謝希德和張忠謀離開(kāi)麻省理工校園,幾乎是在同一時(shí)間,卻懷著兩種截然不同的心情。
謝希德轉(zhuǎn)入麻省理工學(xué)院(MIT)后,苦讀2年便成功取得博士學(xué)位。新中國(guó)成立的消息令她興奮不已,可是朝鮮戰(zhàn)爭(zhēng)已經(jīng)爆發(fā),美方對(duì)于科技人才的東歸多有阻撓。直到著名學(xué)者李約瑟出面擔(dān)保,謝希德,這位后來(lái)的“中國(guó)半導(dǎo)體之母”才輾轉(zhuǎn)多地,回到祖國(guó)。
相比之下,張忠謀的求學(xué)之路反倒沒(méi)有那么順利。張忠謀出生浙江寧波,在麻省理工完成碩士學(xué)業(yè)后申請(qǐng)本校博士竟然被拒。年輕的他將之視為有生以來(lái)最大的打擊,站在沒(méi)有自己名字的榜單前,多年積累的自尊心、自信心倏忽消滅,十幾年讀書生涯戛然中斷,不知下一步何去何從,何以面對(duì)父母,何以面對(duì)新婚不久的妻子。
一人滿懷期待,一人沉淪迷茫。從同一個(gè)校園出發(fā)的兩個(gè)人,最終都把一生獻(xiàn)給了半導(dǎo)體事業(yè),把兩人截然不同的人生經(jīng)歷拼接一處,就是整個(gè)中國(guó)半導(dǎo)體的故事。
落榜麻省理工一直是張忠謀的心里陰影,不堪回首,不過(guò)多年后,他的看法竟然突然有了180度大轉(zhuǎn)彎,將那次落榜視作一生中最幸運(yùn)的事。
求學(xué)遭拒的張忠謀被逼無(wú)奈地找著工作,陸續(xù)到手的offer中,福特汽車的工作邀請(qǐng)最令他心儀。彼時(shí)的福特如日中天,列席全球前十大企業(yè)。張忠謀作為麻省理工機(jī)械專業(yè)的碩士,去福特,方是才盡其用。奈何不作死就不會(huì)死,由于手中另一個(gè)offer給的月薪比福特高1美元,年輕的張忠謀竟然希望福特給自己漲薪,在吃了一個(gè)官僚式的閉門羹后,他去了那家月薪高1美元的企業(yè)——希凡尼亞(Sylvnia)。這家以生產(chǎn)電燈泡、電視機(jī)、收音機(jī)、真空管為業(yè)的公司,當(dāng)時(shí)正在研究一項(xiàng)新的產(chǎn)品——以半導(dǎo)體為材料的晶體管。
張忠謀學(xué)的是機(jī)械專業(yè),論及和公司主業(yè)的契合程度,遠(yuǎn)不如物理專業(yè),因此同一時(shí)期也在希凡尼亞的另兩位中國(guó)年輕人才是熱門——哈佛大學(xué)物理博士黃敞和賓夕法尼亞大學(xué)物理博士林蘭英。不過(guò),后二人選擇了謝希德一樣的道路,先后辭別高薪,輾轉(zhuǎn)回國(guó)。
那艘著名的威爾遜游輪,受到美國(guó)中央情報(bào)局(CIA)的嚴(yán)密搜查,甚至連學(xué)科教材和學(xué)生筆記都被扣下。林蘭英,這位賓夕法尼亞大學(xué)歷史上第一位女博士,用藥盒,偷偷帶回了自己提煉的鍺單晶和硅單晶,作為給新中國(guó)的獻(xiàn)禮。
在此之前,黃昆已經(jīng)先從英國(guó)登船。曾經(jīng),在西南聯(lián)大他是和楊振寧齊名的物理系“三劍客”;現(xiàn)在,和量子力學(xué)鼻祖、后來(lái)諾獎(jiǎng)得主馬克斯·玻恩(Max Born)合著的《晶格動(dòng)力學(xué)理論》,已經(jīng)令他在世界物理界聲名鵲起。
當(dāng)張忠謀還在為由機(jī)械專業(yè)轉(zhuǎn)入半導(dǎo)體職業(yè)而挑燈苦讀。太平洋彼岸,在新中國(guó)聚首的黃昆、謝希德、林蘭英、黃敞、王守武們,已經(jīng)組建了一支年輕有為、群星閃耀的頂配陣容。
不妨用貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明晶體管為里程碑,中國(guó)半導(dǎo)體起步之處,只落后美國(guó)3-5年。
根據(jù)導(dǎo)電性,物質(zhì)分為導(dǎo)體(比如鐵)和絕緣體(比如木頭),所謂半導(dǎo)體,顧名思義是介于兩者之間的物質(zhì),其導(dǎo)電性受到導(dǎo)帶中電子數(shù)量的控制??茖W(xué)界很早就認(rèn)識(shí)到半導(dǎo)體的存在,只是一直不知道怎么利用它。直到1948年貝爾實(shí)驗(yàn)室的威廉·肖克利(William Shockley)以半導(dǎo)體材料發(fā)明晶體管,其小、輕、短、省的優(yōu)點(diǎn),完美替代電子產(chǎn)業(yè)的上一代技術(shù)(真空管),至此一場(chǎng)持續(xù)至今的產(chǎn)業(yè)革命正式起步。
肖克利登高一呼,無(wú)數(shù)青年才俊慕名而來(lái),加入他的商業(yè)化公司。但是除了商業(yè)理念不合,肖克利家長(zhǎng)式的作風(fēng)令人作嘔。比如,戈登·摩爾(Gordon Moore,摩爾定律的提出者)回憶,實(shí)驗(yàn)室發(fā)生小事故,員工們要通過(guò)測(cè)謊儀來(lái)分辨誰(shuí)撒謊,誰(shuí)有錯(cuò)。終于,以諾伊斯為首的8人組團(tuán)出走,創(chuàng)辦仙童公司(?Fairchild),史稱:仙童八叛將(The Traitorous Eight)。
The Traitorous Eight
盡管仙童歷經(jīng)短暫的高光,眾人便再次四散,但是無(wú)論從事產(chǎn)業(yè)、研究還是投資,都頗有建樹(shù),以至于幾乎一半以上的硅谷公司,都有仙童的直接基因,這才有了“先有仙童,后有硅谷”之說(shuō)。其中,諾伊斯(Robert Noyce)和摩爾新創(chuàng)立的公司,取名英特爾(Intel),在集成電路行業(yè)獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷,幾乎歷經(jīng)了人類歷史上所有的科技爭(zhēng)霸,化成一座高峰矗立至今。
1956年,新中國(guó)發(fā)出“向科學(xué)進(jìn)軍”的號(hào)召,在總理的關(guān)心下,教育部集合北京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、吉林大學(xué)、南京大學(xué)、廈門大學(xué)300人,由黃昆和謝希德?tīng)款^,在北京大學(xué)開(kāi)設(shè)半導(dǎo)體專門化培訓(xùn)班。這300人中包括后來(lái)的中芯國(guó)際董事長(zhǎng)王陽(yáng)元、華晶集團(tuán)總工程師許居衍、電子工業(yè)部總工程師俞忠鈺。如沐春風(fēng)里,中國(guó)半導(dǎo)體事業(yè)揚(yáng)帆起航。
期間,中國(guó)獨(dú)立提煉的鍺晶體、自主研制的集成電路相繼問(wèn)世,各項(xiàng)里程碑只和美國(guó)差距5-7年,和日本幾乎同步,領(lǐng)先韓國(guó)整整十年。
除了北大頂配的半導(dǎo)體班,黃昆和謝希德編寫的《半導(dǎo)體物理學(xué)》問(wèn)世,北黃昆南希德,坐鎮(zhèn)復(fù)旦大學(xué)的謝希德,推動(dòng)固體能譜研究,組隊(duì)伍,進(jìn)設(shè)備,籌實(shí)驗(yàn)。中國(guó)半導(dǎo)體從人才培養(yǎng),到產(chǎn)業(yè)探索,穩(wěn)步推進(jìn)。
可惜,正在“仙童播種,硅谷花開(kāi)”的同一時(shí)間,運(yùn)動(dòng)席卷中國(guó)。謝希德連同劍橋博士的丈夫很快被安上“特務(wù)”罪名。 這位“反動(dòng)學(xué)術(shù)權(quán)威”的新工作是在復(fù)旦大學(xué)物理樓后面的荒草地上拔草,不許停也不許抬頭。烈日暴曬下,她頭頂那間復(fù)旦低溫實(shí)驗(yàn)室被改造成關(guān)押科學(xué)家的牛棚,液氦設(shè)備作為廢物送給了工廠。戴了多頂“帽子”的她,不準(zhǔn)接觸研究,不準(zhǔn)出席外單位的學(xué)術(shù)會(huì)議,不準(zhǔn)訂閱刊物。離科學(xué)最近的距離,是被安排到校辦工廠磨硅片。
