铁流:国产半导体发展历程给人以信心

铁流:国产半导体发展历程给人以信心,第1张

自1956年提出向“科学进军”,中国也要研究半导体科学,把半导体技术列为国家四大紧急措施之一以来,中国半导体产业已经走过了60多年的历程,作为新中国的孩子,在西方国家严格的技术封锁情况下,中国半导体产业虽然在诸多方面与国外仍有较大差距,但也取得了一定的成绩,这些成绩的取得是着实不易的。

在过去很长一段时间里,国内单位和企业无法匹配美国 科技 公司开出的薪酬待遇和研发条件。可以说,一些顶尖人才选择留在国内献身半导体产业,就是基于理想信念和报国之心。研发出我国首款通用CPU的龙芯团队,其首席科学家在博士毕业时曾获得公费出国机会,但他在导师劝说下留在国内,并发誓“这辈子不给外国资本家打工”。团队员工在薪酬明显低于行业平均水平的情况下,拒绝猎头公司百万年薪的诱惑,经过18年的长征,在航天、装备、交通、电力、安全、金融等行业实现了部分国外芯片的国产化替代。

持续的高额资金投入是半导体产业取得成功的必备条件。一直以来,西方 科技 公司在研发投入上非常舍得下血本。而中国内地从政府到企业过去都面临资金条件的限制,很多企业选择了“贸工技”的发展道路。当外商依靠强大的资金投入,把持技术发展的方向,在历次技术迭代升级中独占鳌头,并获取高额利润的时候,中国企业只能做一些“短平快”的事。最近十几年,随着政府和企业资金逐渐充裕,国家从顶层设计上对通信、半导体、面板行业进行扶持,以华为、中兴、京东方为代表的企业在技术研发投入上不遗余力,正是依靠高额资金的持续投入,中国企业在半导体、通信和面板行业取得了不错的成绩。

培养自身能力是成功的重要前提。过去,中国企业热衷于引进国外技术,不太重视自身能力建设。由于摩尔定律的存在,半导体行业每18个月就更新升级一次,这导致国内企业很容易陷入引进一代,落后一代,反复引进的怪圈。在能力培养上,研发神威·太湖之光芯片的申威团队做得非常好,他们从零开始定义CPU的指令集并设计CPU,而且耐得住寂寞,19年里默默无闻埋头苦干,通过自主研发和技术迭代演进培养能力。正是依靠长年的技术积累,申威团队能够在制造工艺落后美国英特尔公司两代的情况下,开发出性能不输于英特尔的超算芯片。

引进人才比买技术授权更加重要。在过去很长一段时间里,国内企业总喜欢从境外购买技术授权,或者是与境外公司进行合资,在引进人才方面作为非常有限。其实,技术是随着人走的,人才是一家半导体企业最宝贵的财富。近年来,由于技术合作或合资模式被实践证明并非通途,越来越多的公司开始重视直接从境外引进人才。在这方面,紫光公司的力度非常大,而且取得了较好的效果。在海外收购频频碰壁后,紫光在境外持续高薪寻找优秀的人才,并严格遵守国际商业的道德规则,“只带人不带文件”,坚持“自己的技术要靠自己研发”,在整合两岸技术团队之后,长江存储开启自主研发之路,并在2017年完成32层NAND闪存的小批量生产,在2019年完成了64层NAND闪存量产,成功打破国外巨头在存储芯片上的垄断。

中国半导体产业的历程,可以说是过往风雨交加,前路道阻且长,但几十年所取得的成就经验也告诉我们,只要注重方式方法,中国企业完全有能力把芯片产业做起来,实现自力更生、自给自足。(作者是技术经济观察家)

