为什么我们能制造两颗炸弹和一颗卫星,却不能制造半导体工业?

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对于一个已经在中国半导体行业的洪流中行走了57年的人来说,朱一伟看起来既酷又轻松。六月中旬的一个晴朗的下午,他坐在我对面北京江泰地铁站附近一家购物中心的二楼。

朱一伟今年83岁,戴着老式黑框眼镜,白头发梳得整整齐齐,熨过的白衬衫,还有一条红色的辫子带。他很瘦,但精力充沛。

我们正在谈论的酒仙桥,曾经是中国早期半导体工业重要力量的聚集地。20世纪60年代亚洲最大的电子管工厂北京电子管厂就坐落在这里。

在会谈中,全球半导体行业正在流行病的蔓延下发生变化。半导体已经成为中美贸易摩擦的战场之一。国内半导体正进入黄金时期。中国最大的集成电路晶圆厂SMIC将重返a股创新板,该板将于6月19日推出。

这对中国半导体行业来说无疑是一个激动人心的事件。它的背后离不开一个人,那就是创始人张汝京。然而,当张汝京和他的技术团队第一次来到大陆建立一个关于如何签订劳动合同的管理体系时,朱一伟在中国与华晶的合作项目中担任中国顾问,并参与了整个合作过程。后来,华晶尚华公司成为中国大陆第一家全面生产的工厂。

科学板块、大型集成电路基金和越来越多的私人投资进入了半导体行业,这与朱一伟30年前面临的情况完全不同。

1963年,朱一伟从清华大学无线电科学系毕业后进入北京电子管厂。

朱一伟在中国第一代第三代电子计算机集成电路的开发、第一家半导体集成电路专业化工厂的建立、燕东微电子的建立以及华晶与尚华公司的合作中发挥了重要作用。他是最早进入中国集成电路制造业的人之一。

朱一伟的前半生是集成电路行业的先驱之一。退休后,朱一伟仍在为海峡两岸的集成电路产业奔走。

“中国集成电路起步还不算晚。1965年底,第一个DTL双极集成电路在13个国家被发现,离世界集成电路的发明只有7年的时间朱一伟说:“但经过30多年的发展,中国集成电路产业在科研和技术上落后世界15年,在工业生产上落后20年。”

“为什么在过去30至40年间毕业于微电子和半导体专业的本科生和研究生,在国内芯片制造企业中很少见?”“为什么我们的国家能做到‘两枚炸弹一颗星’,而我们支持的集成电路产业却在以世界先进水平不断扩大?”在采访中,他总是反复提到这些话。

目前,半导体专业的毕业生很少从事制造业,这让朱一伟心痛。

2017年,朱一伟开始每天晚上在电脑上一点一点写下他在半导体行业的一生经历。“当我们进入半导体行业时,他们中的许多人都是清华大学的学生。我曾建议清华的每个同学写一篇文章,回忆一下工厂建了多少条生产线,建了哪些公司,研究了多少产品。”朱一伟说,“但是,学生们不感兴趣。他们越来越老,越来越虚弱。我是唯一不会放弃的人。虽然我的大脑仍有记忆,但写下过去让后代看到可能是有用的。”

可追溯性:从774到878

到2020年,当新基础设施成为宏观决策话语中的关键词时,它将成为新基础设施建设中不可或缺的底层支撑。半导体工业的发展已被列入十三五规划的69项主要任务。

然而,这并不是第一次如此关注半导体工业的发展。

“中国在五年计划中一再未能实现30%甚至50%的集成电路自给自足的目标。为什么?”朱一伟在他的20个问题中提出。

“政府未能始终如一地为集成电路行业制定和实施优惠政策。然而,计划经济下产生的国有集成电路企业无法适应高风险、高投入、高竞争的集成电路产业的独特快速发展。”这是中国集成电路产业从“老祖宗”走向“孙子”的原因之一。

如果把朱翊伟的观点放在当时的语境中,也许他能更好地理解他提出的两个问题。

1965年,石家庄的13个研究所举行了一批半导体器件设计资格会议,13个研究所也是中国第一个举行固态电路设计资格会议的研究所。这被朱一伟视为中国集成电路产业的起点。

然而,德克萨斯仪器公司和飞兆半导体公司在1958年成功开发了世界上第一个集成电路。根据这个时间,中国的集成电路比美国只晚了七年。

1963年,朱一伟从清华大学无线电系半导体专业毕业后,被分配到774工厂。这是该国第一个五年计划期间苏联援助的关键项目之一。

朱一伟身后是774厂(被采访者提供了照片)

