中國半導體激盪七十年

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(來源:由半導體行業觀察綜合自網絡。


今天是我國建國七十周年。

在過去的幾十年里,共和國各行各業走過了輝煌的歷程,也創造了不朽的功績。

同樣的境況也出現在我國的半導體產業。


在這個普天同慶的日子裡,我們來回顧一下中國半導體七十年的篳路藍縷。

另外,文章的主線是參考微信公眾號「芯思想」文章《新中國70年,「芯」「芯」耀中華》,特此感謝!

開拓篇:1956-1978


1956年是中國現代科學技術發展史上具有里程碑意義的一年。

因為在這一年年初,黨中央發出了「向科學進軍」的偉大號召。

根據國外發展電子器件的進程,提出了中國也要研究半導體科學,把半導體技術列為國家四大緊急措施之一。

之後,中國科學院應用物理所首先舉辦了半導體器件短期培訓班。

把黃昆、吳錫九、黃敞、林蘭英、王守武、成眾志等講授半導體理論、電晶體製造技術和半導體線路的專家請回來。

並在北京大學、復旦大學、吉林大學、廈門大學和南京大學五所大學內開辦了半導體物理專業,共同培養第一批半導體人才。

1957年,北京電子管廠通過還原氧化鍺,拉出了鍺單晶。

中國科學院應用物理研究所和二機部十局第十一所開發鍺電晶體。

當年,中國相繼研製出鍺點接觸二極體和三極體(即電晶體)。

1959年9月,天津市「601試驗所」(中國電科46所前身)成功拉出中國首顆矽單晶;

1962年,天津拉制出國內首顆砷化鎵單晶(GaAs),開啟了國內化合物半導體的新征程;

1963年9月,中科院半導體所承擔研製矽高頻電晶體、功率電晶體和高速開關管等矽平面型器件的任務,並在1963年底正式試製出樣管。

1965年12月,河北半導體研究所召開鑑定會,鑑定了第一批半導體管,並在國內首先鑑定了DTL型(二極體―電晶體邏輯)數字邏輯電路。

1966年底,在工廠範圍內上海元件五廠鑑定了TTL(電晶體-電晶體邏輯)電路產品。

DTL和TTL都是雙極型數字集成電路,它們的研製成功標誌著中國已經製成了自己的小規模集成電路。

1968年,上海無線電十四廠首家製成PMOS(P型金屬-氧化物半導體)電路(MOSIC)。

拉開了我國發展MOS電路的序幕,並在七十年代初,永川半導體研究所(現電子第24所)、上無十四廠和北京878廠相繼研製成功NMOS電路。

之後,又研製成CMOS電路。

1972年,我國自主研製的大規模集成電路在四川永川半導體研究所誕生,實現了從中小集成電路發展到大規模集成電路的跨越。

1975年,北京大學物理系半導體研究小組,由王陽元等人,設計出我國第一批三種類型的(矽柵NMOS、矽柵PMOS、鋁柵NMOS)1K DRAM動態隨機存儲器,它比美國英特爾公司研製的C1103要晚五年,但是比韓國、台灣要早四五年。

而此時,台灣才剛剛向美國購買3英寸晶圓廠。

1976年11月,中國科學院計算所研製成功1000萬次大型電子計算機,所使用的電路為中國科學院109廠(現中科院微電子中心)研製的ECL型(發射極耦合邏輯)電路。


