在有了硅平面工藝之后,中國半導體界也跟隨世界半導體開始研究半導體集成電路,當時稱為固體電路。國際上是在1958年由美國的得克薩斯儀器公司(TI)和仙蘭公司各自分別發(fā)明了半導體集成電路。當初研制的是采用RTL(電阻一晶體管邏輯)型式的最基本的門電路,將單個的分立器件:電阻和晶體管,在同一個硅片上集合而成一個電路,故稱之為“集成電路”(Integrated?。茫椋颍悖颍颍椋簦喎QIC)。中國第一塊半導體集成電路究竟是由哪一個單位首先研制成功的?這一問題有過爭議。在相差不遠的時間里,有中國科學院半導體研究所,河北半導體研究所,它在1965年12月份召開的產品鑒定會上鑒定了一批半導體管,并在國內首先鑒定了DTL型(二極管-晶體管邏輯)數(shù)字邏輯電路。這是十室提交鑒定的,當時采用的還不是國外普遍使用的P-N結隔離,而是僅在國外文獻中有所報導的Sio2介質隔離,通過反外延方法制備基片?!?/p>
在研究單位之后,工廠在生產平面管的基礎上也開始研制集成電路。北方為北京電子管廠,也采用介質隔離研制成DTL數(shù)字電路,南方為上海元件五廠,在華東計算機所的合作下,研制出采用P-N結隔離的TTL型(晶體管-晶體管邏輯)數(shù)字電路,并在1966年底,在工廠范圍內首家召開了產品鑒定會鑒定了TTL電路。 DTL和TTL都是雙極型數(shù)字集成電路,主要是邏輯計算電路,以基本的與非門為基礎,當時都是小規(guī)模集成電路,還有與非驅動器、與門、或非門、或門、以及與或非電路等。主要用途是用于電子計算機。中國第一臺第三代計算機是由位于北京的華北計算技術研究所研制成功的,采用DTL型數(shù)字電路,與非門是由北京電子管廠生產,與非驅動器是由河北半導體研究所生產,展出年代是1968年?!?/p>
為了加速發(fā)展半導體集成電路,四機部(后來改名為電子工業(yè)部)決定籌建第一個專門從事半導體集成電路的專業(yè)化工廠,由北京電子管廠抽一部分技術力量,在1968年建立了國營東光電工廠(代號:878廠),當時正處于動亂的十年“文革”初期,國家領導號召建設大三線,四機部新建工廠,采用“8”字頭的都是在內地大三線,唯獨878廠,為了加快建成專業(yè)化集成電路生產廠,破例地建在首都北京。與此同時,上海儀表局也將上海元件五廠生產TTL數(shù)字電路的五車間搬遷到近郊,建設了上海無線電十九廠(簡稱上無十九廠)。
到1970年兩廠均已建成投產。從此,七十年代形成了中國IC行業(yè)的“兩霸”,南霸上無十九廠,北霸878廠。在國外實行對華封鎖的年代里,集成電路屬于高新技術產品,是禁止向中國出口的。因此,在封閉的自力更生、計劃經濟年代里,這兩廠的IC一度成為每年召開兩次電子元器件訂貨會上最走俏的產品。當時一塊J-K觸發(fā)器要想馬上拿到手,得要部長的親筆批條。在中國實行改革開放政策之前,IC在中國完全是賣方市場。七十年代上半期,一個工廠的IC年產量,只有幾十萬塊,到七十年代末期,上無十九廠年產量才實破500萬塊,位居全國第一?!?/p>
文化大革命開始后,陳伯達向毛澤東主席提出了“電子中心論”。一時間采用群眾運動的方式“全民”大搞半導體.為了打破尖端迷信,報上宣傳說城市里了道老太太在弄堂里拉一臺擴散爐,也能做出半導體.批判878廠建廠時鋪了水磨石地板為“大,洋,全”。這股風使工廠里不重視產品質量,這曾導致878廠為北京大學電子儀器廠生產TTL和 ?。樱裕裕蹋ㄐぬ鼗O管鉗位的TTL)電路研制百萬次大型電子計算機“推倒重來”。最后質量改進后的電路才使北大在1975年研制成中國第一臺真正達到100萬次運算速度的大型電子計算機-150機。(在此之前,由上無十九廠生產的TTL電路,供華東計算所研制出達到80多萬次速度的大型計算機,號稱“百萬次”)隨后,中國科學院109廠研制了ECL型(發(fā)射極藕合邏輯)電路,提供給中國科學院計算所,在1976年11月研制成功1000萬次大型電子計算機。
