中国半导体产业风云激荡三十年,给我们哪些启示?

4月30日,在相关机构发布了一季度全球手机市场份额统计及苹果公司发布季报后,有人在网上发表了一篇题为《跌倒华为,吃饱苹果》的文章,华为余承东转发此文,并发表了感慨。相信任何一个有血性的中国人,看到余承东的感慨都不会无动于衷!

中国半导体产业风云激荡三十年,给我们哪些启示?

笔者也一直在思考,改开已40年,我国很多行业都已实现了赶超,唯独半导体产业还存在比较大的差距,被别人“卡脖子”,问题出在哪些方面?说实在的,我国半导体的研发及产业化,起步并不算晚。

利用假期,笔者梳理了一下中国半导体产业具有代表性的几家企业三十年的风风雨雨,希望能从中得到一些启发,对我国半导体产业的未来发展有所帮助。

本文内容稍长,主要有以下几部分。

一、华晶电子的沉浮

二、首钢造芯梦碎

三、华虹的风雨兼程

四、京东方千炼成佛

五、华为海思的历练

六、展锐的蜕变

七、中芯国际的恩恩怨怨

八、未来展望

假期闲暇之余,读读这些真实的、有趣的中国科技史,也算一种消遣吧。

一、华晶电子的沉浮

记得上世纪90年代,笔者在无锡参加一个会议,会议内容已经记忆模糊了,但有两件事却印象深刻。

一是无锡水蜜桃,那甜甜的、鲜鲜的味道,至今还记忆犹新,现在每到夏季,满大街叫卖的无锡水蜜桃、南汇水蜜桃,再也吃不出以前那味道了。

二是参观了华晶电子,震撼于其先进的集成电路制造工艺及洁净的生产制造环境。华晶电子当时拥有我国投入巨资重点建设的集成电路生产线。

很多年过去了,笔者一直关注着华晶电子的发展,然而,三十年了,华晶电子没能赶上这些年风起云涌的集成电路大发展的脚步,被华润收购后,2020年才在科创板上市,至今规模也不大,可以说“起了个大早,赶了个晚集”。

时光回到1989年,为了将科研成果转化为生产力,主管部门将无锡江南无线电器材厂(742厂)和永川半导体研究所(24所)无锡分所合并,组成产研联合体无锡华晶硅科微电子公司,后改名为中国华晶电子集团公司。华晶电子算是我国最早的,也是唯一的IDM模式的半导体企业,包括IC设计、制造、封测。

1990年,国家重点“908”工程启动,华晶是工程主体,分到15亿元,建设月产1.2万片的晶圆厂。30年前的15亿呀,绝对算巨资了,可以看出华晶被国家寄予厚望。

然而,“908”工程从立项,到审批,再从美国引进生产线,再建厂,居然花了整整7年!与此同时,世界半导体技术突飞猛进,当华晶还卡在0.8μm时,世界先进的制程已是0.18μm。

就是说,花了7年投产的产线,刚建成就已落后了5个世代,当初引进的时候肯定也不是人家最先进。因而,投产当年,华晶就巨亏!再后来,华晶资金转不动了,被华润集团接盘,改名为“华润微电子”。

华晶的主要教训有二,一是引进生产线,引进不了核心技术,没有核心技术就一直受制于人,而且,后续发展乏力;二是科技发展日新月异的时代,管理效率需要跟上。

不过,华晶最大的贡献是为我国半导体产业培养了一批人才,被誉为我国集成电路产业的“黄埔军校”,这些人才不少成为了后来的中芯国际、上海华虹、华力微电子、长电科技等等集成电路企业的骨干。

二、首钢造芯梦碎

上世纪90年代,也曾有不少大企业投身半导体产业,最终无功而返。

首钢就是一个代表。1991年,首钢与日本NEC合资成立首钢日电,进军半导体产业。首钢日电拥有半导体集成电路生产的完整生产线(包括制造和封装),主要产品有MCU、遥控电路、显示驱动电路、通用LIC等。面向国内外客户,开展Foundry代工业务。

首钢曾经对半导体业务寄予厚望,甚至喊出“首钢未来不姓钢”的口号。然而,“理想很丰满,现实太骨感”。首钢日电拖着巨大的债务负重前行,至2001年,NEC因半导体危机受重创,首钢日电就停摆了。2004年,首钢正式宣布彻底退出半导体行业。

首钢的问题主要出在,技术依靠NEC,市场依靠NEC,两头在外,自己完全没法把控,风险太大!