調整發展期:1978-1999


1978年10月,中國科學院成立半導體研究所,由王守武領導,研製4K DRAM。

這是一項難度甚高的研究工作,而且於科技、國防、經濟發展意義重大。

王守武立刻一頭扎進實驗室中,對四十道工藝進行設計、創新。

他要求各工序的負責人,明確工作流程,嚴格執行,力求工藝質量的穩定。

由於實驗條件的落後,他也對實驗所用的儀器設備和基礎材料進行檢修、改造和測試,使之穩定可靠,達到所需的質量標準。

王守武先從研製難度不大的256位中規模集成電路入手,以檢驗工藝流程的穩定性和可靠性,隨後才投片研製4千位動態隨機存儲器。

1979年9月28日,該大規模集成電路研製成功,批量成品率達20%以上,最高的達40%。

這一重要突破結束了我國不能製造大規模集成電路的歷史。

1980年,國內第一條3英寸生產線在878廠投產。

這個廠的前身是北京在1968年組建的國營東光電工廠,該廠主要生產TTU電路、CMOS鐘錶電路及A/D轉換電路。

1982年10月,為了振興我國計算機和集成電路事業,為推動電子計算機的廣泛應用,國務院成立了計算機與大規模集成電路領導小組。

742廠從東芝引進3英寸電視機集成電路生產線,這是中國第一次從國外引進集成電路技術。

1983年5月,計算機與大規模集成電路領導小組在北京召開全國計算機與大規模集成電路規劃會議。

會議提出了若干政策措施,正確處理自己研製與技術引進的關係,積極引進國外先進技術,增強自力更生的能力,抓緊、抓好現有企業的技術改造;把品種、質量放在首位,要把發展中小型機、特別是微型機、單板機作為重點方向;要面向應用,大力加強計算機軟體工作,迅速形成軟體產業;把計算機的推廣應用作為整個計算機事業的重要環節來抓;加速人才培養,建立一支強大的科技隊伍。

1985年,742廠試製出中國第一塊64K DRAM。

需要提一下的是,這僅僅比韓國晚一年。

1986年。

中國第一個65K DRAM正式宣告研製成功。

同年,國內第一家設計公司北京集成電路設計中心(現中國華大集成電路設計公司)成立。

這標誌著中國集成電路設計業發展的開端。

1988年上海市儀表局與上海貝爾公司合資設立上海貝嶺微電子製造有限公司,這是國內集成電路產業的第一家中外合資企業,建成中國大陸第一條4英寸晶片生產線;同一年,中荷合資成立上海飛利浦半導體公司,即後來的上海先進半導體製造股份有限公司。


1989年2月,機電部在無錫召開「八五」集成電路發展戰略研討會,提出了「加快基地建設,形成規模生產,注重發展專用電路,加強科研和支持條件,振興集成電路產業」的發展戰略。

也就是在這一年,742廠和永川半導體研究所無錫分所合併成立了中國華晶電子集團公司。

1990年,國家決定實施908工程。

908工程意為中國發展集成電路的第八個五年計劃,其主體承擔企業是無錫華晶。

1990年始,國家集中投資20多億元,目標是在無錫華晶建成一條月產1.2萬片、6英寸、0.8-1.2微米的晶片生產線。

工程從開始立項到真正投產歷時7年之久。

也就是這一年,中國半導體行業協會成立。

1992年,熊貓EDA軟體正式發布。

熊貓EDA是當時的中國為了突破「巴統」對中國的禁運而興起的項目。

當時國家傾盡全力集合了全國科研院所、企業的117名研究人員和1名華人科學家匯集於北京集成電路設計中心,從零開始EDA軟體的攻堅工作。

項目1988年正式上馬。

該項目的面世填補了這一領域的長期空白,這是我國第一套自主智慧財產權的EDA系統,打破了國外對我國EDA技術的長期封鎖。

1993年,無錫華晶採用2.5微米工藝製造出了第一塊256K DRAM;

1995年,電子部提出「九五」集成電路發展戰略,那就是以市場為導向,以CAD為突破口,產學研用相結合,以我為主,開展國際合作,強化投資,加強重點工程和技術創新能力的建設,促進集成電路產業進入良性循環。

1995年,國家確定實施「909」工程。

1995年11月,鑒於我國集成電路發展嚴重落後於國外,原電子部向國務院提交了《關於「九五」期間加快我國集成電路產業發展的報告》。

「909」工程是電子工業有史以來投資規模最大的國家項目,表現了當時黨和國家的領導人迫切希望提高我國集成電路水平。

1995年,首鋼NEC建成首條六英寸生產線。

首鋼涉足半導體事業始自上世紀80年代末。

在政府大力發展半導體產業政策的引導下,以及在新日鐵等日本鋼鐵公司紛紛涉足半導體的示範下,首鋼開始把注意力轉向晶片這一高科技製造領域。

為了彌補在技術和市場資源方面的不足,首鋼選擇與日本電氣株式會社(NEC)合資成立子公司的方式進軍晶片生產領域。

新成立的首鋼日電雄心勃勃,計劃從NEC公司全面引進晶片設計、生產、管理技術併購買整套生產設備和CAD、CAT和CAM系統,以實現開發、設計、生產、銷售、服務一條龍經營。

