肥臀巨乳熟女网站|免费亚洲丁香|性爱超碰在线播放|丁香五月欧美成人|精产国品免费jiure99|熟女伦网导航|草草视频在线直播免费观看|外网毛片9999|约干AV一区二区|亚洲激情黄色视屏

當前位置: 首頁 ? 資訊 ? 產(chǎn)業(yè) ? 半導(dǎo)體 ? 正文

中國“芯”路:我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的來龍去脈

作者:自由源于 來源: 頭條號 60806/06

篳路藍縷,薪火相傳。引子:“909工程”1995年,在參觀完三星電子的芯片產(chǎn)線之后,時任國家領(lǐng)導(dǎo)人說了四個字:“觸目驚心?!敝匀绱烁袊@,是因為5年前,在世界十大半導(dǎo)體企業(yè)的排名中,還沒有韓國企業(yè)的影子。通過5年的不懈努力,在領(lǐng)導(dǎo)人訪問的

標簽:

篳路藍縷,薪火相傳。

引子:“909工程”

1995年,在參觀完三星電子的芯片產(chǎn)線之后,時任國家領(lǐng)導(dǎo)人說了四個字:

“觸目驚心?!?/p>
之所以如此感嘆,是因為5年前,在世界十大半導(dǎo)體企業(yè)的排名中,還沒有韓國企業(yè)的影子。通過5年的不懈努力,在領(lǐng)導(dǎo)人訪問的那一年,就已經(jīng)有了兩家:排名第六的三星電子,以及排名第十的現(xiàn)代電子。

事實上,韓國在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的起步上,遠遠晚于中國??扇缃瘢谷蝗〉昧诉@樣的成績,怎能不讓人感到震驚。

這次訪問之后,中央經(jīng)濟工作會議明確指出:必須加快發(fā)展中國集成電路產(chǎn)業(yè),就是“砸鍋賣鐵”也要把半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)搞上去!同時,會議正式?jīng)Q定,要投資100億元實施“909工程”,建設(shè)一條8英寸晶圓、0.5微米制程工藝的集成電路生產(chǎn)線。

作為中國電子工業(yè)投資規(guī)??涨啊⒓夹g(shù)最先進的建設(shè)項目,國家給予了前所未有的大力度支持。在融資上,該項目由中央和上海市財政按6∶4的比例出資,此外國務(wù)院決定由中央財政再增加撥款1億美元。項目不足的資金從銀行等其他渠道來解決。

在人事上,時任電子工業(yè)部部長胡啟立,受時任總理的委托,擔(dān)任項目實施方華虹集團的董事長。從流程上,電子工業(yè)部吸取了“908工程”已實施五年還仍處在論證階段的教訓(xùn),強烈要求特事特辦、縮短審批周期。

綜合各方面來看,“909工程”是關(guān)系國家命脈、體現(xiàn)國家意志的重點工程,也是中國對芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)起的新一次沖擊。

然而,“909工程”立項以后,遲遲找不到合作伙伴。其中很重要的一個原因,是西方國家的技術(shù)限制。

在當時,冷戰(zhàn)時期的產(chǎn)物“巴統(tǒng)”,已于1994年4月正式宣告解散。然而,兩年之后,正當中國實施“909工程”的過程中,美國于1996年7月在奧地利維也納組織33個國家共同簽訂了《瓦森納協(xié)定》。

《瓦森納協(xié)定》要求,對于敏感的產(chǎn)品或技術(shù),成員國之間的交易無須通報,但如果成員國要將這些產(chǎn)品或技術(shù)賣給非成員國,就要視情況向其他成員國通報。由于該協(xié)定的成員國大部分都是親美派,所以說《瓦森納協(xié)定》其實是美國用于掌控這些成員國的武器與高科技出口的工具。

具體內(nèi)容上,《瓦森納協(xié)定》相對“巴統(tǒng)”有所緩和,畢竟兩者的時代背景分別是“和平”與“冷戰(zhàn)”?!鞍徒y(tǒng)”是禁止所有先進技術(shù)出口,《瓦森納協(xié)定》則一般允許落后兩代的技術(shù)出口。這樣的要求對其他產(chǎn)業(yè)影響不大,但對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)來說是很致命的。

縱觀半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的歷史,從日本、韓國到中國臺灣,都是依靠從境外引進先進技術(shù)來將半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展起來的。在摩爾定律的主導(dǎo)下,引進落后兩代的技術(shù),從市場的角度來看基本上等于是在做無用功,但對于起步中的中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)來說,仍然意義重大。為了繞開《瓦森納協(xié)定》的制約,“909工程”決定引入在當時已經(jīng)不屬于先進技術(shù)的0.5微米制程。

更加平添壓力的是,“909工程”立項之后,正逢國際半導(dǎo)體市場進入低谷,芯片價格大跌,世界各大芯片制造廠都暫停了資本開支,這給“909工程”的前景蒙上了一層陰影。然而,為了顯示決心,在尚未確立合作伙伴的情況下,“909工程”的基建工程就已經(jīng)開始破土動工。

在合作方式上,“909工程”決定采用“中外合資,共同運營”的方式,以增加對外資的吸引力。然而,在技術(shù)禁運、行業(yè)低潮、加之可能用技術(shù)扶持一個未來的競爭對手的擔(dān)憂,讓外國公司普遍對“909工程”反應(yīng)冷淡或者漫天要價。

為了提高外國公司的合作興趣,中國將政府壟斷的社保和公交IC卡市場作為談判的籌碼,外國公司的態(tài)度才由冷轉(zhuǎn)熱。1997年初,華虹與IBM和東芝達成了初步的合作意向。

就在這時,合作談判突然峰回路轉(zhuǎn),日電表達了想?yún)⑴c“909工程”的意向。在當時,日電是全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中數(shù)一數(shù)二的龍頭企業(yè),技術(shù)和市場實力都沒得說。之所以決定參與,是因為日電時任會長關(guān)本忠弘,是位極具政治頭腦和戰(zhàn)略眼光的企業(yè)家。

關(guān)本忠弘認為21世紀的中國將是全球最大的電子產(chǎn)品生產(chǎn)基地和銷售市場,如果當下在“909”這樣的國家工程上助中國一臂之力,將來就能在中國這個大市場上占據(jù)有利的地位。而且,從現(xiàn)實的角度考慮,日電的半導(dǎo)體業(yè)務(wù)正在走下坡路,以不算先進的半導(dǎo)體技術(shù)來換取一個大市場,不失為一樁好生意。

和日電的談判異常順利,一個多月后,中日雙方在人民大會堂簽訂了合資協(xié)議。最終,日電以2億美元現(xiàn)金持有不超過30%的股份,并轉(zhuǎn)讓8英寸晶圓、0.35微米制程的技術(shù),幫助中方培養(yǎng)人才,還承諾五年提完折舊并實現(xiàn)盈利。

有意思的是,美國的輿論這時也產(chǎn)生了變化,對美國企業(yè)雖然擁有領(lǐng)先技術(shù),卻由于政府對中國的遏制政策而失去重大投資機會表達了遺憾。后來,美國捷智半導(dǎo)體公司(Jazz)還是加盟了華虹NEC,持有約10%的股份,并幫助華虹NEC拓展通信領(lǐng)域的業(yè)務(wù)。

1997年7月,華虹集團與日電合資組建的上海華虹NEC電子有限公司成立,總投資為12億美元,負責(zé)承擔(dān)“909工程”的項目建設(shè)。

在世界半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)處于低迷狀態(tài)的背景下,華虹NEC是唯一一家加快建設(shè)的芯片廠。1999年2月,華虹NEC試投片成功,7月正式開始生產(chǎn)。9月24日,時任國家領(lǐng)導(dǎo)人親自視察了華虹NEC。他高興地說:

“三代部長想做的事情現(xiàn)在做成了,你們圓了幾代人的夢!”

此時亞洲金融危機已經(jīng)結(jié)束,全球半導(dǎo)體行業(yè)進入一個新的繁榮期,華虹NEC“抓住了半導(dǎo)體高潮的尾巴”,依靠日電給的內(nèi)存訂單,一投產(chǎn)即實現(xiàn)了盈利。2000年,華虹NEC銷售30億元,取得了5億元的利潤。

“909工程”的歷史意義,遠不在于建成了一座國內(nèi)最先進的、而且還是盈利的晶圓廠,還包括它在諸多方面為我國后續(xù)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展所提供的“示范效應(yīng)”。

略舉幾項。其一,“909工程”的建設(shè),為國內(nèi)無塵車間的建造、精密設(shè)備的配套運輸、生產(chǎn)車間的供電和消防管理等方面提供了相關(guān)的經(jīng)驗,為以后的半導(dǎo)體工廠落戶上海創(chuàng)造了便利的條件。

其二,華虹借助2000年互聯(lián)網(wǎng)泡沫崩潰后硅谷階段性蕭條的機會,從美國吸納了一批海歸,充實了晶圓代工的管理隊伍。隨后,在日電逐步淡出之后,中國人擅長的低成本生產(chǎn)方式開始取代日本人擅長的高質(zhì)量生產(chǎn)方式,大大降低了生產(chǎn)成本。

其三,華虹NEC從一開始就將市場化作為首要考慮的問題,前瞻性地在產(chǎn)線還沒施工前就開始培育芯片設(shè)計。華虹集團在上海和北京分別設(shè)立了被稱作“南華虹”和“北華虹”的兩家芯片設(shè)計公司,切入智能IC芯片和通訊SIM卡芯片。很快,華虹集團占據(jù)了國內(nèi)IC卡市場80%以上的份額,甚至開始向海外出口。

其四,華虹集團是中國最早做風(fēng)險投資的企業(yè)之一,而且還做得很成功。通過在硅谷成立華虹國際,華虹投資的新濤公司在三年時間最終收獲了8倍的回報。此外,投資的豪威科技在納斯達克成功上市,綜合回報率在3倍以上。

2013年1月,華虹NEC和宏力半導(dǎo)體完成合并。2014年10月,華虹半導(dǎo)體成功在香港上市。時至今日,它仍然是中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的核心企業(yè)之一。

芯片設(shè)計

在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中,芯片設(shè)計位居上游,在商業(yè)模式上屬于輕資產(chǎn)。接下來,我們按照芯片的類型,對設(shè)計環(huán)節(jié)的代表性公司,做簡要介紹。

計算

北大眾志

1999年5月,開赴科索沃戰(zhàn)場的美國B2轟炸機發(fā)射三枚精確制導(dǎo)炸彈,擊中了中國駐南斯拉夫聯(lián)盟大使館。這一事件震驚中國,中美關(guān)系一時間跌入冰點。

