司的高度重视,次年,杰克·基尔就申请了专利。

利用杰克·基尔比发明的芯片,我们就可以把一台几十吨的计算机“装进”一个指甲盖大小的体积内,而且运算速度大幅提高,功耗大幅降低。

光刻机原理光刻机的基本原理并不是机密,但其中的零部件不是谁都能制造的,以至于外国人对我们说“即便把光刻机的所有图纸给你们,你们也造不出来光刻机。”

制造芯片首先需要用到的材料就是高纯度硅,然后把硅切片得到晶圆,接下来就是高精度的晶圆加工,也是光刻机中的核心技术。

我们首先在晶圆上涂一层特殊的材料,该材料在光线的照射下会融化蒸发,于是我们使用绘制好图案的透光模板,经过特殊激光照射后,就能在晶圆表层的材料上刻出图案,然后用蚀刻机刻蚀晶圆,分化学刻蚀和电解刻蚀(比如用等离子体冲刷等等),而没有涂感光材料的部分将保留下来。

经过刻蚀后,晶圆表面就留下了很多凹槽,我们向其中选择性地掺入磷等元素,就能形成N型半导体;掺入硼等元素,就能形成P型半导体;掺入铜等元素,就相当于导线;三者按照一定的空间结构结合,就形成了PN结(PN结可以理解为一个开关),大量PN结按照一定方式进行组合,就能完成相应的数学运算。

实际当中,一块芯片的结构是三维的,在一层光刻和蚀刻完成后,需要清洗干净,然后再光刻和刻蚀下一层,这样一直叠加十几二十层,形成了立体的芯片,也就是这么一张小小的芯片,里面包含了数十亿、甚至上百亿个晶体管(晶体管包括二极管、三极管等等),比如华为麒麟990的晶体管数达到了103亿。

ASML生产的EUV光刻机,每小时能雕刻100多块晶圆,每块晶圆又能分割成许多个块芯片。

光刻机的关键技术物镜制造技术

光刻机的原理并不难,但是要生产其中的零件并不容易,其中最昂贵且最复杂的零件就是投影物镜,由于芯片光刻的尺寸只有几纳米,所以对投影物镜的误差要求极高,一张直径30厘米的物镜,要求起伏误差不超过0.3纳米,相当于地球这么大的球体,要求表面凹凸不能超过10cm。

这样的精度要求,全世界只有德国的蔡司公司能制造,连日本尼康、佳能这样的透镜大厂也做不出来,更不用说中国的公司了。

光源技术另外,光刻机中的光源也是一项难以攻克的技术难关,对于深紫外光(DUV)刻,使用的光源波长是193nm,这是光刻机中的一个技术分水岭,芯片发展曾经在193纳米光源停滞了十多年的时间,后来浸没技术缩短波长(原理是在表面镀上一层薄薄的水膜,利用光的折射现象,可以缩短光的波长),加上各项技术的改进,最终193nm光源可以把芯片制程推进到28nm,这也是深紫外光刻的极限。

极紫外光刻(EUV)使用波长更短的激光(13.5nm),相对于深紫外光刻,需要重新研发刻蚀材料、光刻胶、刻蚀工艺等等,对精度的要求进一步提高,目前只有荷兰ASML一家公司能制造极紫外光刻机。

而且西方国家对我国的技术打压是非常狠的,比如2009年的时候,中国上海微电子研发出90纳米的光刻机,在2010年西方国家就解除了90纳米以上的光刻机对中国出口的限制,2015年又解除了65纳米光刻机对中国出口的限制,让中国的光刻机技术发展完全失去市场。

在这样的情况下,中国芯片产业的发展举步维艰,光刻机包含的关键技术太多,一时半会我们是绕不过去的;其实中国并不缺乏人才,只不过人才要用到什么领域,需要政策引导才行,想到中国天眼FAST在2018年的一次网上招聘,年薪10万难觅驻地科研人才,让人感慨不已。

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光刻机恰恰是全球化的产物。

以水为介质的浸润式微影方式起点在台积电。

超细十三纳米波长紫光技术来自美国里根时期。该技术推动者是英特尔。

还有德国蔡司提供的独一无二的反射镜。

ASML一开始就是轻资产战略,90%零配件外购,每年投入十三亿欧元的研发费用。8000多员工有7000多研发人员。所以是资本密集和技术密集型的企业,深度嵌入到全球产业链当中。为什么其他竞争对手没有赶上ASML?如尼康。因为他们嵌入芯片这条产业链还不够深入。

英特尔、台积电和三星分别出资41亿、8.38亿、5.03亿欧元,在研发过程中,ASML的研发实际上是开放式和沟通式的,他们会反过来询问这三家企业的意见。因为ASML光刻机的任务就是尽量延伸摩尔定律。摩尔定律就是英特尔创始人戈登摩尔提出的:当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔18-24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。这就要求元器件单个体积减少,让同样大小的芯片能够容纳更多。而如此细微的芯片,在制造时候需要通过摄像投影的方式来展现出芯片设计的线路。

这台机器必然精度极高,技术十分复杂。而全球化产业链中,大量精细制造的企业就是围绕这个体系在不断完善自己的技术。我们经常说,有些企业一个镜片都要专研数代人,这些器具用来干嘛的?就是为了同步于这类高精度产品的创新。

ASML基本不会缺钱,因为只要开口,三大股东会争先恐后的奉上资金。而正是因为这种横向的大企业之间的合作,使得这条产业链上ASML成为唯一。

反过来,尼康的问题就在于不够全球化,或者换个话说死于“工匠精神”。我们看到很多日本传统手艺保护的很好。日本很习惯一直延续主流技术路线往下走,变通十分困难。也不善于吸收他国技术特长,从而在技术上很明显和ASML拉开了差距。我们以前在其他问答也提到过日本社会这种现象,论资排辈,父死子继等固化特征,导致了尼康到黄光之后再无技术能力往前推进一步。追求稳定性的英特尔自然而然将订单整体转移给了ASML。(日本不停点错科技树原因大致始于其阶层固化)

如何让技术走牛:尊重知识,嵌入全球价值链,然后用技术竞争的方式踢走对手,如ASML踢走尼康。广纳全世界人才,要有包容心。融合实践精神的教育体系,培养有用的人才。

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