近日,瓦森納協(xié)定全體會(huì)議在維也納舉行,共計(jì)42個(gè)成員國參加,包括美國等西方國家及俄羅斯、印度、以色列多國,會(huì)后發(fā)布了2023年度最新版《瓦森納協(xié)定》(亦稱瓦森納協(xié)議,Wassenaar Arrangement)。
《瓦森納協(xié)定》是美國等西方國家對中國實(shí)現(xiàn)高科技技術(shù)封鎖的基礎(chǔ),想必大家都有耳聞。瓦森納協(xié)定全體會(huì)議每年至少召開一次全會(huì),由各成員國逐年輪流擔(dān)任會(huì)議主席,主要旨在各國協(xié)商一致,并對《瓦森納協(xié)定》根據(jù)科技的發(fā)展及需求進(jìn)行更新。
2023年最新版《瓦森納協(xié)定》中,傳感器及激光器(Sensors and "Lasers")條目新增了9處修訂,是各條目中修訂次數(shù)最多,傳感器技術(shù)亦是被封禁最多的技術(shù)大類。
電子(Electronics)條目新增7處修改,是修訂次數(shù)第二多的技術(shù)大類,許多關(guān)鍵半導(dǎo)體技術(shù)歸類在電子條目中,尤其值得注意的是,新增了對第四代半導(dǎo)體制造設(shè)備的制裁。詳情見下文。
《瓦森納協(xié)定》年度更新!傳感器條目新增9處修訂,改動(dòng)最多!第四代半導(dǎo)體關(guān)鍵材料設(shè)備被新加入制裁!
12月1日,2023年最新版《瓦森納協(xié)定》公布,涵蓋了9大類技術(shù):
第1類特殊材料與相關(guān)設(shè)備共計(jì)21頁,第2類材料加工共計(jì)25頁,第3類電子共計(jì)28頁,第4類計(jì)算機(jī)共計(jì)6頁,第5類電信和信息安全共計(jì)23頁,第6類傳感器與激光器共計(jì)40頁,第7類導(dǎo)航與航空電子共計(jì)9頁,第8類船舶共計(jì)7頁,第9類航空與推進(jìn)設(shè)備共計(jì)13頁。
從類目頁數(shù)上來看,傳感器與激光器(Sensors and Lasers)仍然是被禁技術(shù)種類最多的類目,多達(dá)40頁。
半導(dǎo)體技術(shù)主要包含在電子Electronics大類中,包含了系統(tǒng)、設(shè)備和組件、測試、檢查和生產(chǎn)設(shè)備、材料、軟件和技術(shù)等多個(gè)環(huán)節(jié),囊括了半導(dǎo)體的各個(gè)領(lǐng)域。
▲2023新修改版《瓦森納協(xié)定》目錄
具體技術(shù)條目的修改方面,傳感器與激光器是修改最多的條目,有9處修改,電子條目有7處修改,是僅次于傳感器條目的第二多修訂技術(shù)大類。
其中,傳感器與激光器條目新增修改技術(shù)信息如下:
6.A.1.a.1.d. - 水下替換為潛水器 - 編輯
6.A.1.a.2.b. - TN 從 6.A.1.a.2.b.2 移至到條目末尾,語言與標(biāo)準(zhǔn)措辭一致 - 編輯
6.A.1.a.2.d.1. - 明確航向傳感器的精確度參數(shù)
6.A.1.b.1.b., 6.A.1.b.2. - 明確聲納記錄設(shè)備的精度參數(shù)
6.A.2.a.2. - 刪除 TN
6.A.3.a.3. - 明確電子條紋照相機(jī)的精度參數(shù)
6.A.5.d.1.e. - 更正 TN 起首部分的參考編號 - 編輯
6.A.5.f.3.a. - 明確光學(xué)設(shè)備的精度參數(shù)