那“空有射日手,不許挽大弓”的十年,恰恰是西方世界半導(dǎo)體行業(yè)騰空而起的十年。
早期晶體管的半導(dǎo)體材料是鍺,但科學(xué)界已經(jīng)認(rèn)識(shí)到硅是更好的材料,只是受限于技術(shù),煉不出成本合適且足夠純度的硅。
位于美國(guó)西南部的得克薩斯州盛產(chǎn)牛仔,民風(fēng)粗獷,在美國(guó)主流人群看來(lái),就是鄉(xiāng)巴佬。當(dāng)偏居一隅默默無(wú)聞的德州儀器(TI)宣布提取出可以用于工業(yè)生產(chǎn)的硅,著實(shí)令人吃了一驚。
張忠謀也是因?yàn)榈轮輧x器的硅材料革命而認(rèn)識(shí)這家公司,在希凡尼亞完成自己由機(jī)械系學(xué)生到半導(dǎo)體專家的轉(zhuǎn)型后,張忠謀跳槽到德州儀器。幸運(yùn)的是,硅材料的革新僅僅是德州儀器的開(kāi)始,張忠謀親眼見(jiàn)證了另一項(xiàng)開(kāi)天辟地的發(fā)明。
杰克·基爾比(Jack Kilby)身高2米,體型瘦削卻有著一個(gè)大頭顱,30多歲年紀(jì)卻異常顯老,但是那沖破天際的發(fā)際線霸道宣揚(yáng)著一名卓絕工程師的實(shí)力。和張忠謀年齡相仿,又同時(shí)加入公司,兩人很快成為每天一起喝咖啡的好朋友?;鶢柋葘⒕w管、二極管、電阻,組成一個(gè)線路放在同一粒硅晶片上,取名“集成電路(Integrated Circuit)”。
第一塊集成電路
基爾比不僅憑此發(fā)明榮膺諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),而且一舉革新行業(yè)。半導(dǎo)體行業(yè)正是熱火朝天,德州儀器手里有了利刃,從此披荊斬棘,一躍沖天。而張忠謀一干就是30年,期間南征北戰(zhàn),了卻君王天下事,贏得生前身后名。作為德州儀器的第三把交椅,正值壯年的張忠謀已經(jīng)是全球電子行業(yè)的華人第一人。但是,那依舊還不是他個(gè)人成就的巔峰,往后還有更大的輝煌等著他。
很長(zhǎng)一段時(shí)間,德州儀器從一無(wú)所有到割據(jù)稱雄的勵(lì)志故事為人津津樂(lè)道?!耙孕〔┐蟆?,“后來(lái)居上”,這類看似鑿鑿的商業(yè)規(guī)律,既是激勵(lì)后人前赴后繼的商業(yè)雞湯,又是造成行業(yè)累累白骨的死亡詛咒。
電子產(chǎn)業(yè)的未來(lái)遼闊到?jīng)]有邊際,大國(guó)間的軍備競(jìng)賽立即打響。在集成電路發(fā)明之后僅僅幾年,日本和中國(guó)先后拍馬趕到。
其中,日本以通產(chǎn)省為領(lǐng)導(dǎo),以富士通、日立、三菱、NEC、東芝5大企業(yè)為核心,聯(lián)合各大研究院、研究所,推出超大規(guī)模集成電力計(jì)劃(VLSI)。三年后,攜自行研制的64K隨機(jī)存儲(chǔ)器,殺進(jìn)Intel的主戰(zhàn)場(chǎng)。競(jìng)爭(zhēng)手段簡(jiǎn)單粗暴又實(shí)際高效:永遠(yuǎn)比Intel便宜10%。
憑借稟賦優(yōu)勢(shì)和價(jià)格血戰(zhàn),日本人迅速在美國(guó)發(fā)明的市場(chǎng)中殺出一條血路。80年代,日本半導(dǎo)體產(chǎn)值超越美國(guó)。打得行業(yè)鼻祖Intel宣布退出存儲(chǔ)器市場(chǎng),玩不起,不玩了。盡管事后來(lái)看,Intel憑借斷舍離,聚焦微處理器市場(chǎng)反而走向了更大的成功。但是彼時(shí)彼刻,行業(yè)明星虧損1.8億美元,解雇8000名員工的消息讓美利堅(jiān)舉國(guó)震驚再舉國(guó)焦慮。
美國(guó)分別從立法、產(chǎn)業(yè)政策、直接干預(yù)、貿(mào)易戰(zhàn)等多個(gè)角度,組織了針對(duì)日本的狙擊。除了克林頓力推的“信息高速公路”,美國(guó)政府還發(fā)起成立半導(dǎo)體制造技術(shù)聯(lián)合體(SEMATECH),由仙童+Intel創(chuàng)始人、商業(yè)和科技領(lǐng)袖諾伊斯掛帥。經(jīng)費(fèi)上聯(lián)邦政府出一半,企業(yè)出一半,研究成果共享。當(dāng)然更著名的是對(duì)日貿(mào)易談判,以100%的關(guān)稅及各項(xiàng)條件相脅。最終日本承諾自行對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)品管制,減少產(chǎn)量,提高價(jià)格。
日本商業(yè)領(lǐng)袖、索尼創(chuàng)始人盛田紹夫,連同日本右翼政客石原慎太郎寫了一本《日本可以說(shuō)不》,驕傲神情躍然紙上??墒?,隨后日本就滑入“失落的十年”,甚至二十年。盡管電子產(chǎn)品依舊榮光,但是走下神壇的趨勢(shì)已經(jīng)注定。
不得不說(shuō),韓國(guó)人來(lái)得剛剛好。三星李秉哲去渴望牽制日本的美國(guó)引進(jìn)技術(shù),來(lái)軍心動(dòng)蕩的日本高薪挖人,其中東芝半導(dǎo)體事業(yè)部部長(zhǎng)川西剛的加盟尤為關(guān)鍵。90年代正是計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)井噴發(fā)展的時(shí)候,日本的限產(chǎn)限價(jià),為韓國(guó)發(fā)展半導(dǎo)體提供了極大的便利。
三星不光趁勢(shì)利便,還給行業(yè)帶來(lái)更大的腥風(fēng)血雨。半導(dǎo)體是典型的強(qiáng)周期行業(yè),價(jià)格上漲,大伙砸錢投產(chǎn)加班加點(diǎn);價(jià)格下跌,又裁人關(guān)廠賤賣保命??墒侨菂s清新脫俗,每每?jī)r(jià)格下降,行業(yè)日子難過(guò),三星偏偏進(jìn)一步擴(kuò)大生產(chǎn),繼續(xù)打壓價(jià)格,逼死競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,形成壟斷。這套由Intel發(fā)明的“逆周期投資法”被韓國(guó)人玩出了風(fēng)格,玩出了水平。
不過(guò)三星之所以敢于擺出一副賭徒模樣,拉著整個(gè)行業(yè)跳懸崖,是因?yàn)楸澈箜n國(guó)政府的支持。在韓國(guó),半導(dǎo)體行業(yè)被稱為“工業(yè)糧食”、“孝子產(chǎn)業(yè)”;政府以行政方式指示各大財(cái)團(tuán)給企業(yè)放貸。之后連續(xù)20年,幾乎連年巨虧,但又屢敗屢戰(zhàn),學(xué)生終于打敗了老師。隨著日本爾必達(dá)的倒閉,如今DRAM存儲(chǔ)器市場(chǎng),三星絕對(duì)領(lǐng)導(dǎo),身后跟著海力士(韓國(guó)現(xiàn)代集團(tuán)分拆)、美國(guó)美光,除此之外,在世界范圍內(nèi)拿著望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡都找不到競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。
通過(guò)日勝美、美懲日、韓國(guó)逼死所有人的江湖歷史,不難總結(jié)出半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的精髓:堅(jiān)定國(guó)家意志、引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)、抓住領(lǐng)軍人才、穿越長(zhǎng)期虧損。