在戰(zhàn)爭中,以美國為首的北約國家?guī)缀醢c瘓了南斯拉夫的通信系統(tǒng),而南斯拉夫計算機運行的操作系統(tǒng)等軟件全部由微軟和其他外國公司提供。中國信息產(chǎn)業(yè)部、科技部在隨后幾天多次召集專家討論此事,結(jié)論是中國要建立自己的信息安全體系。

一個月后,時任科技部部長徐冠華在一次座談會上,一針見血地指出,中國信息產(chǎn)業(yè)面臨“缺芯少魂”的問題,“芯”是CPU,“魂”是操作系統(tǒng)。這次座談會,吹響了我國自主CPU攻關(guān)的號角。

第一路人馬,由北京大學(xué)領(lǐng)銜。1999年底,北京大學(xué)宣布做出中國第一個完全自主研發(fā)的指令集及架構(gòu)UniCore,并研制成功基于UniCore的16位CPU芯片。這一成果,被《人民日報》稱為“獻給新千年的禮物”。

2001年,北京大學(xué)微處理器研究開發(fā)中心成立。哈工大博士程旭擔(dān)任中心主任,創(chuàng)立北大眾志,并在33歲就成為北大最年輕的正教授。

程老師不僅學(xué)術(shù)功底深厚,還擁有強大的感染力,當年許多優(yōu)秀學(xué)子為他的激情所感染,選擇加入他的團隊。2002年末,首顆國產(chǎn)32位CPU系統(tǒng)芯片成功流片,被命名為“眾志-863”。隨后,基于開源的Linux開發(fā)出與之適配的操作系統(tǒng),并進一步推出了使用該CPU的網(wǎng)絡(luò)計算機。

從一開始,程旭就認識到了軟件適配的重要性,他選擇了一條自主研發(fā)配套軟件的道路。但在市場面前,由于自研的操作系統(tǒng),既跑不了Windows,也用不了Office,最終眾志的CPU碰了壁。

新世紀之初,甲骨文公司提出網(wǎng)絡(luò)計算機的概念,試圖突破微軟的Windows壁壘。這讓程旭看到了希望,眾志開始推出網(wǎng)絡(luò)計算機,主打辦公和教學(xué)市場。定價在3000元左右,與當時均價在8000元左右的個人電腦相比有很大的價格優(yōu)勢。

可是,價格低廉敵不過良好的使用體驗,而且個人電腦降價速度很快,網(wǎng)絡(luò)計算機不久就沒有多大的價格優(yōu)勢。眾志的網(wǎng)絡(luò)計算機僅賣出幾萬臺,訂單多來自政府項目。除了網(wǎng)絡(luò)上的軟件生態(tài)還不成熟之外,沒有Wifi、上網(wǎng)費用高也是失敗的原因之一。

再后來,當上網(wǎng)本興起的時候,眾志力推僅售千元的上網(wǎng)本,主打?qū)W生和辦公市場的用戶。最終,還是敗在了軟件上。由于不能安裝QQ,沒法網(wǎng)絡(luò)社交的上網(wǎng)本,只賣出了1萬臺,遠未達到100萬臺的目標銷售量。

其實,眾志并非沒有市場化成功的機會。早在2005年,超威就將X86架構(gòu)芯片技術(shù)免費授權(quán)給北大。眾志本可基于X86開發(fā)兼容視窗的產(chǎn)品,這也許能幫助眾志在2009年的短暫窗口期打開千元上網(wǎng)本的市場。但眾志成立的初衷就是擔(dān)負國家863計劃的重大任務(wù),攻克自主CPU,X86的授權(quán)于是放了五年沒動。

2014年,云計算興起。當時國家電網(wǎng)認為用個人電腦辦公不安全,下令不再采購電腦,改用桌面云,由服務(wù)器端統(tǒng)一管理。面對市場機遇,眾志拓展“桌面云”業(yè)務(wù),順利拿到了國家電網(wǎng)的大單。由于眾志的桌面云對娛樂軟件和部分外設(shè)硬件支持不好,基層辦公人員不愿意用。上有政策,下有對策,不讓買新電腦了,有的就去租電腦。最后,這次合作也不了了之。

再后來,移動互聯(lián)網(wǎng)方興未艾,其行業(yè)薪資待遇水漲船高,學(xué)生們不再對芯片情有獨鐘。疊加“漢芯事件”的負面影響,北大微電子研發(fā)中心從國家拿到的經(jīng)費明顯變少,學(xué)生也越來越不好招。

倪光南方舟

倪光南原本是聯(lián)想集團的總工程師,在聯(lián)想做芯片未果,離開聯(lián)想后,正好碰上李德磊在為他的芯片設(shè)計團隊找新業(yè)務(wù)。倪光南“眼睛一亮”,覺得他的夢想或許能夠在這個曾經(jīng)為摩托羅拉和日立做芯片設(shè)計外包的團隊身上實現(xiàn)。

倪光南認為,中國立刻研發(fā)高性能的CPU芯片技術(shù)難度大,市場推廣難度更大,如果轉(zhuǎn)做嵌入式芯片加上Linux操作系統(tǒng),則難度低了很多。經(jīng)過考察,倪光南認為李德磊的這支隊伍基本具備自主研發(fā)嵌入式CPU的技術(shù)能力,于是協(xié)助拉來了2000萬元的風(fēng)險投資。隨后,中國第一款自主設(shè)計研發(fā)的32位CPU“方舟1號”于2001年4月問世。

方舟1號基于Linux開發(fā)并建立在RISC指令集上,繞開了X86的壟斷,被媒體譽為“改寫了中國‘無芯’的歷史”。然而,方舟同樣面臨著缺乏軟件生態(tài)的問題。采用方舟1號CPU的網(wǎng)絡(luò)計算機由于無法使用微軟的操作系統(tǒng)和辦公軟件,用戶體驗很差,即使有政府和學(xué)校訂單也難以為繼。

更要命的是,倪光南所托非人,李德磊在賺到錢后就草草收場,停止開發(fā)CPU,轉(zhuǎn)身投入3000萬元開發(fā)方舟大廈,去做“在中國真正賺錢”的房地產(chǎn)業(yè)務(wù)去了。

中科院龍芯

2001年,中科院微電子所拿出一間五六十平方米的實驗室,請回一位66歲的已經(jīng)退休的研究員來做指導(dǎo),建立了一個10來人的團隊,投入100萬元的經(jīng)費,成立了龍芯課題組。

此后,龍芯從國家863計劃、核高基專項中累計獲得項目經(jīng)費5億人民幣,完成了十年的技術(shù)積累。

2010年,在中國科學(xué)院和北京市政府共同牽頭出資支持下,龍芯開始市場化運作,對龍芯處理器的研發(fā)成果進行產(chǎn)業(yè)化。

龍芯主要在軍工領(lǐng)域獲得訂單,比如為北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)供應(yīng)芯片,而在大眾消費市場的表現(xiàn)相對薄弱。據(jù)說,連同樣源自中科院的聯(lián)想集團,都不大愿意采用龍芯作為電腦CPU。

其實,這也好理解,再好的CPU,也需要強大的軟件生態(tài)與之相配套。從本質(zhì)上講,龍芯在消費市場的困境,與眾志、方舟是一樣的,即無法撼動強大的Wintel聯(lián)盟。

實際上,在美國的高科技行業(yè),試圖正面挑戰(zhàn)Wintel聯(lián)盟的企業(yè)也有很多,然而卻沒有一家獲得成功。甚至于,當英特爾有一天,自己想換一個架構(gòu),都失敗了。這背后的根本原因,還是在于盡管挑戰(zhàn)者能夠作出自己的CPU芯片或者操作系統(tǒng),然而卻都補不齊軟硬件生態(tài)的短板。最終,在更好用的主流方案面前,用戶會做出自己的選擇。

寒武紀

寒武紀是中國起步較早的人工智能芯片初創(chuàng)企業(yè)之一,由中國科學(xué)院計算所孵化,其團隊曾參與龍芯的研發(fā),在全球人工智能芯片領(lǐng)域發(fā)表了多篇頂級論文。

2016年,寒武紀正式成立,專注于人工智能芯片產(chǎn)品的研發(fā)與技術(shù)創(chuàng)新?;谥锌圃河嬎闼腃ambricon-X指令集,當年寒武紀發(fā)布了世界上第一款終端人工智能處理器——寒武紀1A,主要面向智能手機、安防監(jiān)控、可穿戴設(shè)備、無人機和智能駕駛等各類終端設(shè)備。

華為麒麟970處理器使用寒武紀1A作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)單元,在人工智能方面的計算性能得以大幅超越蘋果的A11處理器。

四年之后,2020年7月,寒武紀成功登陸科創(chuàng)板。盡管年收入僅有6億元而且還在持續(xù)虧損中,卻獲得了資本市場給予的1000億元左右的市值,創(chuàng)造了人工智能時代才會有的商業(yè)奇跡。

此后,股價持續(xù)走低。2023年初,由于ChatGPT的火速出圈,大語言模型的熱潮引發(fā)了算力需求的激增。在此背景下,寒武紀股價重新回歸千億市值。

移動

展訊通信

華虹曾經(jīng)投資過的豪威科技在納斯達克上市后,其創(chuàng)始人之一的陳大同打算回國發(fā)展。時任信息產(chǎn)業(yè)部副部長的曲維之向他詳細講述了中國手機芯片的尷尬現(xiàn)狀:擁有全球最多手機用戶的中國,所有手機核心芯片都要從歐美進口。

為了打破壟斷,信息產(chǎn)業(yè)部于1997年組織國內(nèi)各相關(guān)公司集中攻關(guān),幾年下來,花了好幾個億,除了一堆項目驗收報告,在產(chǎn)業(yè)化上沒有任何進展。曲維之說:2G已經(jīng)沒辦法了,如果3G還是如此,實在無法向國家交代!