6.C.5.b. - TN 換算成 Note - 編輯
本文編輯注:TN是Technical Note (技術(shù)注釋)的縮寫
▲2023新修改版《瓦森納協(xié)定》修訂說明
從新修訂信息可見,本次主要進(jìn)行打補(bǔ)丁式的修改,主要是通過對文字描述的修改及對技術(shù)參數(shù)的豐富,使制裁協(xié)議更全面細(xì)致,來避免技術(shù)制裁中的漏網(wǎng)之魚。
條目中的編輯(editorial)主要指文字措辭的修改,值得注意的是,重新修訂了航向傳感器、聲吶設(shè)備、條紋照相機(jī)、光學(xué)設(shè)備等4種關(guān)鍵傳感器技術(shù)參數(shù)。
以下是對本次新修訂的傳感器與激光器條目 6.A.3.a.3.電子條紋照相機(jī)條例的一些簡單翻譯:
6. A. 3. 以下攝像機(jī)、系統(tǒng)或設(shè)備及其組件:
a. 儀表相機(jī)及其專門設(shè)計(jì)的組件如下:
注:儀表相機(jī),按 6.A.3.a.3 規(guī)定。到 6.A.3.a.5.,具有模塊化結(jié)構(gòu)的,應(yīng)根據(jù)其最大能力進(jìn)行評估,并使用根據(jù)相機(jī)制造商的規(guī)格提供的插件。
1.自2017年起未使用
2.自2017年起未使用
3.時(shí)間分辨率小于(優(yōu)于)50納秒的電子條紋相機(jī);
4.速度超過100萬幀/秒的電子分幅相機(jī);
5. 具有以下所有條件的電子相機(jī):
a.每幀電子快門速度(選通能力)小于 1 μs;和
b.讀出時(shí)間允許幀速率超過每秒 125 個(gè)幀;
▲來源:2023新修改版《瓦森納協(xié)定》
條紋相機(jī)是實(shí)現(xiàn)超快過程探測的重要傳感設(shè)備,對基礎(chǔ)前沿科學(xué)研究和重大原始性創(chuàng)新具有重大意義,在高能量密度物理、激光慣性約束聚變、同步輻射光源、激光雷達(dá)成像、高壓放電、生物醫(yī)學(xué)、光物理、光化學(xué)等研究中發(fā)揮著重要作用,可獲取目標(biāo)的時(shí)間、強(qiáng)度、空間等信息。
可以看到,瓦森納協(xié)定里對傳感器技術(shù)的應(yīng)用范圍、目的,以及具體參數(shù)等,都有比較明確而嚴(yán)苛的要求。
電子條目中,新增7項(xiàng)修改,包含了轉(zhuǎn)換器、諧波混頻器、信號發(fā)生器、信號分析儀等設(shè)備的技術(shù)參數(shù)修訂,其中,最值得關(guān)注的是3.B.1.a.2. 條目的修訂說明:
addition of oxygen to compounds for equipment for epitaxial growth,resulting in the addition of gallium oxide
將氧添加到用于外延生長設(shè)備的化合物中,從而添加氧化鎵
▲2023新修改版《瓦森納協(xié)定》修訂說明
3.B.1.a.2. 條目主要描述了金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉積設(shè)備(MOCVD)的技術(shù)管制參數(shù),是在基板上成長半導(dǎo)體薄膜的一種關(guān)鍵設(shè)備,此前該條目的技術(shù)參數(shù)中并沒有包含氧。以下為3.B.1.a.條目描述的簡單翻譯:
