中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)為什么會(huì)有今天?得從歷史說(shuō)起

責(zé)任編輯:zsheng

2018-07-03 20:09:12

摘自:品途商業(yè)評(píng)論

科學(xué)無(wú)國(guó)界,但是真正的核心技術(shù)有國(guó)界。

科學(xué)無(wú)國(guó)界,但是真正的核心技術(shù)有國(guó)界。

人無(wú)腦是什么結(jié)局?

植物人。

國(guó)家無(wú)腦什么結(jié)局?任人宰割。

缺芯的慘烈現(xiàn)實(shí)面前,所有中國(guó)人痛心——據(jù)《2017年集成電路產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀分析》,中國(guó)大陸的高性能芯片國(guó)產(chǎn)化率較低,在多項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)域尚未突破,國(guó)產(chǎn)化率最高不超過(guò)22%,發(fā)展了幾十年,中國(guó)至今沒(méi)有誕生英特爾、高通這種芯片公司。

中國(guó)為何不能有自己的芯片?

這涉及到中國(guó)的芯片往事以及芯片這個(gè)特殊的產(chǎn)業(yè)。

中國(guó)的芯片往事

 

板凳要坐十年冷,中國(guó)大陸的芯片往事

 

板凳要坐十年冷,中國(guó)大陸的芯片往事

中國(guó)大陸的集成電路產(chǎn)業(yè)開(kāi)始時(shí)間并不晚,但是由于種種原因,中國(guó)的集成電路產(chǎn)業(yè)整體處于比較落后的階段。

中國(guó)目前嚴(yán)重缺“芯”。

官方統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,中國(guó)芯片進(jìn)口花費(fèi)已經(jīng)連續(xù)兩年超過(guò)原油,累計(jì)耗資高達(dá)1.8萬(wàn)億美元。遠(yuǎn)超10萬(wàn)億元人民幣,相當(dāng)于10個(gè)茅臺(tái),4個(gè)工商銀行。

 

 

臺(tái)積電董事長(zhǎng)張忠謀退休時(shí)更是預(yù)言:“依據(jù)眼前走勢(shì),中國(guó)大陸半導(dǎo)體在未來(lái)5-10年會(huì)有相當(dāng)大的進(jìn)步,但與臺(tái)積電的技術(shù)差異仍有5-7年之多。”

中國(guó)的芯片產(chǎn)業(yè)何以至此?

一切需要從頭說(shuō)起。

芯片,公開(kāi)資料顯示,芯片即半導(dǎo)體元件產(chǎn)品的統(tǒng)稱,是集成電路的載體,由晶圓分割而成

通常而言,芯片根據(jù)其功能主要有計(jì)算機(jī)的 CPU、手機(jī)的 CPU 等等。就連電子手表、家電、游戲機(jī)、汽車… 等電子產(chǎn)品中也有自己的 CPU芯片。

如同人的大腦,如果沒(méi)有芯片,中國(guó)的計(jì)算機(jī)行業(yè)將寸步難行。

 

板凳要坐十年冷,中國(guó)大陸的芯片往事

 

板凳要坐十年冷,中國(guó)大陸的芯片往事

然而,中國(guó)目前的確缺乏芯片。

不是中國(guó)不重視,而是由于種種客觀原因,中國(guó)一直不能批量生產(chǎn)出高端芯片。

時(shí)間要追溯到1956年,這一年,在周恩來(lái)總理親自主持制定的1956-1967年十二年科學(xué)技術(shù)發(fā)展遠(yuǎn)景規(guī)劃中,半導(dǎo)體,計(jì)算機(jī),自動(dòng)化和電子學(xué)這四個(gè)在國(guó)際上發(fā)展迅速而國(guó)內(nèi)急需發(fā)展的高新技術(shù)被列為四大緊急措施。

1958年7月,成功拉制成我國(guó)第一根硅單晶,并在此基礎(chǔ)上,提高材料質(zhì)量和改進(jìn)技術(shù)工藝,于1959年實(shí)現(xiàn)了硅單晶的實(shí)用化,1960年成立了以中科院半導(dǎo)體所為代表的大批研究機(jī)構(gòu),并在全國(guó)建設(shè)數(shù)十個(gè)電子廠,初步搭建了中國(guó)半導(dǎo)體工業(yè)的“研發(fā)+生產(chǎn)”體系。

此時(shí),其實(shí)中國(guó)的起點(diǎn)并不晚,在美國(guó),1958年9月12日,德州儀器才研制出世界上第一塊集成電路,1959年7月,仙童公司才成功突破了集成電路的平面制作工藝,為大規(guī)模工業(yè)量產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

只是后來(lái)的后來(lái),大家都能想象,在經(jīng)歷“大躍進(jìn)”和“三年自然災(zāi)害”時(shí)候,發(fā)展步伐開(kāi)始遠(yuǎn)落后于美國(guó),甚至處于一度停頓,比如,半導(dǎo)體學(xué)界靈魂人物王守武在美國(guó)普渡大學(xué)畢業(yè)回國(guó)后,文革中被停職批斗,備受誣蔑和誹謗;中國(guó)半導(dǎo)體物理的奠基人謝希德,被整成走資派后,每天工作是掃廁所;

