中国人并不缺乏研发、制造芯片半导体的智慧与才能,只是在很长一段时间内,经济转轨和技术设备封锁给芯片半导体产业的发展带来了不小的困难。在未来很长的一段时间里面,中国的芯片半导体产业依旧无法摆脱特殊经济环境带来的困扰。
2018财年,台积电营收突破一万亿新台币,折合超300亿美元,而中芯国际略超30亿美元,两者之间差了十倍。
早在20年前,在研究完台湾地区的半导体产业变迁后,上海官员江上舟得出了这样一个结论:在半导体生产、管理、营销领域,华人能力居世界第1位,在半导体设计领域,华人才干列世界第2位。
基于他构想的2000-2010年间集成电路的千亿美元投资计划,江上舟甚至做出了一个大胆的预言:2015年-2020年,上海集成电路生产线技术等级和生产规模将可能超越中国台湾。
在中国大陆最顶尖的晶圆代工厂——中芯国际四面楚歌之时,江上舟于2009年走马上任,两年的时间,江上舟为这个处于风雨飘摇的企业摆平了诸多棘手的麻烦,却在2011年猝然辞世。
现在离2020年还有半年,江上舟壮志难酬,上海造芯之梦难
一个国家在向市场经济艰难地转型,承担研发重任的电子工业同时面临严峻的国资改革、多变的宏观调控与趁势而起的投机风潮。芯片产业的核心技术和高端设备被封禁,但这个基石一般的产业又不容忽视。面临来势汹汹的外资企业,国产芯片可能一出世就被打得满地找牙,这样投资风险高、又极度要求技术与人才高密度投入的产业投资,要不要做?要怎么做?
而对于中国的芯片产业来说,尤其是上海的芯片产业,放在长时间的维度去考察,就会发现,中国的芯片半导体产业起点几乎与日本同步,早于韩国和台湾地区,改革开放之后,芯片半导体产业被反超。
以史为鉴,可以知来往。上海滩造芯已有一甲子,60年的发展曲折,对于国人开展芯片事业,仍有借鉴。
从无到有,上海创“芯”
同美国类似,中国的半导体工业诞生于战争的需求。抗美援朝开始后,电信工业管理局成立,在一五计划(1953—1957)中,苏联和东德协助中国在北京建立了华北无线电联合器材厂,其中包括了现在的798。
上海半导体产业的建立则稍晚于北京,从1958年开始,上海元件五厂、上海电子管厂和上海无线电十四厂等先后成立。上海半导体工业的奠基人—谢希德,就是在这一时期成长起来的。
1956年暑假,已从MIT回国、在上海市复旦大学任教的谢希德,被调往北大任半导体教研室副主任。在北大的两年间,谢希德和回国的同仁一起,为中国培养了第一批半导体人才。正是这批人才,在后来国家在90年代重建半导体工业中成长为顶梁柱,其中包括了中芯前董事长王阳元院士。
1958年,谢希德回到上海,在技术物理研究所担任副所长。同年,谢建立了上海技术物理中专,旨在培养实验技术人才。建了厂、有了学术人才和实践人员,中国的半导体行业搭起了架子。
中芯国际的创业元老、艾新工商学院创始人,上海人谢志峰回忆到,上海的半导体产业在改革开放之前与北京并驾齐驱,那个时候很多电器都来自上海。他小时候特别喜欢玩电子产品,当时拿到有八个晶体管的收音机,他就会很开心,因为8个晶体管的密度,在当时已经是普通人能够拿到的最先进的电子产品了。
当时,上海的半导体工业无论是在研发、还是在量产方面,都处于全国前列。1968年,上海无线电十四厂首家制成PMOS电路;同年,上海无线电十九厂开始组建,与北京的东光电工厂(878厂)并驾齐驱,成为中国IC产业中的南北“两霸”。
中国整体的芯片半导体技术研发,在当时与后来芯片霸主的差距并不是太大,甚至在一些方面略有领先。英特尔在1970年研制出了1KB的DRAM,中国则在1975年研制出了第一批1KB的DRAM,仅仅比英特尔晚了五年时间。
而在这个时候,三星才刚刚进入半导体行业不足一年时间,台湾地区也才刚刚开始半导体工业的建设。除此之外,在改革开放初期,中科院上海冶金所开发的离子注入机(用于芯片制造环节),甚至出口到了日本。
但是,早期半导体产业发展有一个最大的软肋,就是用来制造芯片的生产线和装备怎么来?怎么样才能够搞到最先进的?要自己造装备,还是引进?