可惜,深陷運(yùn)動(dòng)的中國(guó)沒(méi)有條件知道,重回世界的中國(guó)走過(guò)足夠的彎路才能了解。如今的中國(guó)既有清晰的認(rèn)知,也有積累的實(shí)力,但是行業(yè)的命題已經(jīng)不同以往,由于半導(dǎo)體行業(yè)的奇葩特性,面前這道積年累月長(zhǎng)成的天塹,恐怕要狠狠考驗(yàn)一番中國(guó)。
縱觀六七十年代取得的成績(jī),言必稱“兩彈一星”。這項(xiàng)在國(guó)際封鎖+國(guó)內(nèi)混亂背景下誕生的成就,衍生出一個(gè)當(dāng)代中國(guó)的疑問(wèn)范式:中國(guó)人連“兩彈一星”都能造得出,為什么造不出芯片?為什么造不出汽車?為什么造不出中國(guó)女孩愛(ài)用的美妝品?……
錢學(xué)森的話發(fā)人深?。?0世紀(jì)60年代,我們?nèi)ν度搿皟蓮椧恍恰?,得到很多?0年代我們沒(méi)有搞半導(dǎo)體,為此失去很多。
在我們總結(jié)的半導(dǎo)體行業(yè)四項(xiàng)精髓之中,最容易模仿的是“引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)”。70年代,中美和中日先后實(shí)現(xiàn)邦交正?;K自捳f(shuō)趁熱打鐵,70年代初,我國(guó)從日本引進(jìn)7條生產(chǎn)線,不過(guò)設(shè)備有了,技術(shù)、軟件能力沒(méi)有跟上,因此效果不佳。70年代末,美國(guó)產(chǎn)業(yè)升級(jí),中國(guó)引進(jìn)淘汰下來(lái)的二手設(shè)備,組成24條生產(chǎn)線,但是同樣因?yàn)榧夹g(shù)、軟件能力跟不上,沒(méi)有達(dá)成預(yù)期,成了夾生飯。為什么一模一樣的錯(cuò)誤可以重復(fù)犯?六七十年代舉國(guó)封鎖,涉及引進(jìn)西方技術(shù)的事項(xiàng)往往事出有因,但是盡管如此,每當(dāng)運(yùn)動(dòng)來(lái)潮,還是要被扣上“洋奴哲學(xué)、爬行主義”的帽子,批判打倒一番。時(shí)代風(fēng)雨搖曳,又談何思考總結(jié)?
兩彈一星和半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)完全是兩種不同的事業(yè),前者是尖端科技的局部突破,靠的是不計(jì)成本的運(yùn)動(dòng)式投入,而后者是成本收益匹配的規(guī)模經(jīng)濟(jì),靠的是整個(gè)社會(huì)產(chǎn)業(yè)鏈的成熟和效率。
“誰(shuí)家新燕啄春泥,幾處早鶯爭(zhēng)暖樹(shù)”,世界半導(dǎo)體行業(yè)日新月異,你方唱罷我登場(chǎng),可是中國(guó)報(bào)紙卻沉迷在這樣的宣傳典型:某某弄堂里街道老奶奶靠拉擴(kuò)散爐做出了半導(dǎo)體。
當(dāng)我們關(guān)上大門時(shí),中國(guó)半導(dǎo)體只落后世界5年;當(dāng)中國(guó)再次回到世界,已經(jīng)落后20-30年。1977年,王守武說(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)量的十分之ー。痛心疾首的鄧公問(wèn)他:你們一定要把大規(guī)模集成電路搞上去,一年,行嗎?
怎么把中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)搞上去?讓謝希德們重回講臺(tái)和實(shí)驗(yàn)室,立刻拾起中斷十年的人才培養(yǎng),肯定是題中之義,算而今正是77、78級(jí)半導(dǎo)體學(xué)生撐起了當(dāng)下行業(yè)的半邊天。但是在人才培養(yǎng)之外的探索,時(shí)代主題恰恰是彎路的起點(diǎn)。
改革開(kāi)放之初,舉國(guó)上下認(rèn)為只要引入競(jìng)爭(zhēng),開(kāi)放市場(chǎng),就能解決一切問(wèn)題。因此整個(gè)國(guó)家的治理思路是減少直接投入,鼓勵(lì)大家去經(jīng)濟(jì)規(guī)律中自己找出路。政企分離后,財(cái)政撥款沒(méi)了,但是有銀行貸款。鑒于中西方差距顯著,也為了短期見(jiàn)效,全國(guó)半導(dǎo)體工廠,紛紛放下自主研發(fā),引進(jìn)國(guó)外生產(chǎn)線。同樣的命運(yùn)也發(fā)生在中國(guó)大飛機(jī)上。
不過(guò),簡(jiǎn)單的放任自由并不是良藥。半導(dǎo)體制程一日千里,各自為政的引進(jìn),缺乏專業(yè)性和談判籌碼。既拿不到最新的工藝,又做不到消化吸收?!耙M(jìn)、消化、吸收、創(chuàng)新”的口號(hào)沒(méi)有做到,卻形成了“引進(jìn)、消化、落后,再引進(jìn)”的怪圈。很快,連年虧損加上銀行利息,企業(yè)陷入困境。
認(rèn)識(shí)到錯(cuò)誤的執(zhí)政者調(diào)轉(zhuǎn)方向,國(guó)家項(xiàng)目531工程和908工程接踵而來(lái)。
可惜,目標(biāo)“普及5微米,開(kāi)發(fā)3微米,攻關(guān)1微米”的531,最終還是“引進(jìn)了設(shè)備,卻消化不了技術(shù)和管理”。這一次重蹈覆轍,已經(jīng)不僅僅是認(rèn)識(shí)不足的問(wèn)題,更大的原因在于,十年運(yùn)動(dòng),中國(guó)半導(dǎo)體人才青黃不接,即使清楚軟件和管理更重要,卻巧婦難為無(wú)米之炊。
而908的失敗是另一種典型。目標(biāo)是躋身世界一流的908工程,審批2年,論證3年,建廠2年,7年過(guò)去,華晶工廠一落地就落后。不但落后了先進(jìn)工藝4-5代,月產(chǎn)能也只有可憐的800片,連目標(biāo)產(chǎn)能1.2萬(wàn)片的一成都不到,可以說(shuō)毫無(wú)商業(yè)價(jià)值。面對(duì)沉重的銀行利息,華晶后來(lái)的選擇很是被動(dòng)。歷經(jīng)輾轉(zhuǎn)和反復(fù),直到新世紀(jì)被央企華潤(rùn)收購(gòu),成為現(xiàn)在的華潤(rùn)微電子。
那注定是中國(guó)半導(dǎo)體事業(yè)最昏暗的一段時(shí)間。論國(guó)家投入,改革開(kāi)放成果積累有限,財(cái)政捉襟見(jiàn)肘,心有余而力不足。論激勵(lì)機(jī)制,社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)制度還在襁褓,國(guó)企改革還在摸索,根本吸引不到國(guó)際一流人才。而十年教育停滯帶來(lái)的人才斷檔,陣痛不斷,令人心痛,又無(wú)可奈何。
回首531、908,唯一聽(tīng)上去算作寬慰的評(píng)價(jià)是,它們真是中國(guó)半導(dǎo)體事業(yè)的“黃埔軍校”。其實(shí)“黃埔軍?!笔敲逼鋵?shí)的哀辭,其所指往往曾經(jīng)輝煌,終而沒(méi)落,前景索然,因此人才四散。
跌跌撞撞,我國(guó)集成電路產(chǎn)量終于邁過(guò)了1億塊的檻,進(jìn)入業(yè)內(nèi)所說(shuō)的大生產(chǎn)階段。以此為口徑,落后美國(guó)25年,落后日本23年。
集成電路一陣腥風(fēng)血雨,行業(yè)開(kāi)創(chuàng)者、DRAM存儲(chǔ)器三元老——英特爾、德州儀器、IBM分別在1986年、1998年和1999年退出該領(lǐng)域。其中,由于德州儀器關(guān)閉DRAM業(yè)務(wù),49歲張汝京提前退休,接任臺(tái)灣世大半導(dǎo)體總經(jīng)理。
