半导体的发展历程??

半导体的发展历程??,第1张

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”。

1968年,上海无线电十四厂首家制成PMOS(P型金属-氧化物半导体)电路(MOSIC)。拉开了我国发展MOS电路的序幕,并在七十年代初,永川半导体研究所(现电子第24所)、上无十四厂和北京878厂相继研制成功NMOS电路。之后,又研制成CMOS电路。

七十年代初,IC价高利厚,需求巨大,引起了全国建设IC生产企业的热潮,共有四十多家集成电路工厂建成,四机部所属厂有749厂(永红器材厂)、871(天光集成电路厂)、878(东光电工厂)、4433厂(风光电工厂)和4435厂(韶光电工厂)等。各省市所建厂主要有:上海元件五厂、上无七厂、上无十四厂、上无十九厂、苏州半导体厂、常州半导体厂、北京半导体器件二厂、三厂、五厂、六厂、天津半导体(一)厂、航天部西安691厂等等。

1972年,中国第一块PMOS型LSI电路在四川永川半导体研究所研制成功。

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”。

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)


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