国家超大规模集成电路909工程负责人胡启立,在他的书中回忆了一个细节:“中日邦交恢复正常化之时,中方电子工业考察团参观访问了日立、东芝、富士通等日本集成电路企业,随后我国从日本全套引进了七条半导体生产线。但设备安装调试完毕后,我们才发现,因制造工艺中的技术问题和软件设计问题无法解决,生产线设备未能发挥作用。”
胡启立分析道,即便是在改革开放之前,中国对于日美的先进技术和设备仍有需求,尤其直观的是全套生产线引进,和无法解决工艺技术问题、软件设计问题,这说明中国芯片半导体产业的投入是不均衡的、不充足的。
在起点上投入不充足,落后于别人,市场差距会随着摩尔定律演进越拉越大。到了差好几代的时候,自己研发不仅不划算,还会耗费很多时间,甚至有可能结果出来黄花菜都凉了。
所以后发者的理性选择,是“引进—吸收消化—自主创新”,这成为了中国芯片半导体的发展主轴。
只不过,从巴统,到后来的瓦纳森协定,是中国发展芯片半导体产业的一个大的、很难改变的外部约束,这直接把中国的芯片半导体产业限定在了一个封闭的死循环。
在巴统和瓦纳森协定之内的发达国家,在芯片半导体产业中各有其分工、无缝合作,早期韩、日、以及台湾地区芯片产业的崛起,离不开美国技术转移的鼎力支持。荷兰最先进的专用设备制造商ASML,同时拥有美、韩、台湾地区三方股东。
但是中国被排除在这一圈子之外,这对于后来我国芯片业的发展,造成了较大困境。在后发者的发展路径上,中国在第一关就被难住了。
“拿来主义”式造芯
改革开放之后,芯片半导体工业遭遇了有史以来最大的挑战:改革开放之初,庞大的国有工业体系让国家财政不堪重负,“拨改贷”、市场化自负盈亏等重大改革措施先后推向芯片半导体工业。
市场化的国有企业改革对于芯片半导体工业是一个巨大的挑战。
此前,研发经费都是国家出的、供给和需求也是由国家来调控的,芯片半导体企业不用太担心赚钱的问题,接受行政指令、按照规划的需求生产,在电子元器件稀缺的年代,盈利是自然的事情。
但是对外开放之后,电子产品的市场大部分被外商给占领了,市面上大部分的电子产品都不买你的芯片,“市场换技术”是一种奢谈,怎么搞?
在电子厂自己找出路的大背景下,中国引进了24条二手半导体生产线。没有形成核心技术优势,没有市场,拼不过国外竞品,大量的芯片半导体工厂经营不善,科研人员被迫下岗,人才流失和断代的问题比较严重。
一个例证是,“中国巴菲特”段永平1982年毕业后被分配到了北京电子管厂,后来觉得没啥盼头,又去人民大学读了一个计量经济学的硕士,最后南下广东做起了消费电子的生意。
为了整治一放就“散、乱、差”的问题,电子工业部在1986年于厦门举行的集成电路研讨会上,出台了集成电路“七五”行业规划,决定在上海和北京建设两个微电子基地。
上海采取了合资模式建设微电子基地。与外资公司合作,一来方便技术引进,二来为刚刚起步的半导体业提供销路。
1988年,上海市仪表局和上海贝尔公司合资设立上海贝岭,外资占股40%。上海贝岭在成立之初,主要业务是为上海贝尔提供专用于通信的集成电路。在业务模式上,上海贝岭采取了IDM的垂直一体化发展模式,也就是从芯片设计、晶圆制造到封装测试统统自己来做。
1998年,上海贝岭在上交所上市,成为中国集成电路行业的首家上市企业。资本市场为公司提供了运作空间,但老是傍着一个大腿,公司的持久增长成了问题:贝岭发展前十年都抱着二股东上海贝尔(后来是贝尔阿尔卡特),为贝尔程控交换机提供代工服务,业务模式比较单一。
随着2000年前后,华为、中兴在程控交换机市场来势凶猛,贝尔受到严重冲击,不得不转型非电信运营商市场,这体现在上海贝岭的财报上,就是逐年减少的关联方收入。
早在2000年,上海贝岭的年营收就达到了近8个亿,净利润1.7个亿,而到了2018财年,贝岭营收却不足8个亿,净利润勉强超过1个亿。之后,随着贝尔和上海贝岭走得越来越远,2010年,贝尔清空了所持的所有股份。
在此期间,上海贝岭不得不转型,上市公司的身份在这个时候发挥了作用,多方的并购和对外投资维持了公司的存续,但二十年过去,贝岭早已经大变样,原先的芯片制造业务也烟消云散。
2007年8月,贝岭将芯片制造业务全部分拆至全资子公司——贝岭微电子,公司此后全力转型IC设计业务。2012年9月,一把大火把贝岭的生产车间烧了,公司当年直接停产,火灾造成的损害无法恢复。2017年,贝岭微电子破产清算。
因为突如其来的一把大火,贝岭获保险公司赔付1.16亿,而此前的贝岭微电子让股东赔了1.24亿,粗算一下,贝岭算是因祸得福。
上海贝岭是早期IDM落寞、国产芯片业艰难转型的一个缩影。一位台湾的资深媒体人表示,在国内电子市场蓬勃发展的背景下,上海贝岭以当地市场养未来技术,这种做法在当时颇为流行。贝岭这样的做法,为当时的芯片发展打下了一个较好的基础。
但是,附属式地、向单一外商要市场的发展模式,被证明是不可持续的。如果只抱着外商,外商被干趴下了怎么办?所以,芯片制造企业要想可持续地增长,离不开通用的、服务于各方客户的技术能力,而不能只甘于服务单一客户。只有具备了真正市场导向的服务能力,才能够实现较好的内生性增长。