舊制度已經(jīng)被打碎,新制度還未被建立,繼三星的翻江倒海之后,行業(yè)即將迎來(lái)下一位重塑者。更早之前,中國(guó)臺(tái)灣成立電子研究所,政府出資從美國(guó)RCA購(gòu)買技術(shù),并無(wú)償轉(zhuǎn)讓給新成立的聯(lián)華電子公司(UMC)和臺(tái)灣積體電路公司(臺(tái)積電,TSMC)。臺(tái)灣“科技教父”李國(guó)鼎幾番赴美,曾經(jīng)一個(gè)月在硅谷拜訪2000多名華裔科學(xué)家和工程師,其中最大的成績(jī)是把54歲的張忠謀請(qǐng)回了臺(tái)灣。此前,在三星那場(chǎng)著名的世紀(jì)豪賭中,李秉哲就在自己的金元戰(zhàn)隊(duì)中為張忠謀留了一個(gè)關(guān)鍵位置,但是幾番盛邀都沒(méi)有成功。
不久,張忠謀在臺(tái)灣當(dāng)局的支持下接手臺(tái)積電,近30年德州儀器生涯,曾經(jīng)的麻省理工落榜少年已經(jīng)是半導(dǎo)體行業(yè)華人第一人,用他上任伊始的話來(lái)說(shuō),自己早已“獨(dú)上高樓,望盡天涯路”。
好一個(gè)“望盡天涯路”。在我們總結(jié)的半導(dǎo)體行業(yè)四大精髓之中,“引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)”最容易模仿,而“抓住領(lǐng)軍人才”最可遇不可求。
海峽兩岸半導(dǎo)體淵源頗深,成立之初的臺(tái)積電并無(wú)過(guò)人之處。其大股東是荷蘭名企飛利浦。當(dāng)時(shí)飛利浦剛步入全盛,在其亞洲戰(zhàn)略中,布局了兩家合資半導(dǎo)體公司。除了臺(tái)灣的臺(tái)積電,同一時(shí)間飛利浦和上海無(wú)線電七廠合資的上海飛利浦半導(dǎo)體,也就是后來(lái)的上海先進(jìn)。上海先進(jìn)的英文簡(jiǎn)稱是ASMC和臺(tái)積電TSMC如此相近,原因也在此處。
如果說(shuō)謝希德和張忠謀命運(yùn)迥異,是基于人生選擇——一者獻(xiàn)身新中國(guó)教育,歷經(jīng)磨難,當(dāng)屬開(kāi)山大師;一者投身最前沿實(shí)業(yè),奇遇不斷,終成教父??墒?,同宗同源的臺(tái)積電和上海先進(jìn),卻也有大相徑庭的發(fā)展軌跡,真是令人感嘆:千軍易得一將難求。
張忠謀為臺(tái)積電設(shè)計(jì)的道路叫做:專注代工。
“代工”二字,初看之下毫無(wú)亮點(diǎn),細(xì)品之后low感十足。它也可以創(chuàng)造奇跡嗎?
1995年11月中國(guó)領(lǐng)導(dǎo)人訪問(wèn)韓國(guó),在參觀了三星的半導(dǎo)體工廠后,這位曾任職中國(guó)電子工業(yè)部部長(zhǎng)的長(zhǎng)者,扶了扶黑框眼鏡,把自己的感受概括為“觸目驚心”。
真是沒(méi)想到啊,經(jīng)過(guò)市場(chǎng)激勵(lì)和國(guó)家工程的輪番攻堅(jiān)之后,我國(guó)集成電路產(chǎn)量和銷售額占世界份額僅僅0.3%左右,不僅低到忽略不計(jì),而且生產(chǎn)水平上停留在4-5英寸晶圓、2-3微米的工藝,落后第一梯隊(duì)15-20年。
更令人詫異的是,5年前提出的908工程竟然還拖拖拉拉地處在論證階段。顧不上了,909工程立刻啟動(dòng)。這一次吸取教訓(xùn),審批、經(jīng)費(fèi)一切從簡(jiǎn)從快,由電子工業(yè)部部長(zhǎng)親自出任工程主體(華虹微電子)董事長(zhǎng),特事特辦,規(guī)格之高難有匹敵。
合作伙伴是日本電子巨頭NEC,當(dāng)時(shí)正是韓國(guó)半導(dǎo)體絞殺日本同行關(guān)鍵時(shí)刻。話說(shuō)這么多年,即使中日因?yàn)闅v史問(wèn)題不共戴天,只要提起另一個(gè)鄰國(guó),雙方總能冰釋前嫌,其利斷金。NEC為了展現(xiàn)情誼,不光在合資合同中承擔(dān)更大義務(wù),給中方更多實(shí)惠,而且把原來(lái)擬定的工期一而再再而三地縮短,以一個(gè)神奇的速度實(shí)現(xiàn)投產(chǎn)。
華虹NEC不僅在工藝上躋身世界一流,而且在2000年實(shí)現(xiàn)月投產(chǎn)2萬(wàn)片規(guī)模,第一年就產(chǎn)生利潤(rùn)。只可惜謀事在人,成事在天,2000年第四季度互聯(lián)網(wǎng)泡沫破裂,計(jì)算機(jī)行業(yè)一天之內(nèi)由盛夏轉(zhuǎn)入寒冬。拉里·佩奇,花了整整一年時(shí)間叫賣Google,都鮮有人搭理。華虹NEC在2001年前8個(gè)月巨虧7億,眼看再撐一撐會(huì)有轉(zhuǎn)機(jī),緊接著發(fā)生911恐怖襲擊。中國(guó)半導(dǎo)體人,眼看著天空中伸出一只巨大的手,把正準(zhǔn)備抬頭的半導(dǎo)體行業(yè)再次按進(jìn)冰冷徹骨的寒水里。
唯一沒(méi)有懸念的是,三星再次祭出自己的逆周期投資,拽著整個(gè)行業(yè)跳懸崖。一年之內(nèi),合作方NEC面目全非,曾經(jīng)的西裝革履被整成當(dāng)下的破衫襤褸,不但業(yè)務(wù)巨虧,而且剝離了半導(dǎo)體業(yè)務(wù)。自顧不暇中,哪里還顧得上華虹NEC。
華虹NCE本來(lái)的策略是“存儲(chǔ)器起步,轉(zhuǎn)入邏輯產(chǎn)品”,如今被逼無(wú)奈,轉(zhuǎn)型代工。不過(guò),代工制造的秘訣恰恰在于越虧損越投資。一來(lái),行業(yè)低迷,可以用最低的價(jià)格買設(shè)備,二來(lái)工廠建設(shè)周期大約18個(gè)月,和行業(yè)周期基本吻合,等到新工廠投產(chǎn),新增加的產(chǎn)能正好可以趕上行業(yè)繁榮,吃一波大利。可惜,歷經(jīng)重創(chuàng),華虹壯志難續(xù),沒(méi)有成為帶領(lǐng)中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)殺出重圍的領(lǐng)軍人。
909工程最終也成了“黃埔軍校”,不過(guò),中國(guó)芯片行業(yè)的進(jìn)步還是有目共睹。上海推廣銀行IC卡、公交一卡通、社???,原本配套的進(jìn)口芯片巨貴,但是908、909實(shí)現(xiàn)了自主產(chǎn)業(yè)鏈,IC卡芯片的價(jià)格一路下跌90%。SIM卡片也是如此,由80多元一口氣跌到8元。再后來(lái)我國(guó)的民生卡和二代身份證都用上了中國(guó)自己的芯片。
華虹投產(chǎn)的世紀(jì)之交,也是中國(guó)半導(dǎo)體事業(yè)的轉(zhuǎn)折。2000年,復(fù)旦老校長(zhǎng)謝希德在上海去世。2002年,臺(tái)積電開(kāi)始發(fā)動(dòng)針對(duì)中芯國(guó)際的訴訟。2004年,華為將剛獨(dú)立出的半導(dǎo)體業(yè)務(wù)改命海思……
不妨說(shuō),909承前,909啟后。
77年的“全國(guó)科學(xué)大會(huì)”,鄧小平用四川話強(qiáng)調(diào)“知識(shí)分子是工人階級(jí)的一部分”,不僅提出“科學(xué)技術(shù)是生產(chǎn)力”,還說(shuō)以后要“五天工作,一天政治學(xué)習(xí)”,以前政治學(xué)習(xí)太多了,現(xiàn)在減少一點(diǎn)。40歲的徐匡迪、33歲的任正非坐在下面,時(shí)而灑淚,時(shí)而歡呼。
徐匡迪后來(lái)得以去英國(guó)帝國(guó)理工做訪問(wèn)學(xué)者,成為鋼鐵冶金專家。一次出訪中獲得朱镕基青睞,1995年,同時(shí)當(dāng)選中國(guó)工程院院士和上海市市長(zhǎng)。909項(xiàng)目,他擔(dān)任副組長(zhǎng),見(jiàn)證了華虹以神速落地上海,上海像一個(gè)少年學(xué)生,狠狠一躍摸了一把世界半導(dǎo)體行業(yè)的天花板。至此之后,上海成了集成電路的堅(jiān)定支持者。
