《電子技術(shù)應(yīng)用》
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芯片產(chǎn)業(yè)何去何從?一文走進中國芯片發(fā)展史

2019-07-02
關(guān)鍵詞: 芯片 半導(dǎo)體

  去年的中興事件后,總是有很多朋友問我,既然芯片那么重要,我們?yōu)槭裁床灰耘e國之力搞芯片。在回答這個問題前,我們先來簡單回顧下新中國前三十年的芯片發(fā)展史。

  中國的電子工業(yè),在1950解放以后就開始起步。1956年國家提出“向科學(xué)進軍”,國務(wù)院制定科技發(fā)展12年規(guī)劃,將電子工業(yè)列為重點發(fā)展目標。

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  中國科學(xué)院成立了計算技術(shù)研究所(中科院計算所)。為了培養(yǎng)電子工業(yè)人才,教育部集中全國五所大學(xué)的科研資源,在北京大學(xué)設(shè)立半導(dǎo)體專業(yè)。

  1958年,上海組建華東計算技術(shù)研究所,及上海元件五廠、上海電子管廠、上海無線電十四廠等企業(yè)。使上海和北京,成為中國電子工業(yè)的南北兩大基地。

  1960年中國科學(xué)院成立半導(dǎo)體研究所,同年組建河北半導(dǎo)體研究所(現(xiàn)為中電集團第13所),進行工業(yè)技術(shù)攻關(guān)。

  1962年由中科院半導(dǎo)體所,組建全國半導(dǎo)體測試中心。

  1963年中央政府組建第四機械工業(yè)部,主管全國電子工業(yè)。

  1968年,北京組建國營東光電工廠(878廠),上海組建無線電十九廠,至1970年建成投產(chǎn),形成中國集成電路產(chǎn)業(yè)中的“南北兩霸”。其中北京878廠主要生產(chǎn)TTU電路、CMOS鐘表電路及A/D轉(zhuǎn)換電路。上海無線電19廠,主要生產(chǎn)TTL、HTL數(shù)字集成電路,是中國最早生產(chǎn)雙極型數(shù)字集成電路的專業(yè)工廠。

  這一系列電子和半導(dǎo)體廠的興建,初步搭建了中國半導(dǎo)體工業(yè)的“研發(fā)+生產(chǎn)”體系。

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  這套體系最初能夠緊追美國,得益于一批回到新中國的半導(dǎo)體人才,如黃昆、謝希德、王守武、高鼎三、吳錫九、林蘭英、黃敞等前輩大師。在他們的帶領(lǐng)下,蹣跚起步的中國半導(dǎo)體行業(yè)做了兩大貢獻:

  一是保障了“兩彈一星”等一批重大軍事項目的電子和計算配套;二是為中國建立了一套橫跨院所和高校的半導(dǎo)體人才培養(yǎng)體系。

  所以,回到文章最初的問題,為什么不用舉國之力來發(fā)展芯片,答案是,我們不僅用舉國之力搞過芯片,而且似乎還一度搞的相當(dāng)不錯。1975年,北京大學(xué)物理系半導(dǎo)體研究小組,由王陽元等人,設(shè)計出我國第一批三種類型的(硅柵NMOS、硅柵PMOS、鋁柵NMOS)1K DRAM動態(tài)隨機存儲器,它比美國英特爾公司研制的C1103要晚五年,但是比韓國、臺灣要早四五年。那時韓國、臺灣根本就沒有電子工業(yè)科研基礎(chǔ)。

  說到這里,一定有很多人開始感到可惜,如果我們沿著這種模式發(fā)展下去,或許早就成為世界芯片強國,也不至于出現(xiàn)被人卡脖子的尷尬局面。

  然而在前兩期跟隨我們了解了芯片行業(yè)發(fā)展規(guī)律,尤其是摩爾定律的朋友們,應(yīng)該已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了問題。芯片工藝的持續(xù)進步,依賴于資本不斷的研發(fā)投入和產(chǎn)線升級的支出。而這部分資金的來源,大部分來自于上一代芯片工藝突破后大規(guī)模商用帶來的利潤反哺。

  而新中國成立以來普遍采用的集中全國力量打殲滅戰(zhàn)的發(fā)展模式,雖然有益于加速短期的技術(shù)突破,取得類似于原子彈,氫彈,人造衛(wèi)星的階段性成就。然而對于技術(shù)的后續(xù)商用和產(chǎn)業(yè)化,卻毫無益處。