1996年3月,國家對建設大規模集成電路晶片生產線的項目正式批覆立項,這就是業界俗稱的「909工程」。

「909」工程項目註冊資金40億人民幣(1996年國務院決定由中央財政再增加撥款1億美元),由國務院和上海市財政按6:4出資撥款。

1996年,「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。

1998年,華晶與上華合作生產MOS圓片合約簽定,有效期四年,華晶晶片生產線開始承接上華公司來料加工業務。

開始執行100%代工的Foundry模式,從此真正開始了中國大陸的Foundry時代;也就是在這一年,上海貝嶺登錄A股,成為國內第一家登錄主板的集成電路公司。

1999年,國內第一條八英寸產線在華虹NEC建成投產。



全面發展期:2000到2014


2000年,國家發布了《鼓勵軟體產業和集成電路產業發展的若干政策》(俗稱18號文),加大了對集成電路的扶持力度,集成電路產業獲得快速發展!

同樣在2000年,中芯國際成立。

當年8月,中芯國際在上海浦東新區張江高科技園區開始正式打樁,為中國集成電路產業寫下新的一頁。

2002年,龍芯一號宣告研發成功,龍芯1號(英文名稱Godson-1)於2002年研發完成,是一顆32位元的處理器,內頻(也稱:主頻)是 266 MHz。

龍芯一號CPU採用0.18um CMOS工藝製造,具有良好的低功耗性,平均功耗0.5瓦特,在片內提供了一種特別設計的硬體機制,可以抗禦緩衝區溢出類攻擊。

在硬體上根本抵制了緩衝溢出類攻擊危險,從而大大增加了伺服器的安全性。

基於龍芯CPU的網絡安全設備可以滿足國家政府部門,企業機關對於網絡與信息系統安全的需求。


2004年,國內部第一條12英寸生產線在中芯國際北京廠宣告投產;也就是在這一年,華虹NEC成功轉型進入晶圓代工領域;也就是在這一年,華為旗下的海思半導體宣告成立。


2006年,武漢新芯成立。

武漢新芯於2006年由武漢政府出資100億人民幣新建的半導體代工廠,2008年開始量產。

自2008年開始向客戶提供專業的300mm晶圓代工服務,在NOR Flash領域已經積累了十多年的製造經驗,是中國乃至世界領先的NOR Flash晶圓製造商之一。

2017年武漢新芯開始聚焦IDM (Integrated Device Manufacturer)戰略,發布了集產品設計、晶圓製造與產品銷售於一體的自主品牌,致力於開發高性價比的SPI NOR Flash產品。



快速發展期:自2014年開始


2014年,《國家集成電路產業發展推進綱要》正式公布,綱要設定;

到2020年,集成電路產業與國際先進水平的差距逐步縮小,全行業銷售收入年均增速超過20%,企業可持續發展能力大幅增強。

移動智能終端、網絡通信、雲計算、物聯網、大數據等重點領域集成電路設計技術達到國際領先水平,產業生態體系初步形成。

16/14nm製造工藝實現規模量產,封裝測試技術達到國際領先水平,關鍵裝備和材料進入國際採購體系,基本建成技術先進、安全可靠的集成電路產業體系。

到2030年,集成電路產業鏈主要環節達到國際先進水平,一批企業進入國際第一梯隊,實現跨越發展。

這也正式拉開了我國集成電路產業發展的新階段。

2015年,長電科技收購星科金鵬。

中國封測巨頭殺進了全球前三;在同一年,中芯國際28nm量產,進一步拉近了中國晶圓代工領域和國際領先廠商的距離。


2016年。

晉華集成、合肥長鑫和長江存儲三大本土存儲公司成立。

進入2019年,長江存儲和合肥長鑫更進一步,各自宣布在64層3D NAND FLASH和DRAM上的新突破。

這也標註著國產集成電路進入了一個全新階段。


如上所見,在建國的七十年里,中國集成電路取得了驕人的成績,相信在未來。

中國晶片產業能夠再攀新高峰,這也值得我們期待。


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