文/意見領(lǐng)袖專欄作家 劉玉書
我國(guó)半導(dǎo)體早期探索階段發(fā)展并不落后(上世紀(jì)50-80年代初)。在上世紀(jì)80年代之前,我國(guó)對(duì)半導(dǎo)體的態(tài)度主要是側(cè)重于科研,并沒有規(guī)模化生產(chǎn)的能力。上世紀(jì)50年代,北京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、吉林大學(xué)、廈門大學(xué)和南京大學(xué)開辦了第一批半導(dǎo)體物理專業(yè),培養(yǎng)了第一批新中國(guó)的半導(dǎo)體人才。
但是我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)起步并不算晚,1957年北京電子管廠制造出了鍺晶體和二極管,這是我國(guó)第一批半導(dǎo)體產(chǎn)品。而美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室的威廉肖克利(William Shockley)是在1947年發(fā)明鍺晶體管器件的。在起步階段,我國(guó)只比美國(guó)晚十年。1960年我國(guó)成立了兩個(gè)半導(dǎo)體研發(fā)機(jī)構(gòu),分別是中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體所和第四機(jī)械工業(yè)部(電子工業(yè)部前身)的第十三研究所。
第十三研究所在1965年研發(fā)出了中國(guó)的第一塊集成電路DTL(二極管晶體邏輯),只比美國(guó)晚了7年。上海無(wú)線電五廠在1966年開發(fā)出TTL logic(晶體管邏輯)約只比西方落后3年。但是隨后的十年由于種種原因,這一個(gè)發(fā)展過程受到了較大影響,直到上世紀(jì)七十年代末才恢復(fù)正常。中國(guó)科學(xué)院的半導(dǎo)體研究所于1979年試制成功了4K DRAM,1980年研制成功了16K的DRAM。
另外,雖然上世紀(jì)六十年代末至七十年代初對(duì)我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展有很大的影響,但核心的科研能力依然頑強(qiáng)生存下來(lái)。1979年上海元件五廠和上海無(wú)線電十四廠,聯(lián)合仿制(逆向工程)成功8080八位微處理器(編號(hào)5G8080)。8080為美國(guó)英特爾公司在1974年推出的第二款CPU處理器,集成6000只晶體管,每秒運(yùn)算29萬(wàn)次。自1975年第一臺(tái)個(gè)人電腦誕生以后,8080芯片幫助英特爾在幾年后占據(jù)了電腦芯片的霸主地位。德國(guó)西門子仿制出8080芯片是在1980年10月(Siemens SAB 8080A-C),比中國(guó)還晚一年。可以說,到上世紀(jì)七十年代末,我國(guó)半導(dǎo)體發(fā)展依然維持了比較完整的科研和獨(dú)立發(fā)展體系,且與全球的差距也并不存在不可逾越的鴻溝。
改革開放之初我國(guó)即開始了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的基礎(chǔ)戰(zhàn)略布局(上世紀(jì)80年代至90年代中期)。我國(guó)第一座具備規(guī)模化生產(chǎn)的晶圓廠是1980年開始建設(shè)的第四機(jī)械工業(yè)部無(wú)錫742廠,獲當(dāng)時(shí)國(guó)務(wù)院投資2.8億人民幣。該廠1980年從日本東芝引進(jìn)全套三英寸半導(dǎo)體晶圓廠(5微米技術(shù)),并于1982年起投產(chǎn),被認(rèn)為是中國(guó)第一個(gè)具規(guī)模半導(dǎo)體晶圓廠。無(wú)錫742廠主要產(chǎn)品是搭配陜西彩色電視機(jī)生產(chǎn)線所使用的集成電路。
從1984年開始,地方政府,國(guó)有企業(yè)和大學(xué)也開始紛紛從國(guó)外引入半導(dǎo)體晶圓廠。1984年到1990年,先后共引進(jìn)建設(shè)了33個(gè)半導(dǎo)體晶圓廠。由于時(shí)代的局限性和其他諸多原因,當(dāng)時(shí)大多數(shù)半導(dǎo)體晶圓廠沒有形成規(guī)模生產(chǎn)和商業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)能力。這其中一個(gè)比較明顯的原因是,當(dāng)時(shí)晶圓廠在全國(guó)開花。地方政府、高校和國(guó)有企業(yè)重復(fù)建設(shè)。