陳大同,從這次交流中,看到了3G的巨大機會。很快,在朋友喬彭的幫助下,確定了創(chuàng)業(yè)方向:研發(fā)3G手機處理器芯片。接下來,就是找人、找錢。同樣從清華大學(xué)無線電系畢業(yè)的武平,彼時正擔(dān)任硅谷Mobilelink公司的研發(fā)總監(jiān),負責(zé)開發(fā)2G手機核心芯片。與陳大同交流后,兩人一拍即合,武平拉來了自己的團隊。

然而,2001年初,正值全球互聯(lián)網(wǎng)泡沫破滅,硅谷一片蕭條,新項目的融資陷入了困境。最終,武平親赴臺灣,說動了聯(lián)發(fā)科董事長蔡明介,這才解決了資金問題。

2001年7月,展訊通信(上海)有限公司正式成立,公司創(chuàng)始人包括武平、陳大同等5人。有意思的是,幾年后,展訊成為聯(lián)發(fā)科在中國低端手機處理器芯片市場上最大的競爭對手。正所謂,不熟不投。

那時候,中國有芯片設(shè)計經(jīng)驗的人很少,高端人才更是幾乎沒有。展訊從美國引回30多人,在國內(nèi)招聘60多人,組成近百人的初始團隊。硅谷歸來的芯片設(shè)計專家通過手把手傳、幫、帶,把國內(nèi)的工程師隊伍培養(yǎng)起來。

大家卯足了干勁,展訊從零開始,不斷創(chuàng)造業(yè)界奇跡:第6個月完成2.5G手機芯片設(shè)計;第10個月完成芯片驗證;第12個月初步完成軟件集成,能夠打通電話;又經(jīng)過一年完成測試及通過各種認證。

就這樣,展訊花了兩年時間,開發(fā)出了世界首顆“全球通”(GSM)2.5G基帶芯片,并實現(xiàn)了量產(chǎn)!這也是中國大陸第一款具有自主知識產(chǎn)權(quán)的手機基帶芯片。

展訊的手機處理器芯片,沒辦法賣給諾基亞、愛立信、摩托羅拉等國際大品牌,最終成就了深圳華強北。由于展訊的手機芯片,給出了整體解決方案,客戶只需配上外殼、屏幕、電池和攝像頭等零部件,就能做出一款手機。于是,深圳華強北催生了無數(shù)貼牌手機生產(chǎn)商,展訊和聯(lián)發(fā)科共同捧出了一個龐大的山寨手機市場。

在山寨手機鼎盛時期,每年都有數(shù)億部手機出貨,展訊憑借2.5G手機芯片在中國獨特的山寨手機市場上如魚得水。從2003年到2007年,展訊的年銷售額每年增長兩三倍,最終達到近10億元。在展訊與聯(lián)發(fā)科大戰(zhàn)的數(shù)年間,以德州儀器為代表的海外廠商的手機基帶芯片,都陸續(xù)退出了中國市場。

雖然銷售情況良好,展訊卻直到2006年才實現(xiàn)盈利,2007年才在納斯達克上市。之所以如此,是因為展訊被3G給挖了個大坑。

2000年前后,全球有十幾家初創(chuàng)公司開發(fā)3G手機芯片。當初業(yè)內(nèi)預(yù)測3G市場應(yīng)該在2003年左右起飛,但實際上直到喬布斯推出iPhone后,3G才開始流行,絕大多數(shù)公司沒能熬到那一天,只有展訊存活下來。

與以往不同,3G擁有三大國際標準。其中,TD-SCDMA是中國提出的第一個全球通信標準。然而,歐美企業(yè)沒有一家開發(fā)基于TD標準的手機處理器芯片。

2003年,當時只有100多人的展訊,咬牙做出了困難的決定:停掉做了一半的WCDMA項目,全力以赴開始做TD手機芯片。與2G相比,3G既要求向下兼容,又要求橫向兼容以支持一卡多網(wǎng);同時,3G處理器芯片一分為二,除了基帶芯片,還增加了應(yīng)用芯片。應(yīng)用芯片相當于電腦的CPU,不僅體積要小,還要求超低功耗以滿足長時間的待機。手機處理器成了復(fù)雜程度最高、開發(fā)難度最大的芯片。

面對質(zhì)疑,展訊憋了一口氣,埋頭苦干,2004年2月完成設(shè)計開始流片,4月樣片回來,5月底打通了第一個TD手機通話。這時,業(yè)界才開始相信展訊是個能夠創(chuàng)造奇跡的公司。

TD手機芯片研發(fā)成功,卻不能馬上帶來收益,主要是各國遲遲不發(fā)放TD的牌照。在五年多的時間里,展訊不僅在TD項目上顆粒無收,還得持續(xù)投入巨額研發(fā)費用。

其間,TD-SCDMA標準無數(shù)次被人質(zhì)疑是否有推廣的必要,展訊堅持與大唐、華為和中興等中國通信設(shè)備廠商合作,讓TD標準一步步走過了室內(nèi)測試、室外測試、小規(guī)模組網(wǎng)、大規(guī)模測試。

因為資金匱乏,展訊于2007年在納斯達克上市的時候,初始團隊的股權(quán)已經(jīng)被攤得很薄,比如武平就僅剩5%的股權(quán),這對展訊的長遠發(fā)展是很不利的。

最困難的時候,是2008年金融危機。全球芯片行業(yè)風(fēng)雨飄搖,展訊的營收和股價也快速下滑。2009年2月,加盟展訊不到9個月的李力游接替武平出任首席執(zhí)行官,在昔日的初創(chuàng)團隊中,陳大同、武平等人相繼辭職,沒能熬過黎明前的黑暗。

2009年初,中國同時下發(fā)了三個移動通信國際標準的牌照。TD-SCDMA牌照給了中國移動,開始了商業(yè)化的進程。從芯片、手機到基站,整個TD產(chǎn)業(yè)鏈都被中國企業(yè)主導(dǎo),極大地帶動了中國通信產(chǎn)業(yè)的升級。TD-SCDMA產(chǎn)業(yè)化的成功,還大大增加了中國在4G移動通信標準制定中的話語權(quán)。中國力推的TD-LTE,成為兩個4G國際標準之一。

在每年數(shù)千萬部TD手機需求的市場支持下,2011年,展訊員工達到1400人,銷售額突破40億元,成為當時國內(nèi)第一大的獨立芯片設(shè)計公司。展訊在技術(shù)、產(chǎn)品及市場上全面突破,股價從低谷時的0.67美元上漲了20多倍,實現(xiàn)了鳳凰涅槃。

再后來,紫光集團以17.8億美元的價格并購展訊。交易完成后,展訊成為紫光集團旗下全資子公司并從納斯達克退市。

與此同時,2014年7月,紫光集團完成對銳迪科的私有化,并將其并入展訊,展訊在合并銳迪科后更名為紫光展銳。合并前,展訊和銳迪科在國內(nèi)手機芯片設(shè)計領(lǐng)域僅次于海思,分別排名第二、第三,展訊擅長做手機核心的處理器芯片,銳迪科則在射頻等手機周邊芯片有優(yōu)勢。合并后,兩者優(yōu)勢互補,展銳一舉成為擁有全產(chǎn)品線的手機芯片設(shè)計企業(yè)。

同年,英特爾斥資15億美元收購了展銳20%的股份,被視為英特爾向智能手機領(lǐng)域進軍的戰(zhàn)略的一部分。

華為海思

1991年,華為成立集成電路設(shè)計中心,正式啟動集成電路設(shè)計及研發(fā)業(yè)務(wù),這也成為了海思的前身。

2004年,華為成立了全資子公司海思半導(dǎo)體(HiSilicon),內(nèi)部稱為“小海思”。獨立核算,獨立銷售。對系統(tǒng)芯片的研發(fā)以及公共平臺,仍在母公司華為技術(shù)的體內(nèi),內(nèi)部稱為“大海思”。

大小海思都歸屬于2012實驗室旗下,這里是面向未來的研究機構(gòu),被譽為中國版的“貝爾實驗室”。在很長的一段時間里,徐直軍都是海思的幕后老大。

成立伊始,任正非就為海思的發(fā)展定下了的目標是:招聘2000人,三年內(nèi)做到外銷40億人民幣。前者很快就完成了,然而后者卻遙遙無期。

海思的第一項業(yè)務(wù),是研發(fā)SIM卡芯片。立項的時候,市場上一片賣到幾美元。等做出來的時候,價格已經(jīng)跌到人民幣幾元一片了。由于技術(shù)門檻不高,且競爭激烈,最終海思直接放棄了這個業(yè)務(wù)。

此后,海思又規(guī)劃了幾款多媒體芯片,包括視頻監(jiān)控芯片和機頂盒芯片等。然而,開業(yè)的前三年,海思芯片的對外銷售額幾乎為零。

這個時候,海思誤打誤撞進入了數(shù)字安防市場,第一個機遇是DVR硬盤錄像機。

21世紀初,隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展,模擬攝像設(shè)備開啟了數(shù)字化改造。實際來看,前端模擬攝像機存量很大,連同同軸電纜的連接,一時半會難于改造。而后端的傳統(tǒng)磁帶錄像機因為集中,很容易改造成硬盤錄像機DVR。

傳統(tǒng)的磁帶錄像機,要使用大量的磁帶,存儲空間消耗很大,要查詢歷史資料也很麻煩。對比來看,DVR硬盤錄像機的硬盤存儲容量很大,可以管理多塊硬盤。而且,資料超過保存期后,還可以自動被新的視頻所覆蓋。

當時,在DVR硬盤錄像機市場上,中國廠家(如??岛痛笕A)以開拓者和領(lǐng)導(dǎo)者的身份出現(xiàn)在中國和全球市場上,可謂異軍突起。

來得早不如來得巧,海思研發(fā)的H.264視頻編碼芯片,就在這個關(guān)鍵時候出場了。通過軟磨硬泡,2007年,大華和海思簽訂了20萬片H.264視頻編碼芯片的合同,用于當時快速發(fā)展的第二代硬盤錄像機上。大華的這份訂單,也成為海思成立以后,第一個真正意義上的外銷芯片大合同。

海思從單獨的編解碼芯片出發(fā),后來又做出了系統(tǒng)芯片(SoC)。2010年開始大規(guī)模進入全球最大的安防攝像頭廠家——???。海思提供了比較完整的解決方案,還不用昂貴的入門費,中國廠家在中國和全球大賣DVR。隨之而來,鼎盛時期海思也占領(lǐng)了79%的DVR芯片市場份額。

緊接著,海思迎來了第二個機遇——支持IP的網(wǎng)絡(luò)攝像機,IP攝像頭芯片爆炸式的發(fā)展起來 。與此同時,高清攝像成為平安城市的標配,中國也成為了全球最大的安防市場。

第三個歷史機遇是人工智能,海思打包贈送了車牌號碼的識別算法。從此,絕大部分停車場都是直接做號碼識別,不用再費事拿卡了。

2009年,海思推出了一個GSM低端智能手機的交鑰匙解決方案,方案中的基帶處理器是自研的,技術(shù)源自華為的GSM基站。開發(fā)的應(yīng)用處理器芯片K3V1,采用的是110nm的落后工藝,因而先天不足。