三、华虹的风雨兼程

说到中国的半导体企业,少不了上海华虹。上海华虹成立于1996年,主要由上海国资组建,寄托着国家振兴半导体产业的厚望。然而,华虹一路走来,并不顺利,除了得到大资金的厚爱。

华虹是国家重点“909”工程的主体,吸取908工程的教训,只用2年不到的时间就快速建成投产,第一年取得了30亿的销售业绩!

然而,97年亚洲金融风暴及2000年的互联网泡沫,华虹也受到了很大影响,由于全球半导体市场萎缩,同时日韩半导体企业的价格战,华虹陷入经营困境。

97年,华虹也与NEC合资成立华虹NEC,类似于首钢日电,仅仅是用了中国的资金,NEC没有带来先进技术,供应链也受制于人,对我国半导体产业发展几乎没啥意义,2003年华虹回购NEC股权。

好的是,华虹没有一蹶不振,“909”主体竣工后,继续提升技术能级,培养人才,不断扩大产业规模,先后建成了华虹二厂至五厂。2016年,走过了二十年风雨历程的华虹,启动“909”工程升级,改造华力二期12英寸生产线项目(华虹六厂);2018年,华虹无锡项目一期工程开工(华虹七厂)。

华虹现拥有3条8英寸生产线、3条12英寸生产线;量产工艺制程覆盖1μm至28nm各节点;在金桥、张江、康桥和无锡有四个基地;现有员工10000余人,已形成一支专业化、国际化、高科技人才队伍;累计专利申请受理超过13000件,超过95%为发明专利,获授权超过7000件。

从华虹的历程,我们可以看出两点,一是搞集成电路制造,必须要有大量资金的持续投入;二是,想依靠别人走捷径,此路不通,关键还得靠自己!

另外,相对于国家投入的资金及大众对华虹的期望,华虹在自主可控及先进制程工艺的掌握上,还有一点点差距。

四、京东方千炼成佛

京东方的前身是国企北京电子管厂(774厂),1992年,35岁的王东升走马上任已连续亏损7年的北京电子管厂厂长。王东升上任后,大刀阔斧进行改革,第二年,北京电子管厂股份制改革,成立京东方。这仅是第一步,第二步,王东升经过深思熟虑,决定进军半导体显示领域,液晶显示才是未来先进的技术方向,CRT将被取代。

中国半导体产业风云激荡三十年,给我们哪些启示?

然而,半导体集成电路产业属于资金密集、技术密集,并且投资回报周期长。自从京东方进军半导体显示TFT-LCD,京东方持续亏损,不断烧钱,不断输血,股民们评价京东方是烧钱的无底洞。

王东升说,京东方的基本价值观是,对技术的尊重和对创新的坚持。很多年,京东方始终坚持自主创新,即使在最困难的时期,也不改初心,没有想着去赚快钱,如搞房地产,始终坚持对研发的高强度投入,保证企业每年营收的7%左右投入研发。

长期持续的研发投入,京东方终于熬成了行业老大,至2019年,京东方液晶显示屏总体出货量持续保持全球领先,在智能手机、平板电脑、笔记本电脑、显示器、电视显示屏等五大应用领域出货量都稳居全球第一。

如今,京东方拥有14条半导体显示生产线,其中包括全球首条最高世代—京东方合肥第10.5代TFT-LCD生产线,及中国首条第6代柔性AMOLED生产线-京东方成都第6代柔性AMOLED生产线。

2019年,京东方新增专利申请量9657件,其中发明专利超90%,累计可使用专利超7万件。世界知识产权组织(WIPO)发布的2019年全球国际专利申请(PCT)排名,京东方以1864件PCT专利申请量位列全球第六。

我们设想一下,假如没有京东方在半导体显示领域的崛起,华为等国内手机厂商,及平板电视厂商的日子恐怕不好过,随时可能被“卡脖子”,而且,价格人家说了算。2013年,我国的反垄断第一大罚单就是开给了日韩台显示厂商,多年哄抬、垄断液晶显示屏价格,罚款3.53亿元。自从京东方称雄,显示领域人为的断货、抬价,一去不复返了!

