從中國晶圓代工廠發展史，看中國造芯往事

近幾年來由於全球經濟環境的變化，中國企業已日漸認識到了晶片產業對於中國的重要性，而晶片製造作為其中重要的一個環節而受到各方的高度關注。

中國的晶片製造產業起步雖晚，但中芯國際和華虹半導體現已躋身全球晶圓代工前十名。

從這兩家公司的角度，我們將和您一同回顧中國的造芯往事。

什麼是「908工程」、「909工程」、《瓦森納協定》

上世紀末期，日韓和歐美都通過一些政策來給予集成電路產業最大的鼓勵和支持。

中國也緊跟國際趨勢，推出了「908工程」和「909工程」。

中國政府主導的「908工程」是90年代第八個五年計劃期間實施的發展微電子產業的重點工程，主體企業是由742廠和永川半導體研究所無錫分所合併成立的中國華晶電子集團公司，該項目的建成投產使國內集成電路生產技術水平由2-3微米提高到0.8-1微米。

「909工程」則是我國在發展微電子產業90年代第九個五年計劃，第二次衝擊IC產業高地的「909」共投資了100億元。

1996年，作為「909工程」的主體承擔單位，上海華虹微電子有限公司正式成立。

此後，上海華虹微電子與日本NEC公司合作，組建了上海華虹NEC作為該工程的主要承擔者。

1998年，上海華虹微電子有限公司正式更名為上海華虹（集團）有限公司。

次年，上海華虹NEC在上海浦東建立了我國內地第一條8英寸、0.5微米集成電路晶片生產線。

然而，《瓦森納協定》這隻攔路虎卻截住了剛要大展拳腳的中國。

在美國的操縱下，1996年7月，以西方國家為主的33個國家在奧地利維也納簽署了《瓦森納協定》，決定從1996年11月1日起實施新的控制清單和信息交換規則，中國成了被聯合封鎖的國家之一。

這份協定包含兩份控制清單：一份是軍民兩用商品和技術清單，涵蓋了先進材料、材料處理、電子器件、計算機、電信與信息安全、傳感與雷射、導航與航空電子儀器、船舶與海事設備、推進系統等9大類；另一份是軍品清單，涵蓋了各類武器彈藥、設備及作戰平台等共22類。

在此限制下，華晶和華虹到國際市場採購設備頻頻遇阻，在關鍵設備缺失的情況下，中國的造芯能力與國際先進水平的差距被越拉越大。

中芯國際的發展史

1999年，上海市經委副主任江上舟在信息產業部召開的全國集成電路「十五」戰略規劃研討會上指出，要想避開《瓦森納協定》，必須尋找海外夥伴投資。

彼時，美籍台商張汝京正打算回大陸投資半導體產業。

他創立剛滿3年的世大半導體被台積電收購後，有謠言稱這次收購案張汝京並不知情。

但他本人則聲稱自己全程參與了討論，而且台積電給出的價格是「原來股價的8.5倍」。

張汝京到上海考察時，上海市市長、主管科技的副市長當即拍板且馬上就帶他去張江選地，直言「想要哪塊都可以」。

2000年4月，在中國政府的支持下，張汝京以「『中』國第一個『芯』片（晶圓）製造廠」的雄心，創建了中芯國際。

張汝京在新加坡、義大利、日本、台灣等地都建過廠，是業界的建廠高手。

空窗的大陸和剛「分手」的張汝京看似是一段機緣巧合，但其實也是命中注定，因為在大陸建廠一直是張汝京的心愿。

世大半導體被台積電收購後，員工在台積電被降職降薪，於是大約有300多名半導體工程師追隨張汝京北上，其中多是他在世大和德州儀器時的同事，甚至是一些廠商朋友。

這也引發了台灣工程師跳槽去大陸的潮流，新竹科學園區人們見面就問「去不去大陸？」

有了一定的人才基礎，中芯國際從建廠到投產的一切都是高速度，但背後的難題依然存在。

在工藝方面，張汝京找到日本東芝，引進了0.21微米存儲技術；隨後又與全球第三大晶片代工廠商新加坡特許半導體合作，成為了國內第一家0.18微米晶片製造商；通過與富士通的合作，中芯國際將技術水平提升到0.16微米。

緊接著，中芯國際與美國德州儀器達成合作協議，擴大其半導體晶片的生產規模。

作為當時全球最大手機晶片製造商之一，德州儀器首次與中國公司合作就選擇中芯國際，並授權使用0.13微米製造工藝，這對中芯國際而言是一針強心劑。

為了快速成長，中芯國際選擇在半導體行業的低谷時逆周期投資。

但在購買設備方面，中芯國際也遭受到了《瓦森納協定》的重重阻撓。

2001年，中芯國際向美國應用材料公司購買雙電子束系統，突然遭遇布希政府凍結產品出口許可，於是張汝京選擇繞道而行，轉向瑞典企業求救。

2005年，中芯國際曾向美國國家出口銀行申請7.69億美元貸款，用以購買美國應用材料的設備，又被美國美光公司以「美國政府不能用納稅人的錢幫助對手」為由進行阻攔。

除了繞行購買設備，張汝京還憑藉自身人脈，購入了大量低價的二手設備，才得以布置了三條8寸生產線。

2003年，張汝京的第二次私募又融到了6億多美元，一方面用於投資建設北京的12寸晶圓廠，一方面以低價購入了摩托羅拉的天津工廠用以建設8寸生產線。

這樣，在不到四年的時間裡中芯國際就擁有了四個8寸廠和一個12寸廠。

2004年，中芯國際在港交所和納斯達克完成上市。

同年1月，中芯國際與世界晶片巨頭爾必達、東芝、英飛凌達成技術轉讓及代工協議；3月，中芯國際又與德國億恆科技簽署一項擴大DRAM內存晶片生產合作的協議，億恆向中芯國際轉讓其0.11微米溝槽式（trench）動態內存（DRAM）工藝和300毫米生產技術。

