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第143章 芯片的前世今生

中芯国际,也是中国内地最大的芯片制造企业,花了1.2亿欧元(9.24亿人民币)跟荷兰的光刻机巨头ASML订购的一台极紫外光刻机(EUV)跳票了,只因为“出口许可”问题没法如期交付。

为了买这台光刻机,中芯国际下了血本,就是为了抢滩登陆目前世界上最先进的7nm(纳米)芯片量产,而全世界能做7nm芯片用的光刻机的厂家,只有ASML一家。

ASML一跳票,中芯国际就算有米,也没锅可以做饭。

而与此同时,三星近日决定向荷兰ASML一口气订购15台EUV设备,对光刻机的争抢正陷入白热化的竞赛状态。

这次中芯国际被“卡脖子”,还不知道要多久,而它势必会给国产高端芯片的制造拖后腿。

英特尔等美国公司一直是ASML背后的大股东

并且美国不断放出话来,希望全球第一大芯片代工企业台积电到美国设厂,说是美国有很多7nm以下的国防用的芯片需要台积电过去做。

台积电认为赴美设厂成本上不合算,但业内人士观察,未来台积电赴美设厂的机率仍是有的。

让人忧心的是,中国芯片到底已经发展到什么程度了?这是个谜一样的问题。

后世的时候有人拆开了华为最新款的5G手机,发现里面包括CPU在内、各种用途的36块芯片里,有18块都是华为海思自己造的,国产率相当高。但是另一方面,“中国芯片不行”“被国外吊打、秒成渣渣”的声音也不绝于耳,比国外技术落后多年也是不争的事实。

这就要从芯片在中国的诞生开始说起了,在将近90年前,一篇11岁稚子的短文《我们现在和将来的责任》:“诸位朋友,你们要救中国,要做中国的人,一定要大家尽责、大家负责,愿大家努力读书、努力前进,还愿将来努力救国、努力富国、努力强国”。

几十年后,就是这位稚子在一块手指甲盖大小的硅片内,亲手刻蚀了7个晶体管、1个二极管、7个电阻和6个电容器,缔造了我国第一块集成电路。

然而他的报国路并不顺利。志向远大的他在高中毕业前,因为犯了疟疾耽误了毕业会考,只拿到肄业证书,复读一年才考上同济大学的机电系。

1945年抗战胜利以后,憧憬着“科学救国”的王守武到美国普渡大学攻读工程力学博士,毕业后得到了留校任教的机会。

然而在美国生活优渥的他归国心切,根本没联系国内的工作单位,就办了张难民证偷偷潜回了国:“我原来是学工程力学的,又改学物理,我觉得回来搞建设,干什么都可以……”

回国以后,他东一榔头西一棒子地接了很多小活儿:给军队设计夜间行车的路灯,给XC人设计生活用的太阳灶——15分钟烧开一壶水……什么有用他就做什么,哪怕是再不起眼的东西。

因为要给物理所的同事维修一只整流器仪表,他开始接触半导体技术,越来越意识到晶体管的发明,将给国家带来信息技术的革命性变化。

1956年,在周总理的主持下,我国制订了十二年科技发展远景规划,半导体技术被列为四大科研重点之一。

王守武学的是物理,但他依然把自己当成了一块砖,毅然中断手头其他科研项目,全身心投入半导体研究,在中科院应用物理所组建了国内第一个半导体研究室。

当时苏联专家送给我国一些做晶体管用的锗单晶,但数量不多,王守武担心不够用,我们何不自己制备一些呢?于是他从材料入手,拉开了中国半导体工业的大幕。

1957年,他的团队用自己打造的单晶炉,成功拉制出中国第一根锗单晶,1958年又拉制出第一根硅单晶,到1959年,在缺人缺设备的情况下,为研制109乙型计算机提供了12种、14.5万多只锗晶体管,每秒能计算6万次,而这种计算机为“两弹一星”任务提供了重要的技术保证。