909正趕上上海整個(gè)城市大步前進(jìn),同一時(shí)期,和909一樣超過(guò)百億的建設(shè)項(xiàng)目還有通用汽車和浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)。除此之外,南北高架、內(nèi)外環(huán)線、金茂大廈、香格里拉賓館二期、東方明珠電視塔陸續(xù)開(kāi)工,整個(gè)陸家嘴在90年代末拔地而起。
盡管臺(tái)積電和通聯(lián)已是臺(tái)灣半導(dǎo)體雙雄,同樣從德州儀器回到臺(tái)灣島的張汝京,依舊把世大做得風(fēng)風(fēng)火火,以至于張忠謀開(kāi)出一個(gè)明顯偏高、令人無(wú)法拒絕的收購(gòu)價(jià)格。離開(kāi)世大的張汝京繼續(xù)在中國(guó)尋找創(chuàng)業(yè)機(jī)會(huì)。首先和香港董建華一拍即合,可惜因市民意見(jiàn),建廠計(jì)劃受阻。上海當(dāng)機(jī)立斷,徐匡迪市長(zhǎng)親自陪著張汝京在張江選地。城市規(guī)劃里,上海的張江微電子開(kāi)發(fā)區(qū),面積上是3個(gè)臺(tái)灣新竹工業(yè)園。
張汝京不愧是世界級(jí)的建廠大師,專業(yè)素養(yǎng)、領(lǐng)導(dǎo)能力、職業(yè)態(tài)度俱佳。初期經(jīng)費(fèi)節(jié)省,張汝京招徠國(guó)際人才,讓對(duì)方自費(fèi)機(jī)票,最好有事來(lái)上海的話“順便”見(jiàn)見(jiàn)。拿過(guò)Intel最高成就獎(jiǎng)的謝志峰在接到電話第二天就“順便”來(lái)了,而且談得不錯(cuò),只是中芯國(guó)際開(kāi)的薪資比Intel 12年前發(fā)的還少,還不算通貨膨脹。張汝京看他猶豫,讓他回家和太太商量下。臨走前說(shuō)道:你呀是上海人,我是臺(tái)灣人,中芯國(guó)際是上海的企業(yè),我一個(gè)臺(tái)灣人在農(nóng)田里(張江當(dāng)時(shí)還是遍地農(nóng)田)每天從8點(diǎn)干到12點(diǎn),你呢?
話說(shuō)到這個(gè)份上,堂堂上海男兒,豈還用和太太商量?謝志峰當(dāng)場(chǎng)就接了聘書。
2000年4月,中芯國(guó)際成立。8月破土動(dòng)工,距離華虹只有4公里。3年時(shí)間,從無(wú)到有,躋身世界四大。張汝京,中國(guó)大陸集成電路教父,當(dāng)之無(wú)愧。
這篇該死的文章,每每寫道中國(guó)半導(dǎo)體轉(zhuǎn)機(jī)的喜訊,總要蹦出一個(gè)可恨的“但是”。
真的不得不感嘆中國(guó)造芯的艱難和苦澀。正在一切向好之際,“院士市長(zhǎng)”徐匡迪在任期未滿之時(shí)被調(diào)離上海;隨后,中芯國(guó)際在臺(tái)積電兩場(chǎng)針對(duì)性的訴訟中元?dú)獯髠?,張汝京引咎辭職;接棒的江上舟畢業(yè)于清華無(wú)線電專業(yè),為政精煉,改革銳意,是中國(guó)芯、大飛機(jī)、電動(dòng)汽車的重要推動(dòng)人,可惜因?yàn)榘┌Y英年早逝。
自古燕趙多慷慨悲歌之士,但是這里明明是上海??!
中國(guó)人到底能不能造芯?翻翻半導(dǎo)體歷史,華人的貢獻(xiàn)頗為亮麗。集成電路行業(yè)中多位巨人,博通(Broadcom)、英偉達(dá)(NVIDIA),Cadence、Marvell創(chuàng)始人都有華裔。
婦孺皆知的摩爾定律是電子行業(yè)的圣經(jīng)——每過(guò)18個(gè)月,集成電路可容納的晶體管數(shù)量會(huì)增加一倍,性能提升一倍。但是Intel早早宣布,根據(jù)物理特性,20納米是晶體管間距的極限,半導(dǎo)體工藝將在20納米到達(dá)盡頭。試想一下,如果摩爾定律失效,半導(dǎo)體行業(yè)的下場(chǎng)將和紡織、鋼鐵一樣,曾經(jīng)異常輝煌,如今缺你不可,但是,行業(yè)固化,創(chuàng)意平庸,淹沒(méi)在存量博弈和機(jī)械重復(fù)當(dāng)中。
正當(dāng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)漸漸萌生世界末日的挫敗感,伯克利大學(xué)的胡正明登高一呼:FinFET工藝。這位出生北京豆芽菜胡同的科學(xué)家把世界半導(dǎo)體行業(yè)帶向新大陸。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),20納米的極限存在于兩維平面下,但FinFET將半導(dǎo)體器件的設(shè)計(jì)由兩維擴(kuò)展到三維。不妨用周杰倫在《雙節(jié)棍》中的一段旋律作陪:摩爾定律的極限已被我一腳踢開(kāi)。
毫不夸張的說(shuō),沒(méi)有FinFET就沒(méi)有今天電子產(chǎn)品的繁榮。難以想象人類停滯在20納米的模樣,作為比較,2019年智能手機(jī)的百花齊放是建立在7納米的工藝之上,而越來(lái)越近的5納米和3納米,更是物聯(lián)網(wǎng)、5G的技術(shù)堅(jiān)石。
張忠謀“望盡天涯路”的自評(píng)所言不虛,臺(tái)積電第一時(shí)間邀請(qǐng)胡正明以技術(shù)長(zhǎng)身份參與新生產(chǎn)線的布局,把握住了行業(yè)內(nèi)少有的換擋期。當(dāng)909工程、中芯國(guó)際先后落地上海,臺(tái)灣島上臺(tái)積電和通電還是伯仲之間,但是十年之后,臺(tái)積電已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)甩下通電,殺進(jìn)了世界第一梯隊(duì)。
全球范圍內(nèi)看,有三家企業(yè)在集成電路生產(chǎn)能力上遙遙領(lǐng)先。其中元老Intel“此路是我開(kāi),此樹(shù)是我栽”,賭徒三星“一將功成萬(wàn)骨枯”,而躋身其中的臺(tái)積電不僅毫不遜色,每每代際切換之際,還常常力壓一籌。
需要指出的是,三巨頭的模式并不相同,Intel和三星設(shè)計(jì)并且生產(chǎn)自己的產(chǎn)品,業(yè)內(nèi)稱為IDM。而臺(tái)積電不設(shè)計(jì),沒(méi)有自己的產(chǎn)品,專注代工模式,業(yè)內(nèi)稱為Foundry。(三星和Intel也有少量代工,但是影響不大,故不展開(kāi))
行外人一聽(tīng)“代工”兩字,常因撲面而來(lái)的low感面露小覷之色,再聯(lián)想到自己沒(méi)買過(guò)臺(tái)積電品牌的產(chǎn)品,自然更不把這家企業(yè)放在眼里。
可事實(shí)上,臺(tái)積電早已深入每個(gè)人的生活。你一定有過(guò)這樣的經(jīng)歷——被A總、L總、Y總、C總的發(fā)布會(huì)忽悠得心花怒放,可是說(shuō)好6月份上市的旗艦手機(jī)要么推遲要么缺貨。不知內(nèi)情的人只說(shuō)是“饑餓營(yíng)銷”,其實(shí)真實(shí)的原因十有八九在臺(tái)積電。沒(méi)辦法,高通、蘋果、華為都是客戶,甚至三星和Intel的部分產(chǎn)品也要靠臺(tái)積電代工,而產(chǎn)能就那么多,高峰期除了拼關(guān)系,難免要辛苦大家擠一擠勻一勻。
半導(dǎo)體行業(yè)規(guī)模經(jīng)濟(jì)顯著,生產(chǎn)工藝的革新越到后期越是燒錢,正是因?yàn)樯羁陶J(rèn)識(shí)行業(yè)實(shí)質(zhì),張忠謀的臺(tái)積電專注代工,構(gòu)筑起頂級(jí)芯片生產(chǎn)能力。今天全世界除了Intel和三星,只要你想生產(chǎn)一流芯片,那么就“只此一家,過(guò)期不候”。因此,臺(tái)積電的估值長(zhǎng)時(shí)間力壓Intel,收入、利潤(rùn)至今比另一家中國(guó)科技企業(yè)華為還要高,足夠令初識(shí)者咋舌。