  對于原子彈之類的項目,一旦技術(shù)突破,即可享用幾十年甚至上百年,而且關(guān)乎國防,安全,因此中國的發(fā)展模式在它們身上有其合理性和優(yōu)勢性。但是對于芯片這樣需要不斷研發(fā)投入以支持技術(shù)更新?lián)Q代的項目,舉國之力模式很快就體現(xiàn)出了其局限性。

  粉碎四人幫以后的1977年7月,鄧小平邀請30位科技界代表在人民大會堂召開座談會,半導(dǎo)體學(xué)界靈魂人物王守武發(fā)言說:“全國共有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。”

  由此可見,中國在那些年看上去很厲害的芯片發(fā)展成就,并沒有在產(chǎn)業(yè)上看到多少貢獻,更沒對民生發(fā)展帶來多少好處。而更為重要是,在缺乏了產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的利潤反哺后,國產(chǎn)芯片每一次新的技術(shù)更新,都會給全國財政帶來又一次的吸血。

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  然而在很長一段時間里,上至廟堂高管,下至平民百姓,甚至包括大量技術(shù)專家,都對這種發(fā)展模式的困境認識不足。

  比如在1977年,總設(shè)計師問王守武:“你們一定要把大規(guī)模集成電路搞上去,一年行嗎?”這個在今天看起來多少有點啼笑皆非的問題,恰恰反應(yīng)了當(dāng)時的中國,對于芯片產(chǎn)業(yè),這個資本主義發(fā)展到極致下的產(chǎn)物的運行規(guī)律,缺乏最基本的認知。

  而隨著改革開放的全面展開,這種發(fā)展模式終于遇到了問題。改革開放讓中國全國各行業(yè)的對外交流在短期內(nèi)呈現(xiàn)出爆發(fā)性的指數(shù)級增長。

  各行業(yè)都開始從國外引進先進技術(shù)及設(shè)備,這在短期內(nèi)造成了中國的外匯儲備荒。

  1977年中國的外匯儲備只有9億多美元,然而1978年7月份,政府工作報告提出的一個國外技術(shù)和設(shè)備引進方案的總金額就達到了驚人的850億美元,扣除400億引進外資,剩下還有接近500億美金的窟窿需要外匯儲備來填。

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  跟著外儲荒而來的是財政荒,1979年全國在建的大中型項目有1100多個,財政赤字170.6億元。1980年又新增了1100多項,財政赤字127億元。

  上述項目全部建成,還需要投資1300億元。迫于財政荒,1980年開始中央不得不停建緩建了大量短期產(chǎn)業(yè)化無望的項目,我們耳熟能詳?shù)脑缙诖箫w機運十項目就在此之列。

  而芯片項目毫無疑問也遭到明顯波及,中國原希望從歐美國家引進的七條3英寸晶圓生產(chǎn)線,因此拖了整整七年。

  而比財政斷流更嚴重的是,隨著改革開放的持續(xù)進行,海外更廉價,性能更好,更可靠的芯片大量流入國內(nèi),這給國內(nèi)技術(shù)進步幾乎停滯的芯片工業(yè)帶來了幾乎致命的一擊。

  比如像中國最大的半導(dǎo)體企業(yè)——上海元件五廠。1980年利潤高達2070萬元,職工人均利潤1.5萬元。即使是1985年,上海元件五廠的產(chǎn)值仍然高達6713.1萬元,利潤達1261.4萬元。然而到了1990年,上海元件五廠產(chǎn)值下降至1496萬元,滑倒了虧損的邊緣。

  而海外在這期間,臺灣,韓國,日本的芯片產(chǎn)業(yè)開始加速崛起,涌現(xiàn)了一大批例如臺積電,三星,海力士,索尼這樣的芯片巨頭。而半導(dǎo)體的產(chǎn)業(yè)模式在經(jīng)過1987開始的fabless+代工模式的轉(zhuǎn)型,正式進入黃金時代。而中國的舉國模式也終于走到了盡頭,上海無線電五廠也在不久后破產(chǎn)倒閉。

  所謂不破不立,中國舊模式主導(dǎo)下的芯片產(chǎn)業(yè)的崩潰,給了新模式的誕生埋下了伏筆。不過在中國的芯片業(yè)涅槃重生之前,還有十多年的暗黑時代在等著我們的芯片從業(yè)者。

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