1.設(shè)計(jì)或改造的設(shè)備,用于生產(chǎn)除硅以外的任何材料層,其厚度在75 mm或以上的距離上均勻性小于±2.5%;包括原子層外延(ALE)設(shè)備。
2.金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)反應(yīng)器,設(shè)計(jì)用于具有以下元素中的兩種或多種的材料的化合物半導(dǎo)體外延生長:鋁、鎵、銦、砷、磷、銻、氧或氮;
3.使用氣體或固體源的分子束外延生長設(shè)備(MBE)。
▲來源:2023新修改版《瓦森納協(xié)定》
氧化鎵是一種新型超寬禁帶半導(dǎo)體材料,是被國際普遍關(guān)注并認(rèn)可已開啟產(chǎn)業(yè)化的第四代半導(dǎo)體材料。與碳化硅、氮化鎵等第三代半導(dǎo)體相比,氧化鎵的禁帶寬度遠(yuǎn)高于后兩者,從功率半導(dǎo)體特性來看,與前代半導(dǎo)體材料相比,氧化鎵材料具備更高的擊穿電場強(qiáng)度與更低的導(dǎo)通電阻,從而能量損耗更低,功率轉(zhuǎn)換效率更高。氧化鎵具有良好的化學(xué)和熱穩(wěn)定性,成本低,制備方法簡便、便于批量生產(chǎn),在產(chǎn)業(yè)化方面優(yōu)勢明顯。
今年3月份,西安郵電大學(xué)新型半導(dǎo)體器件與材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的陳海峰教授團(tuán)隊(duì)成功在8英寸硅片上制備出了高質(zhì)量的氧化鎵外延片,這一成果標(biāo)志著我國在超寬禁帶半導(dǎo)體研究上取得重要進(jìn)展。
▲來源:西安郵電大學(xué)官網(wǎng)
瓦森納協(xié)定限制了什么傳感器?
從全文看,瓦森納協(xié)定里,sensor(傳感器)一詞出現(xiàn)的次數(shù)多達(dá)141次,而此前因華為無芯可用,備受公眾矚目的芯片Integrated circuit(集成電路),全文出現(xiàn)次數(shù)為76次,semiconductor(半導(dǎo)體)一詞全文出現(xiàn)52次。
傳感器技術(shù)受制裁的范圍之廣,種類之多,在瓦森納協(xié)定中的各項(xiàng)管制技術(shù)中,排名前列,無論是力、聲學(xué)、光學(xué)……幾乎所有的傳感器種類在瓦森納協(xié)定中,都能找到被限制的規(guī)定,幾乎沒有瓦森納協(xié)定沒有限制的傳感器技術(shù)。
譬如在第2類材料加工中,對磁力軸承系統(tǒng)技術(shù)的限制中,特意列明:
特別是為此設(shè)計(jì)的如下部件:……3、高溫(450K/177℃以上)的位置傳感器。
第7類導(dǎo)航與航空電子中,對慣性測量單元(IMU)、加速度計(jì)、陀螺儀等傳感器的限制。
瓦森納協(xié)定中,傳感器全文共出現(xiàn)141次,主要對傳感器的限制列在了第6類傳感器與激光器中,主要有聲學(xué)、光學(xué)、激光器、雷達(dá)、重力計(jì)、電磁傳感器……等種類。
并且,不止是傳感器本身,只要是其他被禁技術(shù)中需要用到的關(guān)鍵傳感技術(shù),都一一列明,美國等西方國家對中國掌握先進(jìn)傳感器技術(shù)的忌憚?dòng)纱丝梢姟?/span>
什么是瓦森納協(xié)定?
從上文,我們看到了傳感器技術(shù)在瓦森納協(xié)定中的地位,那么,什么是瓦森納協(xié)定,對我們中國造成了多大麻煩?