京东方的发展历程给我们的启示,投身半导体产业必须要有长期资金投入的思想准备,要心无旁骛,持之以恒,方能苦尽甘来;只有掌握了核心技术,才能独领风骚!

五、华为海思的历练

华为海思如今的困境,大家都已知道,但,对海思的前世今生及海思对华为到底意味着什么?大家并不一定知道。

了解华为历史的人都知道,华为真正的发家是从C&C08程控交换机开始的。而,华为C&C08程控交换机之所以能在当时中国程控交换机“七国八制”的市场中脱颖而出,战胜所有对手,制胜法宝就是当时的徐文伟带领的华为集成电路设计中心开发的专用集成电路(ASIC)SD509。

早期的华为集成电路设计中心,后来演变为华为中研部下的基础业务部。时光进入2004年,华为与思科的那场“世纪诉讼”达成和解后,任正非意识到华为与老美之争才刚刚开始,更大的硬仗还在后面。随后,将基础业务部重组,成立相对独立的海思半导体公司,要求华为所有设备的核心部件(芯片)必须自研,即使暂时外购的,也必须要尽快开发出“备胎”。

2004年之后,华为利用了宝贵的15年时间,快速发展、全球扩张,奠定了今天全球ICT领域的格局,其中,最大的功劳当属海思半导体。海思自研的芯片,构建了华为各领域设备的核心竞争力,保证了华为在无线通信、光通信、固网接入、数据通信、手机等等领域的竞争中取得优势。

所以说,如果没有海思,华为就不可能有如今的多领域行业领先。因此,海思与华为必将是永远的相伴相随,正如轮值董事长徐直军所说,华为会一直养着海思!其实,这么多年,大部分时间海思都是不赚钱的,因为大部分都是自研芯片自家用,不外卖,账是算不清的,只要华为赚钱就行了。

不过,海思的部分外卖芯片,俗称“小海思”产品,如视频监控、机顶盒、IoT等方面芯片,对外海量发货,占据行业70%以上的市场份额,也赚了不少钱。而且,以后“小海思”产品因为绝大部分都是成熟制程的芯片,纯国产很快都解决,可以继续对外海量发货。还有,智能穿戴、汽车芯片等,也都是成熟工艺,后续也会对外海量发货。所以,海思的生存根本无须担心。

那么,华为及海思的问题在哪里?人无完人,再伟大的人也可能有瑕疵。华为在战略上部署得很周到,但,疏忽了一点,假如对手毫无底线,华为怎么办?责怪我们的半导体工业基础差?是的,不过,一点用也没有,解决不了问题。

诚然,让盖房子的人,砖头、水泥也要自己造,太苛刻了!问题是,如果砖头、水泥都不给,你又造不出来,那房子就不盖了?

为什么三星、英特尔可以做到IDM,而华为不能呢?根据笔者对华为的了解,三星、英特尔能做到的,华为要想去做的话,肯定能做到。不信,就随便列举几个例子:华为无线通信,从1G空白,到2G跟随,3G/4G赶超,5G领先,用了20年实现了;华为光通信,从无到有,到超越,现在进入无人区,仅用10多年;华为手机,从做白牌起,到进入全球前二,甚至季度全球第一,仅用10年;华为海思,做到全球顶尖的设计水平,也就30年不到;华为智能汽车,也只用了不到10年,达到现在的水准,最近大家也都看到了。

假如时光能倒流回去20、30年,相信华为可能会多一种选择。早20年涉足半导体制造的话,资金对于华为肯定不是问题,即使达不到现在台积电或三星的制造水平,能到中芯国际的水平的话,别人也就不敢肆意妄为了,同时,还能带动我国半导体产业链上下游大批企业突围。

当然了,这些都是假设,也算吹毛求疵,丝毫不影响我们赞赏华为创造的一个个奇迹及对民族科技的杰出贡献!

