近日,瓦森納協(xié)定全體會(huì )議在維也納舉行,共計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(chēng)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)現高科技技術(shù)封鎖的基礎,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(kāi)一次全會(huì ),由各成員國逐年輪流擔任會(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最多,傳感器技術(shù)亦是被封禁最多的技術(shù)大類(lèi)。
電子(Electronics)條目新增7處修改,是修訂次數第二多的技術(shù)大類(lèi),許多關(guān)鍵半導體技術(shù)歸類(lèi)在電子條目中,尤其值得注意的是,新增了對第四代半導體制造設備的制裁。詳情見(jiàn)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!第四代半導體關(guān)鍵材料設備被新加入制裁!
12月1日,2023年最新版《瓦森納協(xié)定》公布,涵蓋了9大類(lèi)技術(shù):
第1類(lèi)特殊材料與相關(guān)設備共計21頁(yè),第2類(lèi)材料加工共計25頁(yè),第3類(lèi)電子共計28頁(yè),第4類(lèi)計算機共計6頁(yè),第5類(lèi)電信和信息安全共計23頁(yè),第6類(lèi)傳感器與激光器共計40頁(yè),第7類(lèi)導航與航空電子共計9頁(yè),第8類(lèi)船舶共計7頁(yè),第9類(lèi)航空與推進(jìn)設備共計13頁(yè)。
從類(lèi)目頁(yè)數上來(lái)看,傳感器與激光器(Sensors and Lasers)仍然是被禁技術(shù)種類(lèi)最多的類(lèi)目,多達40頁(yè)。
半導體技術(shù)主要包含在電子Electronics大類(lèi)中,包含了系統、設備和組件、測試、檢查和生產(chǎn)設備、材料、軟件和技術(shù)等多個(gè)環(huán)節,囊括了半導體的各個(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(lèi)。
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(yǔ)言與標準措辭一致 - 編輯
6.A.1.a.2.d.1. - 明確航向傳感器的精確度參數
6.A.1.b.1.b., 6.A.1.b.2. - 明確聲納記錄設備的精度參數
6.A.2.a.2. - 刪除 TN
6.A.3.a.3. - 明確電子條紋照相機的精度參數
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)設備的精度參數
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?zhuān)┑目s寫(xiě)
▲2023新修改版《瓦森納協(xié)定》修訂說(shuō)明
從新修訂信息可見(jiàn),本次主要進(jìn)行打補丁式的修改,主要是通過(guò)對文字描述的修改及對技術(shù)參數的豐富,使制裁協(xié)議更全面細致,來(lái)避免技術(shù)制裁中的漏網(wǎng)之魚(yú)。
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、聲吶設備、條紋照相機、光學(xué)設備等4種關(guān)鍵傳感器技術(shù)參數。
以下是對本次新修訂的傳感器與激光器條目 6.A.3.a.3.電子條紋照相機條例的一些簡(jiǎn)單翻譯:
6. A. 3. 以下攝像機、系統或設備及其組件:
a. 儀表相機及其專(zhuān)門(mén)設計的組件如下:
注:儀表相機,按 6.A.3.a.3 規定。到 6.A.3.a.5.,具有模塊化結構的,應根據其最大能力進(jìn)行評估,并使用根據相機制造商的規格提供的插件。
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;
4.速度超過(guò)100萬(wàn)幀/秒的電子分幅相機;
5. 具有以下所有條件的電子相機:
a.每幀電子快門(mén)速度(選通能力)小于 1 μs;和
b.讀出時(shí)間允許幀速率超過(guò)每秒 125 個(gè)幀;
▲來(lái)源:2023新修改版《瓦森納協(xié)定》
條紋相機是實(shí)現超快過(guò)程探測的重要傳感設備,對基礎前沿科學(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、激光雷達成像、高壓放電、生物醫學(xué)、光物理、光化學(xué)等研究中發(fā)揮著(zhù)重要作用,可獲取目標的時(shí)間、強度、空間等信息。
可以看到,瓦森納協(xié)定里對傳感器技術(shù)的應用范圍、目的,以及具體參數等,都有比較明確而嚴苛的要求。
電子條目中,新增7項修改,包含了轉換器、諧波混頻器、信號發(fā)生器、信號分析儀等設備的技術(shù)參數修訂,其中,最值得關(guān)注的是3.B.1.a.2. 條目的修訂說(shuō)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(cháng)設備的化合物中,從而添加氧化鎵
▲2023新修改版《瓦森納協(xié)定》修訂說(shuō)明
3.B.1.a.2. 條目主要描述了金屬有機化合物化學(xué)氣相沉積設備(MOCVD)的技術(shù)管制參數,是在基板上成長(cháng)半導體薄膜的一種關(guān)鍵設備,此前該條目的技術(shù)參數中并沒(méi)有包含氧。以下為3.B.1.a.條目描述的簡(jiǎn)單翻譯:
1.設計或改造的設備,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)設備。
2.金屬有機化學(xué)氣相沉積(MOCVD)反應器,設計用于具有以下元素中的兩種或多種的材料的化合物半導體外延生長(cháng):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(cháng)設備(MBE)。
▲來(lái)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體材料,是被國際普遍關(guān)注并認可已開(kāi)啟產(chǎn)業(yè)化的第四代半導體材料。與碳化硅、氮化鎵等第三代半導體相比,氧化鎵的禁帶寬度遠高于后兩者,從功率半導體特性來(lái)看,與前代半導體材料相比,氧化鎵材料具備更高的擊穿電場(chǎng)強度與更低的導通電阻,從而能量損耗更低,功率轉換效率更高。氧化鎵具有良好的化學(xué)和熱穩定性,成本低,制備方法簡(jiǎn)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)新型半導體器件與材料重點(diǎn)實(shí)驗室的陳海峰教授團隊成功在8英寸硅片上制備出了高質(zhì)量的氧化鎵外延片,這一成果標志著(zhù)我國在超寬禁帶半導體研究上取得重要進(jìn)展。