和起步期的展訊一樣,海思研發(fā)出來的手機芯片,無人問津。只好迎難而上,借鑒聯(lián)發(fā)科,也去找了家華強北的山寨廠來做整機??上阅懿焕硐?,“海思芯”山寨手機很快灰飛煙滅。

山窮水盡之時,大家終于意識到聯(lián)發(fā)科的模式不可能在華為復(fù)制。如果自己的手機不用自己的芯片,自己的芯片必然難以生存。海思移動終端芯片的商業(yè)模式,自此徹底改變了。

隨后,海思研發(fā)出第一款成功的移動終端芯片“巴龍”,卻沒有用在手機上,而是用于數(shù)據(jù)卡,主要的功能是基帶處理,處理通信協(xié)議。

當時,歐洲耗費巨資建設(shè)了不少3G網(wǎng)絡(luò),但是缺少殺手業(yè)務(wù),虧損累累。迫不得已,運營商們大力發(fā)展手提電腦上網(wǎng)業(yè)務(wù),賣3G寬帶數(shù)據(jù)卡。

此前,3G數(shù)據(jù)卡的基帶芯片一直由高通獨家供應(yīng)。隨著歐洲需求的急劇增長,高通由于產(chǎn)能不足,導(dǎo)致了嚴重的芯片供應(yīng)緊缺。

2006年,時任歐洲總裁的徐文偉還兼任著海思總裁一職,既是客戶又是供應(yīng)商。在海思的電話會議里,他拍了板要做3G數(shù)據(jù)卡芯片。

2010年,“巴龍”芯片一次流片成功,上海研究所一片歡騰。

接下來,從巴龍基帶出發(fā),華為開發(fā)出了第二顆手機芯片:K3V2,將應(yīng)用處理器和基帶處理器合二為一。

K3V2采用40nm工藝,發(fā)熱量大,游戲的兼容性也不強。同時期的高通APQ8064和三星Exynos4412都已經(jīng)用上了28、32nm的工藝。坊間傳說,這是一個“被高端”的芯片。

既然手機芯片與手機都是終端公司一母所生,相互扶持就責(zé)無旁貸了。從此,華為手機的研發(fā)團隊夜以繼日地從軟件側(cè)來彌補芯片上的眾多漏洞。

知情人透露,手機業(yè)務(wù)負責(zé)人余承東當時對用自研的芯片也曾深表擔(dān)憂,甚至抵觸過。2013年6月,華為推出中端定價、高端定位的P6手機,決定使用自產(chǎn)的麒麟芯片。

P6發(fā)行時,華為動員了所有的力量,在19個國家同時推廣,耗費巨資進行地毯式的廣告轟炸和媒體投放。天道酬勤,P6賣得還不錯,口碑也過得去。華為手機奮斗了九年,終于在中端機型上有了爆款。

2014年發(fā)布的MATE7,代表華為第一次突進了高端機市場。MATE7,使用的是麒麟925芯片。由于采用了28nm工藝,功耗大為下降;同時改善了GPU圖形功能,游戲的體驗和兼容性也好了很多。至此,麒麟芯片真正與高通的高端芯片站上了同一檔次。

再后來,海思打造出最強的5G手機芯片,在與蘋果和高通的手機處理器的競爭上取得一定的優(yōu)勢,因此引來特朗普政府的嫉恨。

存儲

中國大陸于2016年一年之內(nèi)同時成立了3大存儲器公司,分別是長江存儲、福建晉華和合肥長鑫。

長江存儲

存儲器作為信息存儲的載體,不像處理器那樣受人矚目,但是它的地位不容小覷。存儲器在各種智能終端產(chǎn)品中有著廣泛的應(yīng)用,是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中數(shù)量最大的一類產(chǎn)品,在所有芯片中占的比重超過三分之一。存儲器主要有內(nèi)存和NAND閃存兩大類。內(nèi)存主要用于服務(wù)器、臺式電腦和筆記本電腦,NAND閃存主要用于智能手機和平板電腦。

中國是全球最大的服務(wù)器、個人電腦和智能手機市場,對存儲芯片的需求極大。近年來,中國采購了全球一半以上的存儲芯片。以2017年為例,中國進口存儲芯片889億美元,同比增長40%;這一年,中國大陸靠自主技術(shù)生產(chǎn)的數(shù)量竟還是零。

2015年10月5日,南亞科總經(jīng)理高啟全退休,將轉(zhuǎn)戰(zhàn)紫光集團。兩者之所以會有交集,來源于紫光集團彼時意圖并購美光,而美光又要收購南亞科。雙方關(guān)于中國大陸應(yīng)大力發(fā)展存儲器產(chǎn)業(yè)的想法一拍即合。

投入內(nèi)存產(chǎn)業(yè)三十多年的高啟全,雖被臺灣媒體封為“DRAM教父”,但在臺灣內(nèi)存業(yè)最風(fēng)光的時候,他始終為人副手。當上華亞科、南亞科總經(jīng)理,有了獨當一面的機會時,內(nèi)存卻冠上“慘業(yè)”惡名。他的最大功績,是協(xié)助臺塑集團一次又一次在鬼門關(guān)之前救回南亞科、華亞科。

高啟全認為,韓國控制全球內(nèi)存市占率高達80%、NAND閃存市占率達60%,為防止韓國掌握全球存儲器芯片的供應(yīng),解決方法就是讓中國大陸成為平衡韓國的另一股勢力,“這樣的局面對大家都有利”。

隨著紫光并購美光受阻,高啟全決定選擇新的職業(yè)生涯,希望通過加入紫光集團來把中國大陸的存儲產(chǎn)業(yè)做起來。

新成立的長江存儲需要考慮的第一個問題是:存儲芯片有內(nèi)存和閃存兩大類,先做哪一類呢?我們知道,芯片市場的后來者想要追趕領(lǐng)先者相當之困難,但技術(shù)的變革會給市場的新進入者帶來機遇,而閃存正面臨著一場新的技術(shù)革命。

而在當時,2D閃存在16nm工藝之后,再往下發(fā)展困難重重。2D好比是建平房,3D就是建高樓。與2D閃存相比,3D閃存不論是在物理特性還是架構(gòu)上都具備很大優(yōu)勢,因而成為NAND閃存市場的主要發(fā)展方向。

高啟全認為,閃存從傳統(tǒng)的2D轉(zhuǎn)進新興的3D后,半導(dǎo)體機臺設(shè)備幾乎都要換新,每一家存儲器公司都站在同一個出發(fā)點,所以這時候長江存儲進入閃存市場是對的。而內(nèi)存技術(shù)每轉(zhuǎn)進新一代制程僅增加20%的半導(dǎo)體機臺設(shè)備,既存的半導(dǎo)體大廠的多數(shù)機臺設(shè)備都已經(jīng)折舊光了,新加入者要去買新設(shè)備來生產(chǎn),沒有競爭力可言。因此,長江存儲應(yīng)優(yōu)先將資源放在3D閃存而非內(nèi)存上。

另外,在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),專利是一個不可避免的問題,先發(fā)廠家會利用專利作為武器狙擊后發(fā)廠家。從專利積累上來講,相對于內(nèi)存,國內(nèi)在NAND閃存上的技術(shù)積累也相對更為樂觀。中科院微電子所擁有1000多個閃存相關(guān)專利,給了長江存儲很多技術(shù)支持。

從市場競爭的角度來說,做NAND閃存也比做內(nèi)存容易。內(nèi)存已經(jīng)發(fā)展了半個世紀,市場成熟且增長緩慢,全球內(nèi)存市場被三星電子、SK海力士和美光三巨頭霸占。NAND閃存發(fā)展時間較短,市場規(guī)模只有內(nèi)存的一半且增長快速,全球還有六個主要玩家——在內(nèi)存三巨頭的基礎(chǔ)上多了東芝、西部數(shù)據(jù)和英特爾,市場壟斷程度要低很多。

2015年5月,長江存儲投入超過10億美元的研發(fā)資金,集合1800位工程師,用兩年時間打造出32層的3D閃存。長江存儲由此成為全球第5家能生產(chǎn)3D閃存芯片的廠家。

2018年8月,在美國加州圣克拉拉召開的閃存峰會上,長江存儲發(fā)布了基于飛索授權(quán)的全新NAND閃存芯片架構(gòu)——Xtacking架構(gòu)。Xtacking是在兩片晶圓上分別獨立加工外圍電路和存儲單元,兩片晶圓各自完工后,只需一個處理步驟就可通過數(shù)十億根金屬垂直互聯(lián)通道將二者接通電路,這樣只需增加有限的成本就能夠?qū)崿F(xiàn)更高的存儲密度。Xtacking技術(shù)屬于長江存儲擁有專利的自主知識產(chǎn)權(quán),這一技術(shù)突破使得長江存儲成為全球第3家擁有獨立NAND閃存芯片架構(gòu)的公司。

2019年9月,長江存儲宣布基于Xtacking架構(gòu)的64層256Gb TLC 3D NAND閃存芯片正式量產(chǎn),可滿足固態(tài)硬盤、嵌入式存儲等主流市場的應(yīng)用需求。在64層閃存芯片上,長江存儲擁有完全的自主知識產(chǎn)權(quán),從此擺脫了對外國企業(yè)的技術(shù)依賴。

由于產(chǎn)能增加和市場需求低迷,2018年全球NAND閃存價格持續(xù)下降,到年底竟比年初下跌了大約70%。2019年閃存價格繼續(xù)下跌,市場上主流的64層和72層閃存庫存高企,使得所有大廠都放緩了96層閃存的擴產(chǎn)速度,這就給了長江存儲一個追趕的機會。

2020年4月,長江存儲攻克128層堆疊3D QLC閃存技術(shù),單顆閃存容量做到1.33Tb,首次躋身全球一線陣營。為了實現(xiàn)對領(lǐng)先企業(yè)的追趕,長江存儲的第三代產(chǎn)品跳過96層,從64層直接登上128層,這才實現(xiàn)了中國存儲器產(chǎn)業(yè)的歷史性的突破。

高啟全在2018年底接受記者采訪時曾經(jīng)表示,長江存儲的目標是到2023年占有全球NAND閃存市占率的20%,同時良品率也要趕上世界水準。如果高啟全的小目標能夠?qū)崿F(xiàn),那么中國企業(yè)和消費者過去被韓系廠家收割百億美元級別凈利潤的時代將成為歷史。盡管長江存儲離實現(xiàn)盈利還早,但是已經(jīng)開始體現(xiàn)出了它的存在的重要價值。