1982年,國(guó)務(wù)院成立了“電子計(jì)算機(jī)和大型集成電路領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室”(本文簡(jiǎn)稱電辦),主要負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)半導(dǎo)體等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。電辦主要做了兩方面的工作,一是統(tǒng)籌協(xié)調(diào)當(dāng)時(shí)存在的多頭領(lǐng)導(dǎo)、重復(fù)建設(shè)的問題,如上述高校等所屬的33條晶圓廠等,重點(diǎn)治理散、亂、差等問題,形成南北兩個(gè)微電子基地的布局;二是大力發(fā)展集成電路。1986年,電子工業(yè)部在廈門舉辦“集成電路發(fā)展戰(zhàn)略研討會(huì)”,提出了集成電路技術(shù)《531 發(fā)展戰(zhàn)略》,即普及推廣5微米技術(shù),開發(fā)3微米技術(shù),進(jìn)行1微米技術(shù)科技攻關(guān)。
1989年電子工業(yè)部在無(wú)錫舉辦的《集成電路戰(zhàn)略發(fā)展研討會(huì)》,進(jìn)一步落實(shí)了“南北兩個(gè)微電子基地”的政策,并進(jìn)行定向基金扶持。在1988年至1995年間,產(chǎn)生了五家具有相當(dāng)規(guī)模的微電子企業(yè)。分別是江蘇無(wú)錫華晶電子(原無(wú)錫742廠)、浙江紹興的華越微電子(1988年設(shè)全國(guó)第一座四英寸廠)、上海貝嶺微電子、上海飛利浦半導(dǎo)體(于1991年設(shè)第一座五英寸廠)和北京的首鋼NEC(1995年設(shè)第一座六英寸廠)。
1990年8月,國(guó)務(wù)院決定在在“八五”(1990-1995)期間推動(dòng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)升級(jí),促成中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)進(jìn)入1微米下工藝制造時(shí)代。這就是當(dāng)時(shí)著名的“908工程”。908工程總投資約20億人民幣,主要分為兩個(gè)主要部分:其中15億人民幣用于投資建設(shè)華晶電子的六英寸晶圓廠12000片產(chǎn)能,其余投資用于成立了數(shù)家集成電路產(chǎn)品設(shè)計(jì)中心。其中華晶電子在1990年8月被確定為中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略性發(fā)展工程。
但908工程在執(zhí)行過程中葉產(chǎn)生了一些問題。主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面, 一是缺乏統(tǒng)一有效的協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)。國(guó)務(wù)院電子計(jì)算機(jī)和大型集成電路領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室于1988年取消后,我國(guó)政府缺乏協(xié)調(diào)各行政部門間政策的組織,這使得908工程的執(zhí)行過程效率受到了影響。例如經(jīng)費(fèi)審批花耗時(shí)達(dá)2年,在是否引入AT&T的0.9微米集成電路制造技術(shù)問題上耗時(shí)三年等。對(duì)于集成電路發(fā)展而言,在摩爾定律的支配下,這種延時(shí)導(dǎo)致908工程最后的產(chǎn)品與國(guó)際同等產(chǎn)品的差距逐步拉大,對(duì)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力造成了很大的沖擊。
除以上提及的原因外,總的來(lái)看,“908工程”執(zhí)行期間,涉及的問題是多方面的,主要有以下四點(diǎn):一是體制的限制,1996年以前,我國(guó)仍然處于改革開放的探索初期,半導(dǎo)體作為具有國(guó)家戰(zhàn)略地位的產(chǎn)業(yè),前期主要依靠國(guó)家投資,市場(chǎng)開放有限,因此早期具有比較濃厚的計(jì)劃經(jīng)濟(jì)色彩。二是早期探索存在一定程度上的政策試錯(cuò)。當(dāng)時(shí)我國(guó)半導(dǎo)體政策重點(diǎn)是技術(shù)和制造工藝的先進(jìn)程度,相對(duì)而言并沒有考慮過多市場(chǎng)因素。三是計(jì)劃執(zhí)行存在一定的搖擺。我國(guó)908工程執(zhí)行期間,正直“市場(chǎng)換技術(shù)”思潮的討論期。因此在資金支持、政策配套方面存在波動(dòng)。四是國(guó)際政治因素,如美國(guó)對(duì)中國(guó)早期的封鎖等。