1977年7月,關(guān)于中國(guó)半導(dǎo)體,半導(dǎo)體學(xué)界靈魂人物王守武曾發(fā)言說(shuō):“全國(guó)共有600多家半導(dǎo)體生產(chǎn)工廠,其一年生產(chǎn)的集成電路總量,只等于日本一家大型工廠月產(chǎn)量的十分之一。”

而在美國(guó)的硅谷,仙童、Intel、AMD等大批公司相繼在50-60年代成立,并且經(jīng)過(guò)高速發(fā)展及殘酷廝殺之后,美國(guó)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈開(kāi)始形成:

芯片產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)分為三個(gè)步驟(設(shè)計(jì)、制造、封裝與測(cè)試):其中,最上游是IC設(shè)計(jì)公司與硅晶圓制造公司,他們依客戶需求設(shè)計(jì)出電路圖,硅晶圓制造公司則以多晶硅為原料制造出硅晶圓。中游的IC制造公司主要的任務(wù)就是把IC設(shè)計(jì)公司設(shè)計(jì)好的電路圖移植到硅晶圓制造公司制造好的晶圓上。完成后的晶圓再送往下游的IC封測(cè)廠實(shí)施封裝與測(cè)試。

技術(shù)開(kāi)始隨著工程師在硅谷、環(huán)波士頓周邊的第128號(hào)路以及德克薩斯州的不同公司間流動(dòng)而傳播。到了20世紀(jì)60年代,芯片制造廠的數(shù)量猛增,并且工藝接近了吸引半導(dǎo)體特殊供應(yīng)商的程度。

而且,經(jīng)過(guò)價(jià)格下跌以及新老公司的淘汰及競(jìng)爭(zhēng),美國(guó)的芯片產(chǎn)品更是獲得高速發(fā)展。

比如,1963年,塑封在硅器件上的使用加速了價(jià)格的下跌,同年,美國(guó)無(wú)線電(RCA)公司宣布開(kāi)發(fā)出了絕緣場(chǎng)效應(yīng)管(IFET),這為MOS工業(yè)的發(fā)展鋪平了道路。RCA還制造出了第一個(gè)互補(bǔ)性MOS(CMOS)電路。

在20世紀(jì)70年代,半導(dǎo)體集成電路的制造向有利潤(rùn)并高產(chǎn)的大規(guī)模及集成電路(ISI)轉(zhuǎn)移,在美國(guó),從20世紀(jì)70到80年代,大家開(kāi)始朝著1um特征圖形尺寸進(jìn)行沖擊。

而在中國(guó),雖然開(kāi)始奮勇直追,但是效果有限。

比如,80年代,國(guó)家部委先后組織了三大“戰(zhàn)役”,分別是:1986年的“531戰(zhàn)略”,1990年的“908工程”,1995年的“909工程”,但均沒(méi)有獲得成功。

1990年9月,原電子工業(yè)部又決定啟動(dòng)“908工程”,想在超大規(guī)模集成電路方面有所突破,目標(biāo)是建成一條6英寸0.8~1.2微米的芯片生產(chǎn)線。項(xiàng)目由無(wú)錫華晶承擔(dān),芯片技術(shù)則向美國(guó)朗訊購(gòu)買,但最終結(jié)果是:行政審批花了2年,技術(shù)引進(jìn)花了3年,建廠施工花了2年,總共7年時(shí)間,投產(chǎn)即落后,月產(chǎn)量也僅有800片。

此后,有一個(gè)叫做張汝京開(kāi)始出現(xiàn)了。

張汝京,畢業(yè)于臺(tái)灣大學(xué),曾在德州儀器工作了20年。他成功地在美國(guó)、日本、新加坡、意大利及中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)創(chuàng)建并管理了10個(gè)工廠的技術(shù)開(kāi)發(fā)及IC運(yùn)作,曾擔(dān)任中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司總裁。

他一度曾被成為“中國(guó)芯片教父”。

可以說(shuō),在中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)里,無(wú)人不識(shí)張汝京。

曾經(jīng)創(chuàng)辦茂矽電子的臺(tái)灣人陳正宇當(dāng)時(shí)正在尋找機(jī)會(huì)進(jìn)軍大陸,便與華晶談判,拿下了委托管理的合同。為了改造華晶,陳正宇求助于老朋友張汝京。張汝京當(dāng)時(shí)剛從德州儀器退休,他來(lái)到無(wú)錫后,僅用了半年時(shí)間(1998年2月-8月)就完成任務(wù),改造后的華晶于1999年5月達(dá)到盈虧平衡。

只是,中國(guó)與國(guó)外的差距愈加明顯,比如,當(dāng)無(wú)錫華晶還卡在0.8微米無(wú)法量產(chǎn)時(shí),海外主流制程已經(jīng)達(dá)到了0.18微米。

直到2000年之后,中國(guó)芯片行業(yè)才進(jìn)入了海歸創(chuàng)業(yè)和民企崛起的時(shí)代。

在這一年,帶著對(duì)大陸芯片產(chǎn)業(yè)的希望,張汝京開(kāi)始了中芯國(guó)際的籌劃,伴隨張汝京的,還有300多位臺(tái)灣工程師,以及50多歲的張汝京的全家老小。

只是后來(lái)的后來(lái),誰(shuí)也沒(méi)有預(yù)料。

當(dāng)然,這跟整個(gè)芯片行業(yè)的特點(diǎn)有關(guān),也跟中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)的獨(dú)特特點(diǎn)有關(guān)。

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