福建晉華

長江存儲的閃存技術(shù)來自飛索的授權(quán)、內(nèi)存技術(shù)源自奇夢達,福建晉華卻因為沒有可靠的技術(shù)來源而陷入了大麻煩。

2016年2月,福建省晉江產(chǎn)業(yè)發(fā)展投資集團等公司創(chuàng)建了福建省晉華集成電路有限公司,擬投資50多億美元建內(nèi)存廠,首期月產(chǎn)能6萬片晶圓,由聯(lián)華電子負責(zé)提供技術(shù)支持。

福建晉華總經(jīng)理陳正坤曾任力晶存儲器產(chǎn)品事業(yè)群總經(jīng)理及瑞晶的總經(jīng)理,在瑞晶被美光收購后擔(dān)任臺灣美光的總經(jīng)理,后加入聯(lián)華電子任資深副總經(jīng)理。

聯(lián)華電子原本與臺積電并稱“晶圓雙雄”,自從銅制程競賽失利及曹興誠離去之后,就開始落后于臺積電,并且差距越來越大,到2015年市值僅為臺積電的八分之一。聯(lián)華電子把追趕臺積電的希望寄托在與中國大陸的合作上,因而十分看重福建晉華這樣的大項目。

可是聯(lián)華電子因為追趕臺積電的心情過于迫切,被業(yè)界認為其屢屢游走在惹來技術(shù)訴訟的邊緣,而且聯(lián)華電子本身是做晶圓代工的,沒有內(nèi)存技術(shù)儲備。在聯(lián)華電子與福建晉華簽署了協(xié)助開發(fā)內(nèi)存32納米制程技術(shù)的協(xié)定后,臺灣美光的3名高階主管跳槽聯(lián)華電子并帶走了一些技術(shù)資料,這就被美光認為侵犯了它的知識產(chǎn)權(quán)。

2017年12月,美光在美國加州聯(lián)邦法庭起訴聯(lián)華電子與福建晉華,稱聯(lián)華電子通過前美光臺灣員工竊取存儲芯片關(guān)鍵技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)并交予福建晉華。此時福建晉華與聯(lián)華電子合作項目正處于量產(chǎn)前的關(guān)鍵期,美光的訴訟有可能會影響到供應(yīng)商對福建晉華的生產(chǎn)設(shè)備供應(yīng),對福建晉華產(chǎn)生了很大的威脅。

2018年1月,福建晉華和聯(lián)華電子向福州市中級人民法院遞狀,控告美光在內(nèi)存、閃存及固態(tài)硬盤等存儲產(chǎn)品涉嫌侵犯福建晉華和聯(lián)華電子的專利,要求美光方面立即銷毀侵權(quán)產(chǎn)品及相關(guān)設(shè)備,并索賠人民幣2億元。7月,福州市中級人民法院做出裁定,美光一共有26種芯片產(chǎn)品在中國遭到臨時禁售。受此消息影響,美光當天股價大跌6%。

原本是企業(yè)間的商業(yè)糾紛,被美國政府視作天賜良機。2018年10月29日,美國商務(wù)部突然發(fā)難,宣布將福建晉華列入出口管制“實體清單”,禁止其從美國供應(yīng)商購買重要的設(shè)備和材料。

美國的制裁讓許多歐美設(shè)備商撤離,福建晉華正在建設(shè)中的廠房被迫停工,聯(lián)華電子也宣布暫停與福建晉華合作,福建晉華進入休克狀態(tài)。

晉華事件再次暴露了中國大陸半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈在半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)上的重大短板。原本長江存儲、合肥長鑫和福建晉華3大內(nèi)存基地構(gòu)成三足鼎立的局面,如今尚未出師已先失一足。福建晉華事件給中國的芯片產(chǎn)業(yè)敲響了警鐘。

合肥長鑫

在閃存業(yè)務(wù)上有了一定基礎(chǔ)后,紫光集團開始把戰(zhàn)略重點移向內(nèi)存業(yè)務(wù)。

紫光集團內(nèi)存技術(shù)的基礎(chǔ)來自奇夢達。奇夢達破產(chǎn)后,其位于西安的全球第二大研發(fā)中心被浪潮收購,后更名為西安華芯,保住了一個從事內(nèi)存設(shè)計十年以上的工程師團隊。紫光集團收購西安華芯76%的股權(quán),然后在奇夢達技術(shù)的基礎(chǔ)上進行進一步的內(nèi)存技術(shù)研發(fā)。

紫光集團的基本投資邏輯還是以半導(dǎo)體存儲為主線,從底層NAND閃存顆粒(長江存儲)、移動處理器(紫光展銳)、存儲產(chǎn)品(紫光西部數(shù)據(jù))到企業(yè)級網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(新華三)的整個鏈條,形成了紫光集團在半導(dǎo)體時代的閉環(huán)生態(tài)布局。

2020年9月,與紫光集團的五年合約期滿后,高啟全離開紫光集團,接替他的職位的是爾必達的末代社長坂本幸雄

坂本幸雄在爾必達破產(chǎn)后做了兩件事情,一是寫了一本書,叫作《非情愿的戰(zhàn)敗》,對日本內(nèi)存產(chǎn)業(yè)的覆沒心有不甘;二是來到了中國,試圖利用中國的資金東山再起。

坂本幸雄在中國找的第一個合作方是合肥長鑫。受高啟全的邀請,坂本幸雄加入了紫光集團。坂本幸雄表示,他將協(xié)助紫光集團在內(nèi)存事業(yè)上“清白地”自主研發(fā),絕對不會出現(xiàn)類似于福建晉華因?qū)@麊栴}停擺的情況。

合肥長鑫由合肥市政府設(shè)立的合肥市產(chǎn)業(yè)投資控股集團以近100%的比例控股,由地方政府完全主導(dǎo)。

在過往的產(chǎn)業(yè)發(fā)展中,合肥市經(jīng)歷了家電、面板、芯片三波高科技制造業(yè)的鍛造后,形成了“地方經(jīng)濟→產(chǎn)業(yè)集群→二級市場”的“合肥模式”。合肥市政府自身也歷練出了一批兼具經(jīng)濟和技術(shù)知識背景的官員,在高新產(chǎn)業(yè)的招商上非常高效與專業(yè),其營商環(huán)境并不輸于長三角和珠三角。

合肥長鑫斥資72億美元分3期工程做內(nèi)存。2018年1月,合肥長鑫一廠廠房建設(shè)完成,開始設(shè)備安裝。7月投片試產(chǎn),工藝制程為19納米。合肥長鑫成為全球第4家采用20納米以下工藝制程生產(chǎn)內(nèi)存的廠商,兆易創(chuàng)新的創(chuàng)始人兼董事長朱一明亦在此時來到合肥長鑫,接替王寧國擔(dān)任首席執(zhí)行官。朱一明承諾在合肥長鑫盈利之前不領(lǐng)一分錢工資、一分錢獎金。

合肥長鑫原計劃在2018年底實現(xiàn)8Gb DDR4內(nèi)存的量產(chǎn),因福建晉華事件的發(fā)生,為規(guī)避侵權(quán)風(fēng)險而被迫推遲。2019年,合肥長鑫從加拿大的專利技術(shù)授權(quán)商WiLAN的子公司北極星創(chuàng)新有限公司(Polaris Innovations)獲得了奇夢達留下的1000萬份關(guān)于內(nèi)存的技術(shù)文件,這些專利來自北極星創(chuàng)新花了3000萬美元從英飛凌購得的專利組合。

合肥長鑫利用這些技術(shù)在國內(nèi)申請了600多項專利,另外還有上千件專利正在審核中。合肥長鑫還花費25億美元的研發(fā)費用重新設(shè)計芯片架構(gòu),迅速將奇夢達遺留的46納米技術(shù)提升到10余納米技術(shù)的水平。

2020年4月,合肥長鑫還與美國半導(dǎo)體公司藍鉑世(Rambus)簽署專利許可協(xié)議,獲得后者大量的內(nèi)存技術(shù)專利的使用許可。由于擁有安全可靠的內(nèi)存技術(shù)并建立了嚴謹合規(guī)的研發(fā)體系,合肥長鑫得以將內(nèi)存的研發(fā)和生產(chǎn)順利推進。

2019年9月,合肥長鑫自主研發(fā)的8Gb DDR4內(nèi)存芯片正式量產(chǎn)。盡管在制程技術(shù)上,合肥長鑫與國際內(nèi)存三巨頭相比還有兩三年的差距,但這已經(jīng)是歷史性的一刻。

2020年5月,京東商城上架第一個純國產(chǎn)DDR4內(nèi)存條——光威弈系列Pro,用的是合肥長鑫的消費級內(nèi)存芯片,零售價218元。已經(jīng)長達700多天沒有降過價的金士頓內(nèi)存,在光威弈系列Pro上架后就開始降價促銷,而且價格定的是很有針對性的215元。

綜合來看,中國大陸3大存儲器廠商僅在武漢、南京、合肥和晉江4個城市的預(yù)計總投資就達到660億美元,超過臺灣在內(nèi)存產(chǎn)業(yè)上累計三十年才達到的500億美元總投資。

中國大陸誕生世界級的內(nèi)存巨頭只是時間問題。

芯片制造

在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中,芯片設(shè)計公司完成設(shè)計之后,需要通過代工企業(yè)來完成芯片的制造。之后,再通過封測廠商的測試與封裝,形成可銷售的終端芯片成品。

在制造和封測的過程中,需要使用多種多樣的芯片設(shè)備。?通常,按照工序分為前道和后道。前道,主要指制造環(huán)節(jié)所需要的設(shè)備,代表性的有光刻機、刻蝕、薄膜沉積等設(shè)備?;后道,主要指封測環(huán)節(jié)所需要的設(shè)備,包括各種測量與?檢測設(shè)備。

設(shè)備之外,制造和封測過程中,還要消耗大量的半導(dǎo)體材料。所以,廣義的芯片制造?包括代工、封測、設(shè)備和材料四大環(huán)節(jié)。

?中芯國際

1997年,江上舟被調(diào)往上海,先后擔(dān)任經(jīng)濟委員會副主任和市工業(yè)黨委副書記等職,主導(dǎo)上海的工業(yè)規(guī)劃。1987年,江上舟留學(xué)瑞士,獲得移動通信博士學(xué)位后回國,在原國家經(jīng)濟貿(mào)易委員會的外資企業(yè)管理局任職。他是當時中國官員中少有的既懂經(jīng)濟、又懂科學(xué)的戰(zhàn)略管理型人才。

多年的一線調(diào)研,讓江上舟意識到,所有的高科技產(chǎn)業(yè)都必須以芯片為基礎(chǔ)。因而,他給上海市主要領(lǐng)導(dǎo)的建議是:在浦東規(guī)劃面積3倍于新竹工業(yè)園的張江微電子開發(fā)區(qū),吸引百億美元外資建設(shè)10條8~12英寸集成電路生產(chǎn)線,把集成電路作為上海21世紀的重點發(fā)展項目。