▲來(lái)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)一詞出現的次數多達141次,而此前因華為無(wú)芯可用,備受公眾矚目的芯片Integrated circuit(集成電路),全文出現次數為76次,semiconductor(半導體)一詞全文出現52次。
傳感器技術(shù)受制裁的范圍之廣,種類(lèi)之多,在瓦森納協(xié)定中的各項管制技術(shù)中,排名前列,無(wú)論是力、聲學(xué)、光學(xué)……幾乎所有的傳感器種類(lèi)在瓦森納協(xié)定中,都能找到被限制的規定,幾乎沒(méi)有瓦森納協(xié)定沒(méi)有限制的傳感器技術(shù)。
譬如在第2類(lèi)材料加工中,對磁力軸承系統技術(shù)的限制中,特意列明:
特別是為此設計的如下部件:……3、高溫(450K/177℃以上)的位置傳感器。
第7類(lèi)導航與航空電子中,對慣性測量單元(IMU)、加速度計、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141次,主要對傳感器的限制列在了第6類(lèi)傳感器與激光器中,主要有聲學(xué)、光學(xué)、激光器、雷達、重力計、電磁傳感器……等種類(lèi)。
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?jiàn)。
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)定的前身是巴黎統籌委員會(huì )(簡(jiǎn)稱(chēng)巴統),巴統成立于1949年,在美國主導下,英國、日本、法國、澳大利亞等在內的十七個(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(kāi)始了長(cháng)達70年的技術(shù)制裁。這也是人類(lèi)歷史上,對單一國家技術(shù)封鎖最長(cháng)的時(shí)間。
由于這個(gè)禁運,中國缺乏高級計算機,當年中國的的核爆實(shí)驗計算是利用手搖式計算機完成的試驗計算。
隨著(zhù)蘇聯(lián)在1991年解體,巴黎統籌委員會(huì )名存實(shí)亡,1994年正式解散。然而中國并沒(méi)有迎來(lái)好日子,1996年在美國的提議下,轉頭成立了一個(gè)更嚴格的旨在控制常規武器和高新技術(shù)貿易的國際性組織,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)等在內的許多中國高科技產(chǎn)業(yè),我們經(jīng)常聽(tīng)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(lái)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。
西方國家幾乎從新中國建國后,就一直對中國進(jìn)行嚴格的科技封鎖,因此,今天中國的科技底子,除了早期來(lái)自蘇聯(lián)的援助,都是自己自力更生發(fā)展起來(lái)的。
建國初期從蘇聯(lián)引進(jìn)的156個(gè)項目以及相關(guān)技術(shù),這些項目包括了一個(gè)現代國家所需要的大部分工業(yè)門(mén)類(lèi),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50年代仿制前蘇聯(lián)的機械式或機電式傳感器,在仿制蘇制地-地導彈(1059)過(guò)程中,研究人員研制出國內第一只渦輪式流量傳感器。五十年代末期,出現第一只半導體熱敏電阻。
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,國內最早開(kāi)始硅微機械系統(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(lái)受到瓦森納協(xié)定的強烈限制。因為無(wú)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(zhù)名例子,是2004年捷克取消了向中國出口的雷達訂單。捷克之前已批準了向中國出口價(jià)值6000萬(wàn)美元的維拉雷達系統許可證,這個(gè)項目談了好幾年,雙方都很滿(mǎn)意。
結果到了2004年的5月19日,捷克突然取消了這筆交易,并解釋說(shuō)是應偉大朋友的要求而做出的決定,說(shuō)該雷達能幫助中國探測到美國的隱形飛機。
幾天后,美國國務(wù)院證實(shí),說(shuō)美國的確與捷克政府討論了中國問(wèn)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(wú)芯片可用不說(shuō),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?
因為中芯國際買(mǎi)不到先進(jìn)制程的光刻機!受美國的壓力,中芯國際只能購買(mǎi)5年前的ASML光刻機!
Intel、三星、臺積電2015年能買(mǎi)到ASML10NM的光刻機。而大陸的中芯國際,2015年只能買(mǎi)到ASML2010年生產(chǎn)的32NM的光刻機。5年時(shí)間對半導體來(lái)說(shuō),已經(jīng)足夠讓市場(chǎng)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(chǎng)效應晶體管)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計、分析、優(yōu)化和驗證環(huán)節;當FinFET結構發(fā)展到7nm時(shí),芯片制程的微縮會(huì )遇到困難,而GAAFET結構的出現能夠讓芯片工藝制程出現進(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(lèi)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、設計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重的地方!100%無(wú)國產(chǎn)!》內容。
可見(jiàn),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(mǎi)紅外探測器芯片,然后進(jìn)行封裝紅外傳感器售賣(mài)。
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——這與今天華為手機無(wú)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》內容。
結語(yǔ)
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(méi)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(lèi)問(wèn)題,因此中國傳感器企業(yè)在發(fā)展之初,最好堅定掌握自主知識產(chǎn)權的核心技術(shù)的信念,因為越往高端的傳感器走,越會(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)!