世紀(jì)末,北京的科協(xié)主席和相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)開(kāi)始頻繁赴硅谷約見(jiàn)華人精英。1999年,建國(guó)50周年大閱兵,在天安門左手邊的第三個(gè)格子里,坐了25位硅谷華人。這25人后來(lái)幾乎全部回國(guó)創(chuàng)業(yè),其中有百度李彥宏,有中興微電子鄧中翰。
新世紀(jì)開(kāi)始,中國(guó)繼續(xù)探尋半導(dǎo)體,上海和集成電路共進(jìn)退,設(shè)計(jì)、封測(cè)、設(shè)備、零件、化學(xué)品等半導(dǎo)體企業(yè)在張江如雨后春筍,其中,有紫光趙偉國(guó)大收購(gòu)大整合的資本杠桿,有漢芯造假丑聞帶來(lái)的行業(yè)超級(jí)低谷和超級(jí)陰影,同時(shí)也有國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)基金(俗稱“大基金”)登高一呼的壯心不已。
這些努力在2018年遭受檢驗(yàn),美國(guó)制裁中興通訊,封鎖一枚指甲蓋大小的芯片,竟然導(dǎo)致這家世界電信巨人直接休克。國(guó)人這才震驚,改革開(kāi)放都40年了,中國(guó)竟然還有落后世界30年的產(chǎn)業(yè)?!
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),也稱集成電路產(chǎn)業(yè),在產(chǎn)品上分為處理器芯片,記憶和存儲(chǔ)芯片、特定功能芯片、存儲(chǔ)器、分立器件、設(shè)備、材料等等。從生產(chǎn)工序可以分為IP開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、代工、封測(cè)等環(huán)節(jié)。如今已是分工精細(xì)、內(nèi)容繁帙。我們不如化繁就簡(jiǎn),因循幾個(gè)疑問(wèn),完成文章的總結(jié),首先:當(dāng)我們?cè)谡務(wù)撝袊?guó)“缺芯”的時(shí)候,具體是指什么?
2018年,中國(guó)芯片進(jìn)口超過(guò)3100億美元,數(shù)量上是石油的兩倍,大于石油鋼鐵糧食進(jìn)口額的總和。數(shù)字并不能展現(xiàn)全貌,其實(shí)中國(guó)自主研發(fā)芯片在全球占比并不低,僅次于美、韓、日,和德國(guó)不相上下。2018年全世界芯片產(chǎn)值4688億美元,這當(dāng)中的2/3來(lái)到中國(guó),考慮到中國(guó)負(fù)責(zé)生產(chǎn)全世界90%的電腦、90%的手機(jī)和90%的家電,根據(jù)清華大學(xué)微電子研究所所長(zhǎng)魏少軍的研究,進(jìn)口芯片中60%再次出口,只有40%是真的被中國(guó)消費(fèi)了。
因此“進(jìn)口多”并不是問(wèn)題,更實(shí)質(zhì)的是,在關(guān)鍵品類上,中國(guó)幾乎空白。除了前文提到的存儲(chǔ)器(三星、海力士、美光)、光刻機(jī)(AMSL)要仰人鼻息。再比如最近很火的可編程邏輯芯片(FPGA)基本被Intel和賽靈思(Xilinx)壟斷,還有高鐵缺一不可的(IGBT)、數(shù)字信號(hào)處理芯片(DSP)、CPU、GPU、MCU、半導(dǎo)體設(shè)備、硅片等等都依賴進(jìn)口。
用通俗的話來(lái)講,中國(guó)“缺芯”,缺的是高端芯片的生產(chǎn)能力。
除了華虹NEC,909工程還進(jìn)行了上下游的投資,其中包括一家叫做華為的企業(yè)。這家負(fù)重前行的民營(yíng)企業(yè),如今可以算作中國(guó)科技產(chǎn)業(yè)的擔(dān)當(dāng)。翻看集成電路各細(xì)分行業(yè)的前十榜單,中國(guó)品牌鮮有上榜。但是在芯片設(shè)計(jì)上,華為旗下的海思已經(jīng)躋身世界前十,當(dāng)下談起中國(guó)芯片,幾乎言必稱海思。
在電子產(chǎn)品空前繁榮的時(shí)代,產(chǎn)品的差異性一定是通過(guò)芯片體現(xiàn)??梢砸詾樾业氖牵袊?guó)在芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域已經(jīng)做出成績(jī)。目前,收入過(guò)億的中國(guó)芯片設(shè)計(jì)企業(yè)已超過(guò)百家,放在全行業(yè)是不錯(cuò)的成績(jī)。對(duì)此,張忠謀頗有功勞,正是由于臺(tái)積電把“芯片制造”專業(yè)化,從而大大降低了芯片設(shè)計(jì)的門檻。在次之前,如果沒(méi)有工廠和上幾千人團(tuán)隊(duì)談何造芯?但是現(xiàn)在,經(jīng)??吹揭粋€(gè)從硅谷回來(lái)的博士帶著3個(gè)人就能開(kāi)一家芯片設(shè)計(jì)公司。
不過(guò),此景之下有些問(wèn)題必須指出,第一,借著舉國(guó)“芯片焦慮”,中國(guó)商業(yè)界普遍過(guò)渡包裝過(guò)渡宣傳。比如所謂的AI芯片,名字很高大上,但實(shí)質(zhì)是該芯片專用于圖像或語(yǔ)音識(shí)別,又或者只能用來(lái)挖礦。也是就俗稱的特定場(chǎng)景集成電路(ASIC),其設(shè)計(jì)難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于通用芯片(CPU),因此Intel等依舊代表了芯片能力的高峰。用“XX企業(yè)自主設(shè)計(jì)芯片的XX芯片,在XX環(huán)境(特定場(chǎng)景)下性能超越的intel”的宣傳標(biāo)語(yǔ)來(lái)消費(fèi)國(guó)人的芯片焦慮,是誤導(dǎo)且惡意的。
第二,芯片設(shè)計(jì)的上游依賴ARM的IP授權(quán),過(guò)程依賴EDA等工具,下游依賴臺(tái)積電的生產(chǎn),是所謂“受制于人”的典型。歐美日的芯片設(shè)計(jì)公司毛利普遍在50%以上,而國(guó)內(nèi)一般在20%,其一是因?yàn)榧夹g(shù)不夠unique,其二是因?yàn)楫a(chǎn)業(yè)鏈沒(méi)有話語(yǔ)權(quán),常常被人“加價(jià)不加量”。
不妨以此為標(biāo)準(zhǔn),督查一下你身邊繁雜的商業(yè)真相——誰(shuí)在蹭熱點(diǎn),誰(shuí)在干實(shí)事。中興事件后舉國(guó)激憤,幾乎人人言必稱自主芯片,也有很多企業(yè)家跳出來(lái)承攬擔(dān)當(dāng)人的角色。中國(guó)芯片設(shè)計(jì)行業(yè)率先繁榮是好事,是進(jìn)步,但是并沒(méi)有根治行業(yè)痛點(diǎn)。最典型的如董小姐,高調(diào)宣布“格力造芯,即使500億也要把芯造出來(lái)”。業(yè)內(nèi)人聽(tīng)了都是直搖頭,這句話說(shuō)得就很外行,500億到底是設(shè)計(jì)芯片,還是制造芯片? “設(shè)計(jì)”用不了那么多,“制造”又遠(yuǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。
事實(shí)上,針對(duì)每一家中國(guó)芯片設(shè)計(jì)公司,都可以送上關(guān)鍵三問(wèn):(1)誰(shuí)來(lái)生產(chǎn)?(2)賣給誰(shuí)?(3)有沒(méi)有利潤(rùn)?