為了引進人才和資金,江上舟曾三次帶團前往美國硅谷考察和招商。江上舟激情澎湃地描繪上海集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的遠景,鼓舞了很多關(guān)注國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的硅谷華人,推動了后來海歸潮的興起。

江上舟打破體制禁錮,不惜高薪引進海外一流團隊,引進著名的有真才實學(xué)的專家學(xué)者、海外學(xué)子。他實實在在地給他們解決大大小小的問題,包括稅收減免、待遇住房、子女教育甚至社保醫(yī)療等。江上舟被海外華人視為中國發(fā)展半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的一面旗幟。

就是在這樣的背景下,原本打算在香港建設(shè)芯片廠的張汝京,決定將中芯國際遷往上海,并在時任市長徐匡迪親自陪同下考察浦東,將工廠最終選址于張江。

2000年4月,中芯國際集成電路制造有限公司正式成立。在中芯國際的經(jīng)營上,張汝京把他在芯片業(yè)十多年來積累的人脈與經(jīng)驗都發(fā)揮到了極致。

張汝京是一個很有使命感和理想主義的人。他將公司取名“中芯”,即“中國技術(shù)第一芯”的意思。在他的感召之下,竟有300多位來自世大、臺積電等臺灣公司的工程師跟隨他北上,此外還有100多位來自歐美日韓新等地的專家以及許多中國大陸海歸博士加盟,大家共同組成了一支強大的團隊。

來到大陸建廠,張汝京把扶持合作伙伴的做法也帶到了中芯國際。為了確保質(zhì)量,在收到新廠商送來的樣機時,張汝京都會同時準備一臺同類型的達到國際水平的設(shè)備用作對比。若樣機不達標,則會幫助其測試升級后再返回給供應(yīng)商,供應(yīng)商按照升級后的標準重新生產(chǎn),再賣給張汝京。

利用這種方式,張汝京充分發(fā)揮了中芯國際在中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中的龍頭作用,帶動了國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)的發(fā)展,也為中芯國際打造了一個日益完善的國產(chǎn)設(shè)備供應(yīng)鏈。

在原始股權(quán)結(jié)構(gòu)設(shè)計上,中芯國際花了不少心思。?首先,外資股東占了多數(shù),包括大名鼎鼎的高盛、華登國際,這有利于避開《瓦森納協(xié)定》對中國的先進技術(shù)禁售。其次,每個股東都僅占從百分之幾到百分之十幾的股權(quán),確保沒有誰能影響創(chuàng)始人張汝京的話語權(quán)。最后,最大的股東上海實業(yè)是由上海市國資委全資控股的國企,這又確保了上海政府擁有一定的影響力,有利于公司在上海拿到優(yōu)惠政策。

在資金方面,中芯國際初創(chuàng)時,張汝京跑遍中外,拿到了10多家公司的投資,合計10億美元,其中包括王陽元夫人楊芙清的北大青鳥的1億美元。“建廠高手”張汝京將有限的資金利用到了極致,適逢行業(yè)發(fā)展的低谷期,中芯國際以相對較低的價格購入二手設(shè)備,并用11.42%的股權(quán)換來了摩托羅拉位于天津的8英寸晶圓廠。

在成本方面,中芯國際在當時張江建廠的土地成本僅僅169元/平米,幾乎是白送。加上大量二手設(shè)備與廠房,以及大陸的工程師紅利,中芯國際新廠房的固定成本和變動成本分別做到了比臺積電低38%和16%——從這里也能看出為什么全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈要向中國大陸轉(zhuǎn)移。

此外,通過股權(quán)換訂單的靈活經(jīng)營方式,中芯國際又先后將德國英飛凌、新加坡特許半導(dǎo)體(Chartered)、日本東芝和富士通等芯片巨頭從客戶變成了利益綁定的股東。

中芯國際以內(nèi)存產(chǎn)品起步,最初的技術(shù)來源是日本富士通,先后引入了0.21微米、0.16微米和0.13微米制程的存儲器工藝。后來,中芯國際又從新加坡特許半導(dǎo)體和歐洲IMEC分別引入0.18微米和0.13微米的邏輯芯片工藝。

中芯國際做晶圓代工的主要競爭力,除了不斷引入更先進的工藝制程,就是12英寸線的上馬。

在英飛凌的技術(shù)支持下,2004年,中芯國際在北京建成了中國第一條12英寸晶圓的芯片生產(chǎn)線,這僅僅比全球第一條12英寸線的建成晚三年。當時全球只有美國、歐洲、日本、韓國和中國臺灣地區(qū)的少數(shù)廠商有能力投資建設(shè)12英寸晶圓廠,中芯國際的這條生產(chǎn)線的建成被認為是中國半導(dǎo)體行業(yè)的一個重要突破。與之對比,由于海外技術(shù)封鎖,華虹NEC建成中國第一條8英寸線的時間可比國際上晚了整整九年。

中芯國際于2002年正式投產(chǎn),當年銷售收入4億元,次年的銷售金額即增長到30億元,出口創(chuàng)匯3億美元。2003年底,中芯國際三個工廠的總產(chǎn)能躍升到每月6萬塊晶圓,拿下了全球第四大晶圓代工廠的座次,僅次于臺積電、聯(lián)華電子和特許半導(dǎo)體(Gartner數(shù)據(jù))。中芯國際的崛起速度在全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)絕無僅有,震驚業(yè)界。

2004年,中芯國際銷售額再增長1.66倍至50億元,芯片交付量增長98%至94萬塊晶圓,并首次有了年度盈利。該年3月,中芯國際成功地在紐約和香港掛牌上市,集資18億美元,中芯國際的股東也獲得了3倍多、近8億美元的回報。到年底,中芯國際的工廠增加到7座,月產(chǎn)能提升到11萬塊晶圓。

就在中芯國際聲名鵲起的同時,它也迎來一場國際官司。

2003年8月,在中芯國際上市前夕的敏感時期,臺積電在美國加州起訴中芯國際不當取得其商業(yè)機密并侵犯其專利,要求中芯國際賠償10億美元。

事情的起因是,2000年底,在收到中芯國際的加盟邀請后,臺積電的質(zhì)量和可靠性項目經(jīng)理劉蕓茜準備離職奔赴大陸。在辦理離職手續(xù)期間,她收到一封來自中芯國際首席運營官馬爾科·莫拉的郵件,郵件中要求她提供一款產(chǎn)品的詳細工藝流程。

此事被臺積電知曉后,馬上報告臺灣警方。警方搜查了劉蕓茜的電腦,發(fā)現(xiàn)了莫拉與劉蕓茜的往來郵件,郵件中包含了臺積電的一些內(nèi)部資料。

2005年1月,中芯國際與臺積電達成和解協(xié)議,賠償1.75億美元,分六年完成支付。一年后,2006年8月,臺積電再次于美國加州起訴中芯國際,稱其在最新的0.13微米工藝上侵犯了臺積電的技術(shù)專利。

付給臺積電的巨額賠款和全球金融風(fēng)暴帶來的經(jīng)營虧損,讓中芯國際的資金出現(xiàn)了緊張,張汝京不得不開始再次募資。考慮到企業(yè)的長遠發(fā)展,張汝京拒絕了黑石、摩根大通等給出的更高報價,最終大唐電信以1.76億美元獲得了中芯國際16.6%的股份。

2009年11月,律師傳來消息,臺積電在美國加州法院再次勝訴。加州法院判決中芯國際應(yīng)賠付臺積電10億美元,分四年四期支付。

而在2009年這一年,受全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)衰退和內(nèi)存價格大跌的影響,中芯國際最大的代工客戶奇夢達破產(chǎn),中芯國際收入大幅下滑21%至10.7億美元,并且產(chǎn)生前所未有的9.6億美元巨額虧損。

巨額賠付+巨額虧損,讓中芯國際不堪重負。最終,在江上舟的強力介入下,臺積電同意和解。代價是,中芯國際無償轉(zhuǎn)讓約7%的股份給臺積電,分期四年支付臺積電2億美元,并授予臺積電在未來三年內(nèi)以每股1.3港幣價格認購中芯國際約3%股份的認股權(quán)證。

臺積電與中芯國際的最終和解協(xié)議一簽訂,張汝京便引咎辭職,離開了其奮斗了九年的中芯國際。

危急關(guān)頭,江上舟力挽狂瀾,相繼邀請王寧國接替張汝京擔(dān)任首席執(zhí)行官、楊世寧接替深陷侵權(quán)漩渦的莫拉擔(dān)任首席運營官,組成新的核心管理團隊,穩(wěn)住人心。

業(yè)務(wù)上,由于奇夢達破產(chǎn),失去技術(shù)來源的中芯國際只能放棄內(nèi)存業(yè)務(wù)。江上舟帶領(lǐng)中芯國際向晶圓代工轉(zhuǎn)型,扭轉(zhuǎn)了中芯國際成立以來連續(xù)十年整體虧損的局勢,于2010年扭虧為盈,盡管利潤僅有2000萬美元。

資金上,在輸了與臺積電的官司的情況下,已經(jīng)沒有任何一個投資人愿意出錢。江上舟只得向國家求助,最后終于以11.6%的股份換來大型央企中國投資有限責(zé)任公司的2.5億美元注資。

此后,中芯國際的經(jīng)營逐步恢復(fù)。2011年8月,邱慈云接替王寧國擔(dān)任中芯國際首席執(zhí)行官。2012年,中芯國際與IBM就28納米制程開展合作,并實現(xiàn)40納米制程的量產(chǎn)。

此前,中芯國際虧損的主要原因是:本土芯片設(shè)計產(chǎn)業(yè)尚未起來,主要依賴海外訂單,很難將產(chǎn)能跑滿。而到了這時候,以海思、展迅、兆易創(chuàng)新等為代表的本土芯片設(shè)計產(chǎn)業(yè)終于開始崛起,中芯國際迎來了依托國內(nèi)市場發(fā)展的新機遇。

在邱慈云的帶領(lǐng)下,中芯國際從2012年第3季度起創(chuàng)下連續(xù)13個季度都盈利的佳績,徹底改變了中芯國際“老虧損戶”的形象。

中芯國際熬過了最艱難的歲月,迎來了國家對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的再一次重視。國家大基金在成立之后的3年時間里,對中芯國際的總投資達到160億元。截至2019年底,代表國家大基金的鑫芯香港成為中芯國際僅次于大唐電信的第二大股東。中芯國際終于不差錢了。