上世紀(jì)九十年代中期至21世紀(jì)初的發(fā)展與“909工程”。在吸取了“908工程”的經(jīng)驗(yàn)之后,于1995年底,我國(guó)啟動(dòng)了推動(dòng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“909工程”。主要涉及的內(nèi)容包括兩大項(xiàng)目:
一是中央與上海共同投資建立了八英寸晶圓廠——華虹微電子(后更名為華虹集團(tuán))。同時(shí)與日本NEC在1997年合資組建上海華虹NEC 電子有限公司,由NEC 提供八英寸廠整廠0.35微米技術(shù)轉(zhuǎn)移,且主產(chǎn)品隨后調(diào)整為當(dāng)時(shí)主流產(chǎn)品(64MB DRAM)。中央充分認(rèn)識(shí)到了摩爾定律的巨大影響,此次決策迅速。華虹NEC在2年內(nèi)就實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn),并于2000年開始盈利。
二是積極推動(dòng)面向市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的集成電路企業(yè)發(fā)展。908工程有一個(gè)重要的教訓(xùn)就是在追求制造工藝先進(jìn)的同時(shí),也要兼顧市場(chǎng)需求,不能只依靠軍工支持,更需要形成民用市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。909工程選定了七家集成電路設(shè)計(jì)企業(yè),其中5家是以商用集成電路為主要產(chǎn)品的,包括中興、南京熊貓電子、成都華微電子、中國(guó)華大等。除了資金的支持,政府在909工程實(shí)施過程中也通過政府采購(gòu)等對(duì)相關(guān)企業(yè)進(jìn)行了扶持。如我國(guó)在1996年開始制定啟動(dòng)的“金卡工程”(身分證、電子貨幣IC卡和手機(jī)sim卡)等,對(duì)我國(guó)這一段時(shí)期內(nèi)部分集成電路上游廠家產(chǎn)能發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用。
909工程的推進(jìn)總體來(lái)看為我國(guó)進(jìn)入21世紀(jì)后半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展,半導(dǎo)體市場(chǎng)的擴(kuò)張起到了非常重要的作用。這其中有四條經(jīng)驗(yàn)比較突出,一是我國(guó)這一時(shí)期對(duì)韓國(guó)和新加坡等半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)政策進(jìn)行了充分借鑒,采用了大量的稅收優(yōu)惠政策;二是鼓勵(lì)民間和外資投資晶圓廠建設(shè),在自身產(chǎn)能不足、創(chuàng)新體系不足的前提下,采用了折中的方式,以晶圓代工企業(yè)推動(dòng)集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)發(fā)展,同時(shí)積極引起多種所有制企業(yè),如臺(tái)積電;新加坡政府投資半導(dǎo)體企業(yè)等;三是我國(guó)政府逐步認(rèn)識(shí)到了在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)模式的發(fā)展中,政府更應(yīng)該扮演風(fēng)險(xiǎn)投資者的角色而非經(jīng)營(yíng)者。但是這一過程中,也存在是否過于依賴外資的異議。
我們要走向什么樣的未來(lái),取決于我們選擇面對(duì)怎樣的過去。回看我國(guó)半導(dǎo)體的早期發(fā)展,我們國(guó)家的半導(dǎo)體建設(shè)并非“一窮二白”,而是有較為扎實(shí)的基礎(chǔ)的。相信隨著對(duì)半導(dǎo)體自主創(chuàng)新需求的增加,這個(gè)“掐脖子”問題最終被中國(guó)人做成“白菜價(jià)”的時(shí)刻指日可待。
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(本文作者介紹:中國(guó)人民大學(xué)重陽(yáng)金融研究院宏觀研究部主任、研究員,AI專家。)
責(zé)任編輯:李琳琳
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