六、展锐的蜕变

在紫光收购展讯前,笔者就曾去过几次展讯位于张江高科园区申江路旁的大楼,多年过去了,每每开车路过那里,常常在想,变成紫光展锐了,这么多年也没有起色呀!

中国半导体产业风云激荡三十年,给我们哪些启示?

的确,看看每年的统计数据就知道了,展讯和锐迪科在紫光2013/2014年收购前的合计年营收就达到100多亿人民币,多年后的展锐年营收还是100多亿,这可是数字经济大爆发,智能终端芯片等半导体产业突飞猛进的几年,展锐错过了!而同期,华为海思的营收翻了几倍,外面看到的海思的数据主要还是“小海思”外卖的芯片收入,展锐与海思的差距越来越大。

然而,这一切随着新CEO的到来而结束了,展锐的蜕变从楚庆开始!2018年11月,曾任华为海思无线产品总监、华为公司战略与技术副总裁兼海思半导体首席战略官的楚庆加盟紫光展锐,任紫光展锐CEO。

楚庆上任主要做了两件事,一是重组管理及研发团队,很多有过华为或华为海思工作经历的曾经的老同事,被楚庆吸纳进核心管理团队及研发骨干团队。

二是,切换技术路线,与英特尔脱钩,重构自己的核心技术。英特尔曾在2014年投资90亿元(约15亿美金)给紫光展锐,拥有20%股权(随着大量国资进来后,股权比例已稀释)。因而,楚庆之前,展锐走的是英特尔的技术路线。

很遗憾,英特尔做CPU行,不代表做其他芯片也行,毕竟不是做通信的。英特尔给苹果做的基带芯片问题很多,最终被苹果抛弃,英特尔基带团队被迫解散。

事实证明,楚庆的判断是准确的,与英特尔脱钩十分明智!除了技术因素,其他方面的干扰,也尽早避免。

蜕变后的展锐初露锋芒,仅用一年,首款5G芯片T7510实现量产,6个月销量突破100万;今年,展锐第二代5G芯片6nm工艺的T7520还将提前量产,展锐终于站到了5G芯片的第一阵营,扭转了展锐长期定位中低端芯片的局面。

楚庆在公开场合的演讲,都尊称海思为老大哥,如今老大哥被别人捆绑住手,又捆绑住脚,期望楚庆带领下的展锐扛起中国半导体设计的一面旗帜。同时,有机会也可以与海思合作做点事。

展锐的历程告诉我们,外来的和尚不一定会念经,核心技术只有要靠自己!

七、中芯国际的恩恩怨怨

张汝京老先生创建中芯国际之初,肯定没有想到,在短短二十年时间内,中芯国际会遇到这么多的麻烦事,直至老先生匆忙中抱憾离开中芯国际,仍未停息。

时光回到21年前,张汝京看好上海浦东这片热土,带着一帮老部下来到张江,2000年4月,中芯国际正式成立。

中国半导体产业风云激荡三十年,给我们哪些启示?

那时的张江还是一大片农田,笔者后来去张江的时候,地铁二号线终点站还在张江,地铁站还高架在空中,好几年后,地铁二号线向东延伸了,张江高科站才改地下。

中芯国际的到来,开创了张江高科技园区半导体产业的新时代,随后,泰隆半导体、宏力半导体等一批半导体企业相继来张江扎根。

起初几年,张汝京依靠从国外及台进口二手设备,再消化、吸收、改进,发展迅速。仅用三年多时间,中芯国际建了6座分厂,制程工艺从0.25μm,到0.18μm,再到0.13μm。四年不到的时间,2004年3月18日,中芯国际分别在港交所和纳斯达克上市。

早在中芯国际上市前,其海峡对面的同行台积电已将其锁定,2003年12月,台积电及其子公司在美发起诉讼,指控中芯国际侵犯其多项专利。

这起诉讼持续2年多,2005年1月,双方达成和解,中芯国际赔偿1.75亿美金,因为中芯国际作为刚创建几年的企业耗不起,希望尽快了结。

然而,麻烦才刚刚开始,后来,当中芯国际突破90nm制程工艺时,台积电再次发起诉讼,拉锯战又持续了三年,达成和解协议。

这一次,可以说让中芯国际大伤元气,不仅赔偿2亿美金,还要向台积电转让10%股权,也就是说台积电的一只脚踩进了中芯国际。更为严重的是,创始人兼CEO张汝京迫于无奈匆忙辞职。