中国半导体发展自新中国发展以来,积累了数代人的心血。曾经的努力与挫折,既奠定上中国半导体工业的基础,又被先进国家拉大了距离。回头再看这一个个中国半导体产业留下的脚印,相信在新的时代,中国的半导体产业会有新的发展。   1947年,美国贝尔实验室发明了半导体点接触式晶体管,从而开创了人类的硅文明时代。1956年,我国提出“向科学进军”,根据国外发展电子器件的进程,提出了中国也要研究半导体科学,把半导体技术列为国家四大紧急措施之一。中国科学院应用物理所首先举办了半导体器件短期培训班。请回国的半导体专家黄昆、吴锡九、黄敞、林兰英、王守武、成众志等讲授半导体理论、晶体管制造技术和半导体线路。在五所大学――北京大学、复旦大学、吉林大学、厦门大学和南京大学联合在北京大学开办了半导体物理专业,共同培养第一批半导体人才。培养出了第一批著名的教授:北京大学的黄昆、复旦大学的谢希德、吉林大学的高鼎三。1957年毕业的第一批研究生中有中国科学院院士王阳元(北京大学微电子所所长)、工程院院士许居衍(华晶集团中央研究院院长)和电子工业部总工程师俞忠钰(北方华虹设计公司董事长)。   1957年,北京电子管厂通过还原氧化锗,拉出了锗单晶。中国科学院应用物理研究所和二机部十局第十一所开发锗晶体管。当年,中国相继研制出锗点接触二极管和三极管(即晶体管)。   1958年,美国德州仪器公司和仙童公司各自研制发明了半导体集成电路(IC)之后,发展极为迅猛,从SSI(小规模集成电路)起步,经过MSI(中规模集成电路),发展到LSI(大规模集成电路),然后发展到现在的VLSI(超大规模集成电路)及最近的ULSI(特大规模集成电路),甚至发展到将来的GSI(甚大规模集成电路),届时单片集成电路集成度将超过10亿个元件。 1959年,天津拉制出硅(Si)单晶。   1960年,中科院在北京建立半导体研究所,同年在河北建立工业性专业化研究所――第十三所(河北半导体研究所)。   1962年,天津拉制出砷化镓单晶(GaAs),为研究制备其他化合物半导体打下了基础。   1962年,我国研究制成硅外延工艺,并开始研究采用照相制版,光刻工艺。   1963年,河北省半导体研究所制成硅平面型晶体管。   1964年,河北省半导体研究所研制出硅外延平面型晶体管。   1965年12月,河北半导体研究所召开鉴定会,鉴定了第一批半导体管,并在国内首先鉴定了DTL型(二极管――晶体管逻辑)数字逻辑电路。1966年底,在工厂范围内上海元件五厂鉴定了TTL电路产品。这些小规模双极型数字集成电路主要以与非门为主,还有与非驱动器、与门、或非门、或门、以及与或非电路等。标志着中国已经制成了自己的小规模集成电路。   1968年,组建国营东光电工厂(878厂)、上海无线电十九厂,至1970年建成投产,形成中国IC产业中的“两霸”。

邓中翰,1968年9月5日出生于江苏南京,中国工程院院士,第十三届全国政协委员,“星光中国芯工程”总指挥,数字多媒体芯片技术国家重点实验室主任,微电子学、大规模集成电路设计技术专家。

1999年10月14日,邓中翰的中星微电子有限公司在北京中关村一家企业的一间仓库里开张了。北京市政府积极支持邓中翰的“星光中国芯工程”,立项、注册、办照、招聘人员一路绿灯。中星微还得到了信息产业部电子发展基金的第一批种子基金,而后期的风险投资都由企业自主筹措,从而成为一家以“硅谷机制”创立的中国本土企业。

中星微的核心团队都是典型的“海归”:董事长邓中翰,首席技术官杨晓东,副总裁张辉、金兆玮,两位伯克利博士和一位斯坦福博士,都曾在IBM、HP、DELL实验室等国际大公司工作过。但中星微的发展之路并不平坦,当公司发展之初遇到资金断流时,他们用个人的存款、房产、股票与银行签订了个人抵押贷款合约,贷到了300万美元,经受住了一次严峻挑战。中星微成立的1999年,中国销售了490万台品牌电脑,其“心脏”却都不是“中国制造”。2001年3月11日,中星微设计的第一款芯片终于清晰地展现出数据图像。

在邓中翰的领导下,他们研制的“星光”系列数字多媒体芯片先后突破7大核心技术,申请专利500多项。2001年,“星光一号”研发成功,这是中国第一块具有自主知识产权、百万门级超大规模的数字多媒体芯片。中星微的产品不仅仅结束了“中国硅谷”中关村无硅的历史,而且还成为第一块打入国际市场的“中国芯”。


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