總之,在中國IC初始發(fā)展階段的十五年間,在開發(fā)集成電路方面,盡管國外實行對華封鎖,中國還是能夠依靠自己的技術力量,相繼研制并生產了DTL、TTL、ECL各種類型的雙極型數(shù)字邏輯電路,支持了國內計算機行業(yè),研制成百萬次、千萬次級的大型電子計算機。但這都是小規(guī)模集成電路。 在發(fā)展雙極型電路(Bipolar?。桑茫┲?,不久也開始研究MOS(金屬--氧化物一一半導體)電路(MOS?。桑茫?1968年研究出PMOS電路,這是上海無線電十四廠首家搞成的。到七十年代初期,永川半導體研究所,即24所,(它由石家莊13所十一室搬到四川水川擴大而建的)上無十四廠和北京878廠相繼研制成NMOS電路。之后,又研制成CMOS電路。
在七十年代初期,由于受國外IC迅速發(fā)展和國內“電子中心論”的影響,加上當時IC的價格偏高(一塊與非門電路不變價曾哀達500元,利潤較大f銷售利潤率有的廠高達40%以上),而貨源又很緊張,因而造成各地IC廠點大量涌現(xiàn),曾經形成過一股“IC熱”。不少省市自治區(qū),以及其他一些工業(yè)部門都興建了自己的IC工廠,造成--哄而起的局面。在這期間,全國建設了四十多家集成電路工廠。四機部直屬廠有749廠(永紅器材廠)、 871廠(天光集成電路廠)、 878廠(東光電工廠)、 4433廠(風光電工廠)和4435廠(韶光電工廠)等。各省市所建廠中有名的有:上海元件五廠、上無七廠、上無十四廠、上無十九廠、蘇州半導體廠、常州半導體廠、北京市半導體器件二廠、三廠、五廠、六廠、天津半導體(一)廠、航天部西安691廠等等?! 〖呻娐芬唤洺霈F(xiàn),隨著設備和工藝的不斷發(fā)展,集成度迅速提高。從小規(guī)模集成 (SSI),經過中規(guī)模集成(MSL),很快發(fā)展到大規(guī)模集成(LSI),這在美國用8年時間。而中國在初始發(fā)展階段中出僅用7年時間走完這段路,與國外差距還不是很大。 1972年中國第一塊PMOS型LST電路在四川永川半導體研究所研制成功,為了加速發(fā)展LSI,中國接連召開了三次全國性會議,第一次1974年在北京召開,第二次1975年在上海召開;第三次1977年在大三線貴州省召開。
為了提高工藝設備的技術水平,并了解國外IC發(fā)展的狀況,在1973年中日邦交恢復一周年之際,中國組織了由14人參加的電子工業(yè)考察團赴日本考察IC產業(yè),參觀了日本當時八大IC公司:日立、NEC、東芝、三菱、富士通、三洋、沖電氣和夏普,以及不少設備制造廠。原先想與NEC談成全線引進,因政治和資金原因沒有成勻丟失了一次機迂。后來改為由七個單位從國外購買單位臺設備,期望建成七條工藝線。最后成線的只有北京878廠,航天部陜西驪山771所和貴州都勻4433廠。
這一階段15年,從研制小規(guī)模到大規(guī)模電路,在技術上中國都依靠自己的力量,只是從國外進口了一些水平較低的工藝設備,與國外差距逐漸加大。在這期間美國和日本已先后進入IC規(guī)模生產的階段。