高速發展之際，中芯國際陷入了與台積電的專利糾紛。

2005年，中芯國際以1.75億美元的和解費換來短暫和解，不過2006年，台積電再次向美國加州法院起訴並指控中芯國際違反了2005年的協議，雙方展開訴訟戰。

2009年11月4日，美國法院裁定中芯國際竊取台積電商業機密。

隨後兩家再一次達成和解協議，代價是中芯國際向台積電支付2億美元現金及10%股份。

該年中芯國際凈利潤創成立以來最大年度虧損，凈虧損達9.6億美元，同時還逼走了創始人張汝京。

往後年間，在高層多次洗牌後，中芯國際重整旗鼓並大力投入自主研發，不斷攻克難關，深耕主流技術。

目前，雖然與業界最新的7nm還有不小的差距，但在梁孟松博士加入後，中芯國際今年有望正式量產14nm工藝，進一步提升中國造芯水平，追趕晶圓代工第一梯隊。

據研調機構集邦旗下拓墣產業研究院統計，在2019年第三季度全球前十大晶圓代工廠營收排名中，中芯國際排在第五位，華虹半導體位列第七。

那麼華虹又是如何達到這一高度的呢？

華虹半導體的發展史

上世紀90年代末期，華虹看準了中國當時對中低端晶片的需求，與NEC合作將產線升級至0.5-0.35微米，並承接了政務系統所需的IC卡（如社保卡、一卡通等）、中移動SIM卡等國產研發需求。

另外，華虹還與日資合作夥伴做半導體元器件銷售，一方面為在中國的日本電子企業提供本地化服務，另一方面，為自己的產線尋找加工需求。

1999年，華虹在國內率先開發出了成功具有自主智慧財產權的非接觸式IC卡晶片，成功應用於上海公交一卡通項目。

同年，華虹NEC建成並投片64MB的DRAM，抓住了半導體景氣的尾巴，依靠NEC的存儲器訂單，華虹NEC當年實現盈利。

不過半導體產業冷風來得很快，在DRAM價格被狂砍9成過後，2001年的華虹NEC虧損近14億元。

2003年，華虹集團從日方收回了華虹NEC經營管理權，將其轉向靈活的代工領域。

但是由於海外技術封鎖和資金問題，華虹無法建設先進的12英寸晶圓生產線。

中國再次陰差陽錯地錯過了與國際DRAM產業同步的機會。

不過，華虹當時便開始布局特色工藝技術，經過多年打磨，才有了現在的嵌入式非易失性存儲器（eNVM）、功率器件、模擬及電源管理、邏輯/數模混合以及射頻等多個特色工藝平台。

2011年12月，華虹半導體有限公司和宏力半導體製造公司聯合宣布，雙方已完成了合併交易，華虹宏力正式上線。

截止到去年，華虹宏力累計獲得中國/美國有效授權專利超過3000件，打破了中國半導體產業過分依賴技術引進的局面，為國內外客戶提供了更加經濟有效的造芯平台，推動了國內半導體產業的發展。

而且華虹無錫項目現已取得階段性進展，一期12英寸生產線已經順利建成投片。

隨著首批12英寸矽片進入工藝機台，開始55納米晶片產品製造，華虹無錫的12英寸項目從工程建設期正式邁入了生產運營期。

展望未來

中芯國際聯合CEO趙海軍博士曾指出，晶圓代工領域第一名掙大錢，第二名幾乎不掙錢，第三名就開始虧損。

所以，中芯國際將以前兩名為終極目標，以第二梯隊的第一名為短期目標，深耕主流先進工藝，打造完整平台。

對於華虹而言，強化特色工藝這一核心競爭力，並持續推進「8+12」戰略，將能夠在晶圓代工的細分領域快速發展壯大。

集邦諮詢在《2019中國半導體特色工藝市場分析報告》中就曾指出，半導體特色工藝製程的全球市場占比約為40%，這是華虹宏力的重要戰場。

華虹與中芯國際作為中國晶圓代工產業的雙子星，未來會代表中國造芯力量，將更優秀的中國工藝揉進更多的中國「芯」，甚至是外國「芯」。

目前中國在手機晶片方面已取得一定的成績，全球前十大晶片設計企業當中就有兩家中國晶片企業，分別是華為海思和紫光展銳；此外隨著物聯網、穿戴設備的興起，中國這類晶片企業也在繁榮發展；在存儲晶片方面中國正在興起的則有長江存儲、合肥長鑫、福建晉華等。

晶片產業的高度繁榮為中芯國際等本地晶片製造企業提供了發展的良機。

我們知道，中國芯要崛起，晶片設計、製造都要全面崛起才行。

目前，中國大陸的IC設計公司不少於1300家，發展勢頭迅猛。

而製造方面相對落後一些，但相信隨著這些設計企業的發展，必然要會給我國本土晶圓代工業帶來了絕佳的發展契機，你覺得呢？