台积电目标很明确,不让中芯国际发展太快。在诉讼的同时,外面的半导体产业迅猛发展,台积电已经连续突破45nm、28nm制程,而中芯国际仍停在90nm制程,差距越来越大。

设想一下,假如张汝京不辞职,中芯国际肯定不会发生后来持续多年的内部不和谐、频繁更换高管,也许,中芯国际早就突破7nm制程了。

中芯国际真正的转机是2019年,在5月15日,大洋对岸将华为列入清单,标志着对华为的无底线打压开始,也标志着对我国高科技企业的打压开始。

几天后,中芯国际在纽交所提出退市申请。再后来,大家都知道了,第二年年中,2020年7月,中芯国际仅用45天,走完上市全流程,在科创板上市,创下我国股市上市速度最快之记录,募集资金超过500亿元。

不得不说,中芯国际从纽交所退市是一步妙棋,从此,中芯国际步入新的发展时期。下面我们来看看中芯国际今年的几个大手笔。

在上海,中芯国际的12英寸芯片SN1项目在建,总投资90.59亿美元,规划月产能3.5万片晶圆。这是我国内地第一条FinFET工艺生产线,也是中芯国际14nm及以下先进工艺研发和量产的主要承载平台,未来覆盖工艺节点可直达7nm。

在北京,中芯京城集成电路项目分两期建设,首期计划投入76亿美元,建设2条月产能5万片的12寸晶圆生产线。

在深圳,中芯国际正准备兴建一座新工厂,耗资23.5亿美元,生产28纳米及以上的集成电路芯片,达到每月约4万片12寸晶圆的产能。

有意思的是,每当中芯国际发展得顺风顺水的时候,我们常能看到台积电有与中芯国际相关的动作。这不,中芯国际刚准备新建几条28nm生产线,台积电也要在南京新建28nm产线。。。

八、未来展望

中国半导体产业这风云激荡的三十年,除了汗水,还有泪水,教训是深刻的!不过,还是有不少企业脱颖而出,奠定了今天我国半导体产业的基础,确保了我国一系列重大工程中器件的完全自主可控。

上面这些典型企业的案例,给我们一些启示。

1、核心技术永远不可能通过合资合作或引进生产线获得,只有掌握了核心技术才有话语权,其他都是浮云。

2、半导体产业需要长期的大量资金投入,没有捷径可走,必须沉下心,扎下根,摒弃浮躁。

3、我国半导体企业与美西、日韩、台企比较,还显经验不足,需要磨练,需要谨慎决策。

4、在已有的、别人开创的这条集成电路产业赛道上,专利及IP绝大部分已被别人把控,想绕开这些壁垒,取得很大突破,几乎是不可能的。我们只有努力赶上一点算一点,缩小差距,关键是要开辟新赛道。

新赛道在哪里?我们知道,硅半导体是电子时代的产物,现在已经从电子时代进入光子、量子时代了,硅半导体可能会渐渐失宠。

打个比方。以前是通过铜缆、双绞线传送电信号,现在已是F5G时代,全光时代,通过光纤传送信号了。光纤传送光信号,相比铜缆传送电信号,速度更快、容量更大、损耗小太多。

集成电路归根到底就是实现运算、存储、控制等功能,硅半导体芯片能实现的,光子芯片及量子芯片现在逐步也都能实现,性能甚至更优我国在这些方面不比别人差,甚至已经领先别人。

希望我们的相关企业、高校、科研院所,加大光子芯片和量子芯片的研发投入,尽早取得更多、更大的突破,并实现产业化,在新的赛道上取得领先优势,这也是别人最不愿意看到的!

任正非在年前的媒体见面会上说,未来肯定是芯片过剩的时代,外国人都跑来中国买芯片。笔者坚信,肯定会有这一天!

(原创不易,请勿擅自复制部分或全文)

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页面更新:2024-05-18

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