2017年10月,與三星電子的合約期滿后,梁孟松接受邀請加入中芯國際,擔(dān)任聯(lián)席首席執(zhí)行官。已完成歷史使命的邱慈云于當年5月請辭。梁孟松入職不到一年,中芯國際28納米制程的HKMG工藝水平就有了很大的提高。再用半年時間,中芯國際即掌握了FinFET技術(shù),從28納米制程直接跨入了14納米制程,成為繼英特爾、臺積電、三星電子、格羅方德、聯(lián)華電子之后全球第6家具備14納米制程能力的芯片制造廠。

如果說,張汝京打下了江山,邱慈云穩(wěn)住了江山,那么梁孟松則是壯大了江山。我們看到,臺灣同胞中的科技精英,為中芯國際的跨越式發(fā)展,立下了汗馬功勞。

如今,中芯國際已成為中國大陸集成電路制造業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者,擁有全球化的制造和服務(wù)基地,在上海、北京、天津、深圳建有三座8英寸晶圓廠和四座12英寸晶圓廠。同時,在上海、北京、天津各有一座12英寸晶圓廠在建中。中芯國際還在美國、歐洲、日本和中國臺灣設(shè)立營銷辦事處、提供客戶服務(wù),同時在中國香港設(shè)立了代表處。

華虹半導(dǎo)體

發(fā)端于“909”工程的華虹集團,為我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,做出了巨大的歷史性貢獻。

目前,華虹集團旗下的華虹半導(dǎo)體是中國本土排名第二的晶圓代工廠。宏力半導(dǎo)體自成立以來,從各半導(dǎo)體工廠挖角組成的管理團隊一直不穩(wěn)定,業(yè)務(wù)發(fā)展得不太好,不得不與華虹NEC整合成為華虹半導(dǎo)體。華虹半導(dǎo)體還接收了上海貝嶺的8英寸生產(chǎn)線,上海貝嶺則轉(zhuǎn)型為芯片設(shè)計公司。

華虹半導(dǎo)體在上海和無錫一共擁有3座8英寸廠和3座12英寸廠。華虹半導(dǎo)體已成為全球最大的智能卡芯片代工廠,累計出售了超過50億枚的智能卡芯片。華虹半導(dǎo)體占全球SIM卡芯片市場份額的20%以上,還是我國最大的第二代身份證芯片和社??ㄐ酒?yīng)商,提供了全國75%的身份證芯片和80%的社??ㄐ酒?,為國家節(jié)省了上千億元的芯片采購費用。

2018年,華虹半導(dǎo)體首次實現(xiàn)28納米制程的量產(chǎn),為聯(lián)發(fā)科代工無線通信數(shù)據(jù)處理芯片。華虹半導(dǎo)體計劃于2020年底量產(chǎn)14納米制程,技術(shù)進度比中芯國際慢一年半左右。截至2020年第3季度,華虹半導(dǎo)體已連續(xù)39個季度實現(xiàn)盈利。

如今,華虹半導(dǎo)體擁有浦東金橋、張江、康橋和江蘇無錫四個基地,運營3條8英寸生產(chǎn)線、3條12英寸生產(chǎn)線。

長電科技

長電科技是全球知名的集成電路封裝測試企業(yè),面向全球提供封裝設(shè)計、產(chǎn)品開發(fā)及認證,以及從芯片中測、封裝到成品測試及出貨的全套專業(yè)生產(chǎn)服務(wù)。

長電科技的前身是 1972 年成立的江陰晶體管廠,2000 年改制為江蘇長電科技股份有限公司,2003 年成立長電先進,同年在上海證券交易所上市。

作為國內(nèi)封測龍頭企業(yè),長電科技一直以來與國內(nèi)晶圓代工龍頭保持緊密合作合作,協(xié)同發(fā)展。截至 2022 年報,公司第二大股東芯電半導(dǎo)體(持股比例 12.86%)由中芯國際 100%控股。長電科技的現(xiàn)任董事長高永崗博士,同時也是中芯國際的現(xiàn)任董事長。

在過去的幾年內(nèi),長電不斷通過投資并購、海外設(shè)廠,實現(xiàn)了業(yè)務(wù)規(guī)模的持續(xù)壯大和全球化布局。2015 年,長電科技聯(lián)合國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金和芯電半導(dǎo)體依次設(shè)立了長電新科、長電新朋和新加坡的 JCET-SC 三個主體,完成了對新加坡星科金朋的并購,由于星科金朋與多家國際級半導(dǎo)體行業(yè)巨頭有長期合作關(guān)系,公司在并購?fù)瓿珊笠卉S成為全球第三、大陸第一的封測企業(yè)。

2016 年 5 月,長電科技通過全資子公司長電國際在韓國設(shè)立 JCET STATSCHIPPAC KOREA LIMITED(JSCK,長電韓國),整合星科金朋韓國公司的 SiP業(yè)務(wù)能力,建設(shè)高階 SiP 產(chǎn)品封裝測試項目。

2021 年 6 月,長電宣布完成對 Analog Devices Inc.(ADI)新加坡測試廠房的收購,并將其業(yè)務(wù)人員與新加坡子公司完成整合,增強業(yè)務(wù)能力。

經(jīng)過二十多年的發(fā)展,長電科技形成全球化的業(yè)務(wù)布局。公司在中國、韓國和新加坡設(shè)有六大芯片成品制造基地和兩大研發(fā)中心,在 20 多個國家和地區(qū)設(shè)有業(yè)務(wù)機構(gòu),可與全球客戶進行緊密的技術(shù)合作并提供高效的產(chǎn)業(yè)鏈支持。

公司六大生產(chǎn)基地分別位于江陰濱江、江陰城東、滁州、宿遷、新加坡、韓國,各生產(chǎn)基地分工明確、各具技術(shù)特色和競爭優(yōu)勢。兩大研發(fā)中心分別設(shè)立在中國高密度集成電路國家工程實驗室和韓國。

現(xiàn)如今,以Chiplet為代表的先進封裝技術(shù),成為延續(xù)摩爾定律的重要路徑 。Chiplet技術(shù),通過將單顆 SoC 拆成不同功能、不同工藝節(jié)點的小芯粒(Chiplet),再通過先進封裝技術(shù)互聯(lián)形成大芯片。Chiplet技術(shù),將大面積芯片成本從晶圓制造環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)嫁到封裝環(huán)節(jié),以提升良率,并降低成本,還實現(xiàn)IP復(fù)用。因而,Chiplet技術(shù)日益受到國內(nèi)外半導(dǎo)體巨頭的重視,逐漸成為高算力芯片的重點布局方向。

晶圓代工龍頭臺積電是 Chiplet 工藝的全球領(lǐng)軍者。由于 Chiplet 技術(shù)涉及芯片的堆疊,因此臺積電將其命名為 3DFabric?技術(shù),旗下?lián)碛?CoWoS、InFO、SoIC 三種封裝工藝,代表當前 Chiplet 技術(shù)的三種主流形式。

2022 年 3 月 3 日,AMD、Intel 等半導(dǎo)體巨頭宣布共同成立 Chiplet 行業(yè)聯(lián)盟,目標共同打造 Chiplet 互連標準、推進開放生態(tài),并制定了標準規(guī)范 UCIe,在芯片封裝層面確立互聯(lián)互通的高速接口標準。2022 年 6 月,長電科技加入 UCIe。

目前,長電科技旗下星科金朋、長電韓國、長電先進在先進封裝領(lǐng)域各有建樹。2023 年 1 月,公司宣布實現(xiàn)國際客戶 4nm 節(jié)點 Chiplet 產(chǎn)品出貨。2023 年,長電擬計劃將主要投資的重點放在汽車電子專業(yè)封測基地,2.5D Chiplet,新一代功率器件封裝產(chǎn)能規(guī)劃等未來發(fā)展項目。

上海微電子

半導(dǎo)體設(shè)備分前道的芯片制造設(shè)備和后道的封裝測試設(shè)備。芯片制造設(shè)備市場規(guī)模達500多億美元之巨,前5大廠商美國應(yīng)用材料、阿斯麥爾、泛林、東京電子和美國科天占有90%的市場。中國的芯片制造設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈相對完整,每個環(huán)節(jié)均有企業(yè)參與,但大部分只解決了有無的問題,少部分解決了可用的問題,只有個別的如刻蝕機做到了替代進口的水平。

在所有設(shè)備中,光刻機有著“半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)皇冠上的明珠”的美譽。

中國光刻機設(shè)備的研制起步并不晚,從20世紀70年代開始就先后有清華大學(xué)精密儀器系、中科院光電技術(shù)研究所、中國電子科技集團公司45所投入研制。1977年,中國第一臺光刻機誕生,加工的晶圓直徑為3英寸。1985年,45所研制出了分步投影式光刻機樣機,通過電子工業(yè)部技術(shù)鑒定,認為其達到美國DSW4800的水平。但國產(chǎn)的光刻機基本上都停留在實驗室里,產(chǎn)業(yè)化做得很差。

2002年,光刻機被列入國家高科技研究發(fā)展計劃(863計劃)。江上舟牽頭,由科技部和上海市共同推動成立了上海微電子裝備有限公司(簡稱“SMEE”)來承擔(dān)主要技術(shù)攻關(guān)任務(wù)。2008年,國家又啟動了“02”科技重大專項予以銜接持續(xù)攻關(guān)。

高端光刻機開發(fā)的周期非常長,難度也非常高,如果在整個過程中只是走研發(fā)的道路,而不及時考慮產(chǎn)業(yè)化,那么對整個項目的開發(fā)、人才團隊的鼓勵都會帶來管理上的困難。因此,上海微電子的決策者們在決定以高端光刻機開發(fā)為主線的同時,也在思考能不能把已經(jīng)掌握或部分掌握的技術(shù)變成產(chǎn)品,去服務(wù)于行業(yè)。

基于這個“沿途下蛋”的思路,上海微電子在部分低端光刻機上,不斷取得突破。比如,用于封裝的光刻機,上海微電子不僅占領(lǐng)了80%以上的國內(nèi)市場,還實現(xiàn)了出口。

在用于芯片制造的光刻機上,上海微電子在2006年就做出了90納米制程的光刻機的樣機,但此后進展緩慢。之所以遲遲不能突破,是因為現(xiàn)金光刻機包含了眾多的精密零部件,而這些關(guān)鍵零部件大都來自美國、日本、歐洲等發(fā)達國家和地區(qū),其中有些敏感元器件,中國很難拿到。