在中国的科技发展史上,两年内让一项尖端科研产品从零开始、完成从研制到生产的整个过程,非常罕见。

作为中科院半导体所所长、中科院第一家晶体管工厂的厂长,王守武事事身先士卒,一台台设备仪表,他都要认真地检测维修。

为了修好一台接近报废的国产切片机,过了花甲之年的他,跟年轻人在地上蹲着讨论,一蹲就是好几个小时,最终抢救好了这台切片机,他也得了一个“八级钳工科学家”的称号。

为解决芯片成品率问题,他长时间在显微镜下观察芯片质量原因,结果眼底出血……

1964年,半导体所成功研制出中国最早的集成电路。而仅用了一年时间,王守武把256位MOS随机存储器成品率提高到了前所未有的水平,最高一批达40%。当时在亚洲仅次于RB。成为当时的高光时刻,但可惜好景不长。

在几十年科研生涯中,王守武院士始终把国家放在第一位,“国家需要什么,我就做什么”。

他与北大物理系的黄昆教授等人联手,开设了国内第一门半导体物理课程,为中国培养了第一批半导体行业人才。

然而那个时候,国内很多人对半导体产业这个“大坑”的估计严重不足,一位领导就曾关切地问:“你们一定要把大规模集成电路搞上去,一年行吗”?多么恐怖的话语让当时从上到下所有人对这个行业严重的低估了。

70年代末,用王守武的话说:“全国600多家半导体生产工厂,一年生产的集成电路总量,只相当于RB一家大型工厂月产量的1/10。”一句话就把改开之前中国半导体行业成就和家底,概括得八九不离十。这才为芯片的难度进行了从新的定义。

80到90年代,中国半导体行业大幅落后于美日,逐渐被韩国、台湾地区超过,究其原因,中国半导体产业起步晚、重视程度不够是一方面,而另一方面,盲目的“拨改贷”政策也让电子工业遭到重创。

所谓“拨改贷”,就是把拨款改成了贷款,以前国企拿到政府财政拨款,用于技术改造,企业利润上缴国家财政。而改成企业向银行贷款后,企业又要支付高额利息,利润还要上缴国家,电子工业企业很快陷入亏损困境,几乎无力投入研发,科研经费占GDP比值从2.3%以上,骤然降到0.6%以下。

一些中国半导体器件龙头企业,熬不住就破产倒闭了。为解决半导体产业严重落后的问题,国家部委先后打响了三大“战役”——1986年的“531战略”、1990年的“908工程”、1995年的“909工程”。

结果一些引进的国外生产线投产就落后——行政审批花2年,技术引进花3年,建厂施工花2年,总共7年时间。而我们都知道的“摩尔定律”——价格不变时,集成电路上可容纳的元器件数目,每隔18-24个月便会增加一倍,性能也会提升一倍。一句话:“不赶趟儿啊”。

80年代初,全国33个单位引进各种集成电路生产线,累计投资13亿元,最后建成投产的只有少数几条。一窝蜂引进国外淘汰的生产线,却一再陷入“引进-建厂-投产-落后-再引进”的恶性循环。

最后三大战役只留下了一座勉强算合格的上海华虹。全球芯片代工厂的市场份额排名中,华虹排在第9,占1.4%,而第一名台积电占55.9%。

建国后的将近半个世纪里,中国的半导体产业一直试图围绕着“有用”二字展开,尤其是早期的国防应用,只要能做出有用的东西,相关的技术设备生产线,通通学来拿来买来,满足巨大的需求缺口是第一位的,自主研发被购买引进取代。

1988年,我国集成电路产量达到1亿块,进入工业化大生产,但到90年代中期,中国大陆的生产水平依然落后美国、RB15年左右,集成电路85%以上依赖进口。

电子工业部在90年代中的报告中写道:我国没有多少能和外国公司平起平坐的进行交换、合作的关键性技术专利。这种状况如不改变,我国的电子工业有永远沦为“电子组装加工”的危险……

如果能够抓住机遇,我国集成电路产业将可跃上一个新台阶,从而获得追赶世界发展步伐的机会。这也是当时所有国人的期盼,可惜的是并不是所有的等待都能换回同等的收获。

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