目前來(lái)看,這關(guān)鍵三問(wèn),往往也是死亡三問(wèn)。
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造芯為什么那么難?或者更針對(duì)地問(wèn):屢試不爽的中國(guó)模式為什么沒(méi)有在半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)揮奇跡?
不得不說(shuō),憑借國(guó)家力量,統(tǒng)一方向,后來(lái)居上,中國(guó)堪稱頂級(jí)玩家。比如,以技術(shù)換市場(chǎng)的高鐵模式。當(dāng)然,和集成電路更有可比性的是面板行業(yè)。就在5年前,“缺屏少芯”還是并列的痛事,面板是和汽車零配件、芯片、石油一樣年進(jìn)口額500億美元以上的商品。2010年尤其令人沮喪,中國(guó)臺(tái)灣供應(yīng)商聯(lián)合日韓品牌集體漲價(jià),澎湃向上的中國(guó)大陸電子產(chǎn)業(yè)咬牙切齒又只能引頸就戮。但是就在這之后,京東方累計(jì)耗資3000億,輪番虧損輪番投資,終于迎來(lái)回報(bào),不僅逼迫日韓關(guān)閉低世代產(chǎn)線,把臺(tái)灣企業(yè)逐出市場(chǎng),而且在連年虧損后實(shí)現(xiàn)盈利。巧合的是,60年前,在京東方的前身——北京電子管廠,誕生了中國(guó)獨(dú)立拉制的鍺單晶,那正是中國(guó)半導(dǎo)體事業(yè)的起點(diǎn)。此番讀來(lái)頗有意味。
中國(guó)半導(dǎo)體,不僅有大型國(guó)有企業(yè)的加持,光是2014年大基金5年投資1400億,規(guī)模不可謂小,但是卻沒(méi)有掀起太多波浪,歸根到底,和半導(dǎo)體行業(yè)的奇葩特性有關(guān)。
市場(chǎng)份額向頭部集中是普遍存在的經(jīng)濟(jì)規(guī)律,而在半導(dǎo)體行業(yè)尤其顯著。張忠謀很早說(shuō)過(guò):當(dāng)工藝進(jìn)步到5納米,全行業(yè)只有三家公司,英特爾和三星一定會(huì)在里面,第三家如果不是臺(tái)積電,應(yīng)該就沒(méi)人了。張大帥更有名的一句話是:這個(gè)行業(yè),不進(jìn)前3,沒(méi)有太大意義。
隨手翻翻細(xì)分行業(yè)的市占率,圖像傳感器市場(chǎng)前三名占了90%的市場(chǎng)份額,還算少的。DRAM存儲(chǔ)器市場(chǎng)前三名占了99%的份額,屬于正常發(fā)揮。
這種“老大吃肉喝湯,其他人坐等餓死”的局面,原因在于集成電路是一代設(shè)備、一代工藝、一代產(chǎn)品。行業(yè)一流產(chǎn)線每年都會(huì)這樣進(jìn)化:在多大直徑(越大越先進(jìn))硅圓片上,加工間隔多少納米(越小越先進(jìn))線寬的晶體管。(并不絕對(duì),集成度是更關(guān)鍵的指標(biāo))
晶圓片
更可怕的是,工藝研發(fā)需要的花費(fèi)是累進(jìn)的,32/28納米的芯片制造工藝研發(fā)費(fèi)用在人民幣90億元上下,12英寸晶圓廠的投資額已達(dá)200多億元,現(xiàn)在行業(yè)主流的14納米或7納米芯片制造生產(chǎn)線的投資額以500億元起步。
就在中興被制裁后,中芯國(guó)際向世界頂級(jí)光刻機(jī)制造商ASML購(gòu)買了一臺(tái)極紫外光刻機(jī)(Extreme Ultravidet Lithography),售價(jià)是驚人的1.2億美元。只一臺(tái)光刻機(jī)的價(jià)格,就超過(guò)了中芯國(guó)際一年的利潤(rùn)。需要注意的是,這還只是一臺(tái)設(shè)備,并不是整條生產(chǎn)線。一條生產(chǎn)線,除了光刻機(jī),還需要刻蝕機(jī)、薄膜沉積設(shè)備、單晶爐、CVD、顯影機(jī)、離子注入機(jī)、CMP拋光機(jī)等等。算成本的時(shí)候,記得算上每年20%的維護(hù)費(fèi)用,也可以不算,因?yàn)槿绻阆氡3衷陉?duì)伍最前列,基本每年都要更新。
紫光趙偉國(guó)說(shuō),現(xiàn)在一座先進(jìn)的工廠,隨隨便便要花上100億美元。再看看行業(yè)巔峰的對(duì)決,三星和臺(tái)積電的在7納米生產(chǎn)廠上的投資都超過(guò)了200億美元。
大基金5年1400億的投資看似很多,但是平攤到一年,其實(shí)趕不上三星或臺(tái)積電一年的研發(fā)開(kāi)支。遑論還要在中國(guó)成百上千的集成電路企業(yè)上廣撒網(wǎng)。
不僅價(jià)格嚇?biāo)廊?,更令?mèng)想窒息的是,由于玩家越來(lái)越少,行業(yè)逐漸固化。比如前文提到的ASML,市場(chǎng)占有率75%,由于長(zhǎng)期專注生產(chǎn)頂級(jí)光刻機(jī),搞來(lái)搞去全世界也就Intel、三星、臺(tái)積電會(huì)買,為了保證游戲能一直玩下去,大家逐漸構(gòu)筑起聯(lián)盟。2012年,在一次增資擴(kuò)股后,Intel、三星、臺(tái)積電成為了ASML的股東。
衣公子常說(shuō),所有的規(guī)矩都是老一輩定下,管住新一輩的。不用展開(kāi),已經(jīng)可以想象作為行業(yè)后來(lái)者要面對(duì)多大的困難。
集成電路產(chǎn)業(yè)是當(dāng)之無(wú)愧的“碎鈔機(jī)”。行業(yè)內(nèi)有過(guò)玩笑,怎么讓一個(gè)億萬(wàn)富翁破產(chǎn)?答案是慫恿他從事集成電路行業(yè)。
Intel、三星、臺(tái)積電從八十年代開(kāi)始,每年把賺到的錢全部掏出來(lái),甚至還不夠,真正的狠人再借錢繼續(xù)砸。當(dāng)然,由于產(chǎn)業(yè)大投入、長(zhǎng)周期、高利潤(rùn)的特點(diǎn),只要熬得住,也可以成為“印鈔機(jī)”。隨著玩家不斷被沖刷洗禮,每一年賺的錢和每一年需要砸的錢,像雪球一樣越滾越大,30多年后的今天,令人望而生畏。
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你會(huì)關(guān)心集成電路代工(Foundry)的第二名是誰(shuí)嗎?