瓦森納協(xié)定的前身是巴黎統(tǒng)籌委員會(huì)(簡稱巴統(tǒng)),巴統(tǒng)成立于1949年,在美國主導(dǎo)下,英國、日本、法國、澳大利亞等在內(nèi)的十七個(gè)國家參與,主要目的是蘇聯(lián)等社會(huì)主義國家發(fā)展高端武器,當(dāng)然也包括中國。
中國1952年被列入名單中,從此西方國家對新中國開始了長達(dá)70年的技術(shù)制裁。這也是人類歷史上,對單一國家技術(shù)封鎖最長的時(shí)間。
由于這個(gè)禁運(yùn),中國缺乏高級計(jì)算機(jī),當(dāng)年中國的的核爆實(shí)驗(yàn)計(jì)算是利用手搖式計(jì)算機(jī)完成的試驗(yàn)計(jì)算。
隨著蘇聯(lián)在1991年解體,巴黎統(tǒng)籌委員會(huì)名存實(shí)亡,1994年正式解散。然而中國并沒有迎來好日子,1996年在美國的提議下,轉(zhuǎn)頭成立了一個(gè)更嚴(yán)格的旨在控制常規(guī)武器和高新技術(shù)貿(mào)易的國際性組織,這就是瓦森納協(xié)定。
目前瓦森納協(xié)定中,有42個(gè)簽署國,其中17個(gè)是前巴統(tǒng)成員國。諷刺的是,俄羅斯、烏克蘭等前蘇聯(lián)核心成員國也加入了其中。
▲瓦森納協(xié)定簽署國家分布
雖然瓦森納協(xié)定是個(gè)較松散的國際組織,各國可以視自己國家的情況而向非成員國出口產(chǎn)品,但就是這個(gè)框架,給美國對各國隨意干涉的理由。
瓦森納協(xié)定給中國造成了多大的麻煩?
包括傳感器產(chǎn)業(yè)、MEMS產(chǎn)業(yè)等在內(nèi)的許多中國高科技產(chǎn)業(yè),我們經(jīng)常聽到,落后的一個(gè)重要原因就是起步慢,起步慢使我們處于追逐的被動(dòng)局面。
那么,是什么原因造成中國高科技產(chǎn)業(yè)起步慢呢?這就是瓦森納協(xié)定給中國帶來的巨大麻煩,也是中國許多高科技產(chǎn)業(yè)慢人一步的關(guān)鍵原因。
西方國家?guī)缀鯊男轮袊▏?,就一直對中國進(jìn)行嚴(yán)格的科技封鎖,因此,今天中國的科技底子,除了早期來自蘇聯(lián)的援助,都是自己自力更生發(fā)展起來的。
建國初期從蘇聯(lián)引進(jìn)的156個(gè)項(xiàng)目以及相關(guān)技術(shù),這些項(xiàng)目包括了一個(gè)現(xiàn)代國家所需要的大部分工業(yè)門類,使中國初步建成了自己的工業(yè)生產(chǎn)和科研體系。
以我國的傳感器產(chǎn)業(yè)為例,我國最早的傳感器,是20世紀(jì)50年代仿制前蘇聯(lián)的機(jī)械式或機(jī)電式傳感器,在仿制蘇制地-地導(dǎo)彈(1059)過程中,研究人員研制出國內(nèi)第一只渦輪式流量傳感器。五十年代末期,出現(xiàn)第一只半導(dǎo)體熱敏電阻。
我國傳感器制造行業(yè)正式發(fā)展始于20世紀(jì)60年代,在1972年組建成立中國第一批壓阻傳感器研制生產(chǎn)單位;1974年,研制成功中國第一個(gè)實(shí)用壓阻式壓力傳感器;1978年,誕生中國第一個(gè)固態(tài)壓阻加速度傳感器;1982年,國內(nèi)最早開始硅微機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)加工技術(shù)和SOI(絕緣體上硅)技術(shù)的研究。
傳感器是非常敏感的高科技技術(shù),一直以來受到瓦森納協(xié)定的強(qiáng)烈限制。因?yàn)闊o法獲得最新的科研成果,中國傳感器產(chǎn)業(yè)科研幾乎都需要自己摸索發(fā)展,是慢的重要原因。
這方面的一個(gè)著名例子,是2004年捷克取消了向中國出口的雷達(dá)訂單。捷克之前已批準(zhǔn)了向中國出口價(jià)值6000萬美元的維拉雷達(dá)系統(tǒng)許可證,這個(gè)項(xiàng)目談了好幾年,雙方都很滿意。
結(jié)果到了2004年的5月19日,捷克突然取消了這筆交易,并解釋說是應(yīng)偉大朋友的要求而做出的決定,說該雷達(dá)能幫助中國探測到美國的隱形飛機(jī)。
幾天后,美國國務(wù)院證實(shí),說美國的確與捷克政府討論了中國問題,并且為捷克做出這個(gè)決定而感到高興。
除此之外,以瓦森納協(xié)定為武器,美國制約了許多中國企業(yè)的發(fā)展。
華為被制裁而無芯片可用不說,中芯國際為什么遲遲不能趕上三星、臺積電,制造更先進(jìn)芯片?
