1956—2019 中國晶片崛起之路
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雖然要突破國際老牌先進廠商們築起的專利壁壘困難重重,但中國,從來不缺後來居上的逆襲。
1956年,我國發布 "十二年科學技術發展遠景規劃",指明了當時迫切需要發展的科學技術。
我國的原子彈研發,就是在這份規劃的指導下進行的。
同年的諾貝爾物理學獎,由發明了電晶體的美國科學家肖克利、布拉頓和巴丁獲得。
隨著電晶體的聞名,電子信息化的強風,也正在拂來。
因此當年的規劃書上,與原子彈一同在列的,還有半導體技術。
我國第一顆原子彈在1964年成功爆炸,而我國的半導體之路,卻並不那麼順利。
半導體是一個從天而降的課題,當時沒有人涉及過這個領域。
這意味著我們在人才、實驗設備儀器、參考技術資料等方面全線空白, 一切都要從零開始。
面對這種情況,北京大學率先聯合復旦大學、東北人民大學、廈門大學和南京大學, 共同培養半導體專業人才。
中科院應用物理研究所則將全國有關科研人員,集中到了北京東皇城根應用物理研究所, 對半導體設備、半導體材料、半導體器件等硬體進行攻關。
除此之外,海外華人也急切想為中國的半導體事業獻出自己的一份力量,吳錫九就是其中一位。
他以總成績第一名畢業於美國加州大學伯克利分校電子工程系,繼而獲得麻省理工大學碩士學位。
他本可以擁有美國 TRANSITRON 半導體公司電晶體項目經理的工作和美國優越的生活。
但他還是毅然回國,並從美國帶回了電晶體設計原理、結構、工藝和自己豐富的實踐經驗。
這對我國第一支電晶體的攻關工作無疑是一場及時雨。
人才的問題解決了,但當時的實驗設備和條件都太差了,試驗需要的化學藥品的純度也都達不到要求。
科研人員們只能在有限的條件下不斷試錯,陷入失敗- 改進- 實驗, 再失敗- 再改進- 再實驗的艱苦循環。
一直到1958年,中科院半導體研究室終於成功研製出第一隻鍺電晶體,中國的半導體實現了零的突破。
積累了經驗,中科院半導體研究室馬上又在次年研製出第一隻矽電晶體,並在 1968年成功研製了第一個集成電路。
至此,我們與美國在半導體技術方面的差距被縮小到十年,甚至要領先於韓國。
而六十年代末起,由於一些政治原因,我國的文化、科研陷入全面停滯,半導體的研發也就此被擱置。
直到1978年,改革開放政策開始實施,我國的文化科技才開始重新恢復活力。
可那時的政策,已不再向半導體傾斜了。
當時我國百廢待興,"全面建設小康社會"成為新的口號,基礎建設、人民的基本物質需求的滿足被放在首位。
半導體研發這種高成本、高投入的項目,國家也是有心無力。
改革開放的春風並沒有吹到半導體領域。
但這場春風對人們生活的改變卻是巨大的,中國人迅速進入電子資訊時代,各種電子產品在人們的生活中普及。
彼時中國人口袋裡有錢,外國成熟的晶片生產商有貨,這買賣,何樂不為呢?
當我們意識到時,中國的晶片已經極度依賴進口了。
2018年中國晶片進口額就達3120多億美元,相當於石油、鋼鐵、糧食進口的總額。
"除了水和空氣,剩下的全都是從國外買的。
"也成為流傳在中國晶片製造業的一句玩笑。
但好在,還有人堅守在國產晶片的陣地。
半導體產業鏈主要包括設計、製造、封測三大環節。
其中集成電路設計為知識密集型產業,主攻這一環節的企業被稱為Fabless廠商,中國大陸目前已經誕生了以華為海思為代表的1300多家晶片設計公司。
主要負責晶片的製造的廠商則被稱為Founry廠商。
成立於2000年的中芯國際,就屬於這一類,他們沒有自己的晶片品牌,只有工廠。
當然,也存在設計生產兩手抓的企業,他們被稱為IDM廠商, Intel和三星是這類廠商的代表。
而中國大陸現在還沒有能同時做到設計和生產的企業。
中芯國際和華為海思,就是堅守在國產晶片領域的代表企業。
但在進口晶片盛行的情況下,他們一路走來也並不容易。
作為Foundry廠商,中芯國際的發展一直處在行業巨頭台積電的陰影之下。
張忠謀和張汝京,分別為台積電和中芯國際的創始人,他們都曾在德州儀器工作過,同為華人又同宗,兩人迅速結識。