第二名是格羅方德(GlobalFoundries),2009年從AMD獨(dú)立出來(lái)。AMD是Intel一生的死敵,卻也是終身的挑戰(zhàn)者,以堅(jiān)韌和不服輸聞名。在芯片生產(chǎn)上對(duì)于親兒子格羅方德一直照顧有佳。不過(guò),最新的7納米制式上,AMD設(shè)計(jì)的Vega 20芯片放棄了格羅方德,交給臺(tái)積電代工。
因?yàn)楦窳_方德(GlobalFoundries)根本沒(méi)有7納米制程的生產(chǎn)線,并且在2018年宣布放棄進(jìn)軍7納米。不只是格羅方德,飛思卡爾、恩智浦、英飛凌、德州儀器等IDM企業(yè)陸續(xù)分拆制造業(yè)務(wù)或宣布不再投入研發(fā)新一代制造技術(shù)。
當(dāng)年,摩爾的隨口一說(shuō),成了貫穿行業(yè)60年的金科玉律,也是纏繞在全行業(yè)頭頂?shù)纳乐浞?8個(gè)月晶體管數(shù)量翻一倍,性能翻一倍,各人以此為目標(biāo)玩命沖,凡是跟不上的,就被一腳踹下飛速前進(jìn)的時(shí)代列車,在石子和荊棘上翻騰幾下,從此消失不見(jiàn)。
行業(yè)龍頭的護(hù)城河越來(lái)越寬。臺(tái)積電目前在代工市場(chǎng)占有率超過(guò)50%,不僅僅是數(shù)字上構(gòu)成壟斷。市占率的計(jì)算考慮了所有段位的芯片,如果只看個(gè)別頂級(jí)工藝,那么臺(tái)積電就是100%。智能手機(jī)之后,電子產(chǎn)品飛速發(fā)展,產(chǎn)能永遠(yuǎn)不足,除了2019年1月出現(xiàn)少見(jiàn)的松動(dòng),一直都是客戶圍著臺(tái)積電要產(chǎn)能,后者成了電子行業(yè)名副其實(shí)的“爸爸”。
每當(dāng)臺(tái)灣地震,科技界沒(méi)人關(guān)心地區(qū)領(lǐng)導(dǎo)人安危,只關(guān)心會(huì)不會(huì)影響臺(tái)積電生產(chǎn)。2017年,老爺子在夏威夷摔了一跤,從深圳、中關(guān)村、硅谷、波士頓128號(hào)公路都在打聽(tīng)要不要緊。更有記者日夜守在臺(tái)北桃園機(jī)場(chǎng),老爺子是被人抬下、扶下,還是自己走下,直接關(guān)系兆億基金對(duì)于全球各大科技公司的持倉(cāng)。
張忠謀
哪里有領(lǐng)先,哪里就有追趕。
梁孟松,是張忠謀手下開(kāi)發(fā)14納米的干將,2008年從臺(tái)積電負(fù)氣出走,環(huán)伺良久的三星n顧茅廬,盛邀其加盟。當(dāng)時(shí)臺(tái)積電14納米已經(jīng)投產(chǎn),三星還尷尬地研究著20納米。梁孟松甫一到來(lái),就建議三星放棄20納米,直接攻堅(jiān)14納米,最終不僅順利投產(chǎn),而且從臺(tái)積電手中搶奪了蘋果A9的大訂單。在上演了行業(yè)內(nèi)精彩絕倫的復(fù)仇大戲后,2017年梁孟松加盟中芯國(guó)際,一年半后,中芯國(guó)際從28納米直接邁入14納米工藝。
我們?cè)俅沃販匕雽?dǎo)體行業(yè)四大精髓,堅(jiān)定國(guó)家意志、引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)、抓住領(lǐng)軍人才、穿越長(zhǎng)期虧損?!耙M(jìn)先進(jìn)技術(shù)”最容易學(xué),“抓住領(lǐng)軍人才”可遇不可求,而剩下兩項(xiàng)才是對(duì)舉國(guó)智慧和韌性的考驗(yàn)。
從投資回報(bào)期看,集成電路制造行業(yè)一般兩年建廠,兩年爬坡,生產(chǎn)線投入5年后開(kāi)始產(chǎn)生效益。考慮到中國(guó)人才梯隊(duì)不平衡,團(tuán)隊(duì)里常見(jiàn)“一個(gè)大神,帶一群普通工程師”,如果第一個(gè)周期消化不佳,往往要第二、第三個(gè)周期才能出成績(jī)。
穿越長(zhǎng)期虧損,這當(dāng)中的苦果和成果,中國(guó)都已嘗夠。2005年,成都和中芯國(guó)際合作,建成了中國(guó)西部首座、全國(guó)僅有三家之一的8寸廠——成芯,虧損之中,賣給了德州儀器。熬過(guò)周期的德儀成都如今非常賺錢。而成都政府只能吸取教訓(xùn),重復(fù)投資,從零開(kāi)始。
成都之后,武漢遭遇同樣困境,史稱“武漢保衛(wèi)戰(zhàn)”。2006年成立的武漢新芯,一完工就趕上全球DRAM價(jià)格崩盤。2008年金融危機(jī),武漢新芯訂單幾乎為0,美光收購(gòu)最是積極,幾乎已成囊中之物。
然而,美光帶來(lái)的印象不算愉快。先前和中國(guó)北方大省談合作,美光提出只技術(shù)入股,但是要當(dāng)大股東,出錢出地出廠房都交給中國(guó)地方政府,而且產(chǎn)能和技術(shù)不能給別人用。其主席兼首席執(zhí)行官Steven Appleton是美國(guó)境內(nèi)“中芯阻擊論”的高調(diào)鼓吹者。
所幸中央支持、武漢輸血、中芯自救,武漢新芯最終留了下來(lái)。考慮到集成電路“碎紙機(jī)”的特性,這絕對(duì)不是一個(gè)可以輕松做出的決定,武漢新芯的持續(xù)投資超過(guò)三峽大壩,但是也成為了一顆火種。現(xiàn)今的長(zhǎng)江存儲(chǔ),主攻3D NAND存儲(chǔ)器,和主攻DRAM的福建晉華和合肥長(zhǎng)鑫一樣,有望填補(bǔ)國(guó)內(nèi)相關(guān)技術(shù)的空白。
龍爭(zhēng)虎奪70年,世界半導(dǎo)體行業(yè)不但沒(méi)有沉寂,反而派生出一番新的刀光劍影。中美間的經(jīng)貿(mào)博弈,也給了日本靈感,兩個(gè)月前宣布以限制材料出口的方式制裁韓國(guó)半導(dǎo)體,風(fēng)光無(wú)限的三星、海力士頓時(shí)成了熱鍋上的螞蟻。
2018年?yáng)|芝出售旗下半導(dǎo)體業(yè)務(wù),世人還感慨日本這位曾經(jīng)半導(dǎo)體巨人的遲暮。如今,驀然發(fā)現(xiàn),盡管在產(chǎn)品上接連撤退,日本卻構(gòu)建起自己在半導(dǎo)體材料上的霸主地位,扼住了行業(yè)的咽喉。在半導(dǎo)體的19種必備材料之中,日本在硅晶圓、合成半導(dǎo)體晶圓、光罩等14種材料中占據(jù)50%以上份額,此外還為世界貢獻(xiàn)了1/3的制造設(shè)備。
半導(dǎo)體還將是一場(chǎng)由創(chuàng)新、繁榮、爭(zhēng)奪和大起大落交織而成的大江湖。
回到中國(guó),6%的經(jīng)濟(jì)增速,是歷史新低,但是并不可怕。既然低端制造向越南等國(guó)的轉(zhuǎn)移是大勢(shì)所趨,那么中國(guó)如何辭別舊模式,迎接新突破,是持續(xù)拷問(wèn)時(shí)代精英的大問(wèn)題。
卡爾·薩根(Carl Sagan)說(shuō)過(guò),判斷我們是否進(jìn)步,要看我們是否有提問(wèn)的勇氣以及解答的深度,還有我們對(duì)真相的接納,而非那些讓人感覺(jué)良好的東西。
在70年前東歸的游輪上,迎著海平面的夕陽(yáng),前輩們就開(kāi)始了思考。在歷經(jīng)東歸精英、國(guó)家工程、合資探索、舉國(guó)奮進(jìn)之后,我們還將繼續(xù)探索下去。但沒(méi)有疑問(wèn)的是,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),沒(méi)有彎道超車的討巧,考驗(yàn)的,是在這個(gè)已經(jīng)習(xí)慣熾熱和浮躁的國(guó)度,還有沒(méi)有十年磨一劍的冷靜和堅(jiān)持。