因?yàn)橹行緡H買不到先進(jìn)制程的光刻機(jī)!受美國的壓力,中芯國際只能購買5年前的ASML光刻機(jī)!
Intel、三星、臺積電2015年能買到ASML10NM的光刻機(jī)。而大陸的中芯國際,2015年只能買到ASML2010年生產(chǎn)的32NM的光刻機(jī)。5年時(shí)間對半導(dǎo)體來說,已經(jīng)足夠讓市場更新?lián)Q代3次了。
在此前2021年11月對瓦森納協(xié)定的修訂中,添加了ECAD軟件和GAAFET(全柵場效應(yīng)晶體管)的最新表述,其中ECAD軟件主要用于集成電路或印刷電路板的設(shè)計(jì)、分析、優(yōu)化和驗(yàn)證環(huán)節(jié);當(dāng)FinFET結(jié)構(gòu)發(fā)展到7nm時(shí),芯片制程的微縮會(huì)遇到困難,而GAAFET結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)能夠讓芯片工藝制程出現(xiàn)進(jìn)一步縮小的可能。
而中芯國際的FinFET工藝,可以將14nm制程進(jìn)一步提升至類似臺積電7nm制程水平!
CAD等工業(yè)軟件,更是中國尚未全面掌握并且十分重要的關(guān)鍵科技,在工業(yè)仿真、設(shè)計(jì)等許多方面具有重要用途,具體參看《這才是中國傳感器被卡脖子最嚴(yán)重的地方!100%無國產(chǎn)!》內(nèi)容。
可見,這是為了防止中國企業(yè)掌握CAD相關(guān)技術(shù)、進(jìn)軍7nm制程,而特意新增的限制。
同樣的,早期紅外探測器芯片——紅外傳感器的核心,中國并不能生產(chǎn),需要從國外進(jìn)口。
我國紅外傳感器企業(yè)高德紅外此前一直向法國公司購買紅外探測器芯片,然后進(jìn)行封裝紅外傳感器售賣。
2008年,法國受到美國的壓力,禁止企業(yè)向高德紅外出口紅外探測器芯片,高德紅外陷入缺芯危機(jī)——這與今天華為手機(jī)無芯片可用是一樣的。
于是,高德紅外只能自研紅外探測器芯片,從而成為今天的中國紅外傳感器龍頭。關(guān)于高德紅外的故事可以參看《湖北首富,竟然也是做傳感器的》內(nèi)容。
結(jié)語
中國科技能夠發(fā)展到今天的地步,已經(jīng)是極不容易。
只要中國還沒掌握的技術(shù),擁有發(fā)展前景的高科技,幾乎都在瓦森納協(xié)定里面,這其中,尤以傳感器技術(shù)這樣的隱形王者最多。
在產(chǎn)業(yè)中,幾乎所有高精度傳感器都涉及此類問題,因此中國傳感器企業(yè)在發(fā)展之初,最好堅(jiān)定掌握自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)的信念,因?yàn)樵酵叨说膫鞲衅髯?,越?huì)碰到這堵墻。
致敬所有不斷突破壟斷封鎖技術(shù),抬高國產(chǎn)科技上限的所有中國企業(yè)!