1987年,張忠謀回國創辦台積電,但當時中國的生產工藝普遍落後,接不到訂單的台積電境況堪憂。
好在張忠謀與英特爾CEO安德魯的私交甚篤,憑藉這層關係,成立僅一年、晶圓製造工藝落後兩代的台積電拿到了英特爾的訂單。
得到英特爾技術支持的台積電,迅速發展壯大。
而張汝京也在1997年回國,在華邦電和中華開發資金的支持下,他創辦了 "世大半導體"。
世大發展勢頭迅猛,成立僅三年就實現盈利。
這讓張忠謀感受到了威脅,他果斷出價,打算以50億美元收購世大。
如此龐大的數目,讓世大的股東們迅速倒戈,他們繞過張汝京,將世大賣給了張忠謀。
張汝京就這樣看著自己三年的心血被拱手相送,他非常生氣,他要讓張忠謀也嘗一嘗背叛的滋味。
因此世大被收購後不久,張汝京馬上註冊了中芯國際,公司一成立,他就開始四處打電話、發郵件、找關係,從台積電挖牆腳。
挖角員工將台積電商業機密透露給中芯國際,中芯國際就這樣實現了快速發展。
但中芯國際,終究是晚了。
2009年,為了應對金融危機,張忠謀帶領台積電全力攻克當時最前沿的28nm製程晶片,28nm隨後成為智慧型手機晶片標配。
而中芯國際2017年下半年才將28nm工藝成功投產,但彼時28nm已不再是智慧型手機晶片的主流規格了。
智慧型手機的旗艦CPU高速疊代和中端CPU的激烈競爭讓 7nm晶片成為主流。
如今全球的7nm晶片,全部由台積電製造完成,包括蘋果A12系列、高通的驍龍855系列、華為的麒麟980等世界頂尖晶片。
智慧型手機的發展,讓台積電在晶片製造行業的水平愈發穩固,目前台積電全球市場份額約為60%,中芯國際僅為6%,兩者營收水平相距11.5倍。
與中芯國際不同,華為海思始終專注於一場與自己的鬥爭。
早在上世紀90年代,任正非就已經意識到晶片的重要性,他說:"(晶片)暫時沒有用,也還是要繼續做下去。
一旦公司出現戰略性的漏洞,我們不是幾百億美金的損失,而是幾千億美金的損失。
……這是公司的戰略旗幟,不能動掉的。
"
因此,他在1991年成立了華為ASIC設計中心,專門負責設計「專用集成電路」。
到2004年,華為當年的銷售額達到了462億人民幣,雄厚的資金讓華為進一步貫徹自己的戰略:ASIC設計中心被升級為深圳市海思半導體有限公司,即華為海思。
2009年,海思推出了第一款手機應用處理器——K3V1。
但這款晶片與當時主流晶片形成了足足一代多的性能落差,所以並沒有獲得成功。
2012年,華為手機晶片首次實現商用,華為K3V2晶片開始使用在自家手機上。
同樣,這款晶片的性能也並不突出,推出後也並沒有太大的反響。
直到2014年,應用了麒麟925晶片的MATE7在市場上大受好評,華為麒麟晶片才算真正成功,華為海思十年的付出終於看到了成果。
麒麟晶片自麒麟925之後便開始了迅速發展,海思乘勝追擊,接連推出麒麟930、麒麟960、麒麟970等。
到華為最近發布的麒麟9905G晶片,其性能已經超越蘋果的A13晶片。
華為的努力,也讓中國半導體在世界嶄露頭角。
今年華為海思在全球半導體廠商的排名從去年同期的25位上升到今年的14位。
而在全球晶片設計公司中,華為海思也僅次於新博通、高通、英偉達、聯發科這幾家老牌廠商,位居第五。
而根據預測,其更是有望在今年超越聯發科。
而隨著華為不斷將自主研發的晶片用於自家手機,我國智慧型手機核心晶片的國產化率從2014年的11.9%增長到了2018年的23.6%,實現了一倍的增長。
正是由於華為海思和中芯國際等企業的堅守和努力,讓中國在面對美國突然的晶片封鎖時,不至於太過被動。
從18年美國封殺中興,到如今將華為、海康威視列入實體清單,美國都試圖通過晶片扼住中國的喉嚨。
但中國從不願受制於人,50年前是,現在依然是。
50年前我們能從零開始造出自己的電晶體,現在我們有了基礎、人才、資金,一場盛大的反擊只是時間的問題。
雖然要突破國際老牌先進廠商們築起的專利壁壘困難重重,但中國,從來不缺後來居上的逆襲。
2019,是中國晶片的危機,更是國產晶片的生機。
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