具體來講,中國產(chǎn)的光刻機在紫外光源、光學(xué)鏡片、工件臺等領(lǐng)域和國際先進水平差距比較明顯。中國只實現(xiàn)了小批量生產(chǎn)45納米光源,工件臺的精度也只達到28納米,配套能力不足使得國產(chǎn)光刻機無法取得進步。

中國要在高端光刻機上實現(xiàn)自主可控,僅靠一兩家企業(yè)的努力是不現(xiàn)實的。即使某家企業(yè)取得了階段性突破,西方會通過技術(shù)解禁,讓我們的研發(fā)成果收不回高昂的研發(fā)成本。比如,如中科院光電所剛研制出22納米光刻機的原型機,阿斯麥爾就同意向中國出口28納米光刻機。所以,光刻機的研發(fā)需要國家進行組織和投資。

中微公司

刻蝕機是重要性僅次于光刻機的半導(dǎo)體設(shè)備。2004年,年已60歲的尹志堯,在江上舟的感召下,從美國應(yīng)用材料公司退休并回國創(chuàng)辦了專業(yè)做刻蝕機的中微半導(dǎo)體設(shè)備(上海)有限公司。

尹志堯是國內(nèi)最早一批從北京大學(xué)到加州大學(xué)洛杉磯分校去的留學(xué)生,后進入英特爾研發(fā)中心技術(shù)開發(fā)部工作。1980年,美籍華人林杰屏在硅谷創(chuàng)立了泛林科技,主要生產(chǎn)刻蝕設(shè)備。泛林科技邀請在英特爾負責(zé)設(shè)備評測的尹志堯加盟。

經(jīng)過苦心鉆研,尹志堯先后發(fā)布了Rainbow 4500介質(zhì)刻蝕機和等離子體刻蝕機,產(chǎn)品性能和操作便捷性都大大優(yōu)于美國應(yīng)用材料公司的刻蝕設(shè)備。泛林科技在全球刻蝕設(shè)備市場的占有率在20世紀90年代超過美國應(yīng)用材料公司,到現(xiàn)在還保持著占有全球刻蝕設(shè)備一半的市場份額。美國應(yīng)用材料公司將尹志堯挖去做副總裁,大大提升了它的刻蝕設(shè)備的技術(shù)水平。

尹志堯是美國高科技大公司里早期中國留學(xué)生中任職最高的一位,是國際半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)的領(lǐng)軍人物?;貒螅虾?chuàng)投公司給尹志堯提供了5000萬元的啟動資金,并從國開行獲得了5000萬美元的貸款。

尹志堯帶領(lǐng)30多人的團隊從零開始,僅用三年時間就在業(yè)界首次開發(fā)了雙反應(yīng)臺介質(zhì)刻蝕除膠一體機,效率比同類產(chǎn)品高出30%以上。這也是中國第一次能夠生產(chǎn)出這樣高端的半導(dǎo)體設(shè)備。

之后十年,中微半導(dǎo)體自主研發(fā)了應(yīng)用于65納米、45納米等越來越先進工藝制程的一系列等離子體刻蝕設(shè)備,成功得到多家國際領(lǐng)先的芯片制造企業(yè)的訂單,實現(xiàn)中國大陸高端半導(dǎo)體設(shè)備出口的零突破。

在知識產(chǎn)權(quán)方面,中微半導(dǎo)體的研發(fā)團隊在產(chǎn)品開發(fā)過程中,深入分析刻蝕機已有的3000多個國際專利,小心避開,做自己的原創(chuàng)設(shè)計。從而,中微半導(dǎo)體成為中國少有的半導(dǎo)體設(shè)備全球一線供應(yīng)商。

2015年,美國商務(wù)部宣布,鑒于中國已經(jīng)能夠做出具有國際競爭力的等離子刻蝕機,決定將刻蝕機從對華出口限制清單上去掉。2019年,中微半導(dǎo)體自主研發(fā)的5納米刻蝕機已經(jīng)批量供給臺積電,同時實現(xiàn)61%的零部件國產(chǎn)化,來自美國的零部件占比不到5%。中微半導(dǎo)體還與臺積電合作進行3納米刻蝕機的研發(fā)。

中微半導(dǎo)體在刻蝕機市場上的占有率原本不到2%,中國大陸正在大規(guī)模興建的芯片廠及中美貿(mào)易戰(zhàn)會給中微半導(dǎo)體帶來很大的發(fā)展機遇。此外,中微半導(dǎo)體的薄膜沉積設(shè)備也達到世界先進水平并實現(xiàn)了大規(guī)模量產(chǎn)。

滬硅產(chǎn)業(yè)

半導(dǎo)體原材料的高端市場主要被日本和歐洲的少數(shù)國際大公司壟斷,中國半導(dǎo)體原材料在國際分工中多處于中低端領(lǐng)域,自給率極低。按照業(yè)內(nèi)的說法,中國在半導(dǎo)體原材料上除了空氣(芯片加工過程中需要的特種氣體)和水(高純度水),其他都需要從國外進口。

這其中,硅片是市場規(guī)模最大也是最重要的半導(dǎo)體原材料,在芯片制造的總材料成本中占了30%~35%的比例。

張汝京在離開中芯國際的時候,簽署了一份競業(yè)協(xié)議:三年之內(nèi),他將不得從事芯片相關(guān)的工作。

2014年6月,競業(yè)限制期一過,張汝京創(chuàng)立了制造大硅片的上海新昇半導(dǎo)體科技有限公司。之所以選擇做大硅片,一來是因為中芯國際和臺積電都沒有這塊業(yè)務(wù),不會有產(chǎn)生沖突之虞;二來這又是中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的一個重大薄弱環(huán)節(jié)。

中國大陸對12英寸硅片的需求量在2018年超過600萬片,2019年增至1800萬片。而在張汝京入行之際,中國大陸大硅片的自給率幾乎是零。

全球前5大硅片制造商日本信越化學(xué)、日本三菱住友、德國世創(chuàng)電子、韓國硅德榮和中國臺灣的環(huán)球晶圓控制了硅片市場的94%,其中對12英寸大硅片的控制程度更是高達98%。這些供應(yīng)商沒有一家在中國大陸設(shè)廠,對大硅片技術(shù)外流的防范之嚴遠甚于芯片制造業(yè)。

特別是對硅片制造最核心的晶體生長環(huán)節(jié),全球硅片大廠均牢牢掌控并實行嚴格的保密制度。頂尖硅片企業(yè)的長晶爐均是指定設(shè)備廠商定制供應(yīng),公開市場上可以直接買到的長晶爐均不是頂尖硅片企業(yè)真正使用的設(shè)備。

2017年全球硅片短缺,日本三菱住友控股的臺灣勝高(Sumco)拒絕向武漢新芯供貨,優(yōu)先供貨給英特爾、臺積電、美光等企業(yè)。這已暴露了中國大陸在硅片供應(yīng)上存在極大的隱患。

中國硅片的研發(fā)起步并不晚,早在1959年,從美國歸來的科學(xué)家林蘭英就拉出了中國的第一根單晶硅棒。1997年,在全球芯片業(yè)升級12英寸產(chǎn)線前夕,中國大陸也成功地拉出了12英寸的單晶硅棒。但由于純度和平整度達不到芯片制造的要求,中國大陸自產(chǎn)的硅片只能用于光伏發(fā)電等低端用途。

張汝京實現(xiàn)了中國大陸在芯片制造級別大硅片生產(chǎn)上的零的突破。僅用了一年多時間,新昇就完成了廠房建設(shè)和設(shè)備安裝。2016年,新昇拉出了中國第一根高質(zhì)量的12英寸單晶硅棒,2018年開始大規(guī)模生產(chǎn)。

到2019年,新昇已經(jīng)量產(chǎn)出10萬片12英寸大硅片。伴隨著中國大陸建芯片廠的熱潮,截至2019年底,中國大陸包括新昇在內(nèi)已有10多家企業(yè)規(guī)劃了12英寸大硅片項目,規(guī)劃月產(chǎn)能超過400萬片。中國實現(xiàn)大硅片的自給自足指日可待。

2017年5月30日三年聘期一滿,張汝京就離開了新昇。新昇后來被上海硅產(chǎn)業(yè)集團100%收購。

后記:薪火相傳

中國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)從二十世紀五六十年代蹣跚起步,到“文革”時期與國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)界基本隔離,再到八九十年代艱辛地試圖縮小差距,終于在21世紀初期有了飛躍式的發(fā)展。

現(xiàn)如今,2018年以來,在大國博弈的背景下,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)再次成為各國競爭的焦點。

回溯中國“芯”路的過程,對我來說,是一次學(xué)習(xí)產(chǎn)業(yè)歷史和校準產(chǎn)業(yè)認知的過程。從某種意義來說,中國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),是在繼承西方技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。

在有識之士的大力號召下,包括全世界華人在內(nèi)的各國技術(shù)精英,為我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的蹣跚起步與蓬勃發(fā)展,不斷注入活力。與此同時,中國的科技工作者,在極端不利的客觀條件下,不畏艱難、勇于創(chuàng)新、艱苦奮斗,形成了今天半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的整體發(fā)展新格局。

誠然,與世界領(lǐng)先水平的差距,依然十分顯著。追趕的步伐,也不斷遇到現(xiàn)實的困難。不久之前,澤庫解散的消息,就讓所有關(guān)注半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的人,感到陣陣惋惜。

實際上,現(xiàn)如今的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),其復(fù)雜程度、技術(shù)密度與投資強度,都超過了單一國家所能夠承擔(dān)的范圍。前進中的曲折,不可避免;但技術(shù)與人才,并沒有消亡,而是在流動中重組,進而讓產(chǎn)業(yè)薪火相傳。

最后,祝愿我國未來的“芯”路,能夠走出別樣的風(fēng)采。

參考資料

《芯片戰(zhàn)爭》,余盛,2021年,華中科技大學(xué)出版社。相關(guān)上市公司官網(wǎng),及互聯(lián)網(wǎng)介紹?!断冗M封裝領(lǐng)軍,封測龍頭強者恒強》,方競,2023年,民生證券。

免責(zé)聲明:本網(wǎng)轉(zhuǎn)載合作媒體、機構(gòu)或其他網(wǎng)站的公開信息,并不意味著贊同其觀點或證實其內(nèi)容的真實性,信息僅供參考,不作為交易和服務(wù)的根據(jù)。轉(zhuǎn)載文章版權(quán)歸原作者所有,如有侵權(quán)或其它問題請及時告之,本網(wǎng)將及時修改或刪除。凡以任何方式登錄本網(wǎng)站或直接、間接使用本網(wǎng)站資料者,視為自愿接受本網(wǎng)站聲明的約束。聯(lián)系電話 010-57193596,謝謝。

財中網(wǎng)合作