那时,世界半导体格局正在发生变化。1959年,日本取代美国成为世界上第一个晶体管生产国。1963年,日本电气公司获得美国飞兆半导体公司的飞机技术授权,日本半导体工业进入快速发展阶段。

1965年,从宝鸡出差回来的朱一伟回到工厂。实验室技术的副主任朱恩军对他说,他将开发固态电路,也就是后来的集成电路。这是老师在清华学习期间的专题讲座中提到的一个新名词,是“划时代的新产品”。

后来,在工厂里建立了一个以朱一伟为首的大型固体电路组。那时,固体电路是用扁平外壳封装的。芯片与底壳粘合后,芯片被压焊,盖板被自身密封,从而完成封装。

20世纪60年代,许多产品创新是在工厂里独立研发的,属于“边做边学”的技术模式。例如,朱一伟和他的团队当时从事固态电路,工厂完全是由国内大学培养的大学生和工人自力更生建造的。

“工信部认为,如果第三代产品是在第一代大型工厂生产的,投资和人力无法兼顾,工作量也不大,但固态电路仍需开发。”朱翊伟说道。

1968年2月8日,第四军事机械部决定在北京建立878工厂。最终的场地是位于北京酒仙桥的前北京无线电工业学校。朱一伟是从774工厂调到预备组的技术员之一。

十年的建设,878厂集成电路试制和生产已经进入全面发展阶段。朱一伟还记得,在计划经济时代,在每年春秋两季召开的全国电子元器件订购大会上,878厂生产的集成电路是需求量最大的产品之一,在订购台上排起了长队,持续了十多年。当时,工厂里大学毕业生的工资是62元,一条电路要500元。

1973年,朱一伟参加中国集成电路产业赴日本考察团,考察了日立、东芝、富士通、NEC等8家集成电路公司,以及一些设备厂、清洁厂等。日本电气公司计划转让3英寸生产线设备和技术,一项价值3000万美元的技术和设备,两项价值4000万美元的技术和设备,以及三项价值5000万美元的技术和设备。

回国后,委员们向国防科学技术委员会钱学森汇报。然而,在文化大革命期间,贴在第四军事机械部大院的大字报批评该部领导人从国外引进技术是“外国奴隶哲学和爬行主义”。此外,当时工信部只有1500万美元用于878工厂的项目,因此失去了引进的机会。

后来,878工厂能够从美国和日本进口3英寸的加工设备,而不是从日本电气公司进口技术和生产线设备。最后,没有形成大规模的工业生产。

“如果当时能引进日本电气公司的技术,中国大陆集成电路的发展速度会快得多。”朱翊伟说道。

朱一伟后来总结说,从发展小规模到大规模电路,中国依靠自己的技术,但从国外进口一些低水平的技术设备,这逐渐扩大了与外国的差距。同一时期,美国、日本等国家相继进入集成电路大规模生产阶段。

1985年,国家进行了体制改革。电子工业部首先将170个直属工厂转移到其所在的省或直辖市。北京已经接管了北京12家代号为的工厂。电子工业部只保留了两个直属电视机制造厂。一个是无锡生产电视机集成电路的742厂,另一个是咸阳生产显像管的4400厂。

"当电子产品部门变成电视部门时,半导体产品都发布了."朱一伟说,所有这些工厂都被转移到地方政府,在市场上“游泳”。

许多在计划经济体制下建立的集成电路工厂小而全,大而全,没有专门的分工。

然而,集成电路技术在世界范围内发展迅速。三年后,一代特殊设备被替换。芯片生产线的投资正在增加,从最初的6英寸2亿美元增加到8英寸8亿美元,然后是12英寸20-30亿美元。没有国家的集中投资,集成电路企业很难独立维持。

此外,管理机构庞大,管理人员过多。然而,生产管理、技术管理和质量管理并不严格。新产品引进缓慢,老产品缺乏竞争力。在市场上很难生存。

转折点:北京的计划

今天,大基金第二阶段的巨额投资将于2020年3月底开始,科学创新委员会的成立为许多半导体企业提供了进入市场的机会。中国半导体上市行业正在持续增长,并将共同达到历史高点。无论从哪个角度来看,这都是中国半导体产业发展的黄金时期。

这在30年前是不可想象的,当时为燕东微电子成立筹集资金的“断腿”朱一伟逃跑了。

现在,延东微电子是中国领先的芯片公司之一,并将在2018年获得大笔资金投资。但回顾其成立之初,负责筹资的朱一伟坦言,这很困难。

尽管半导体工厂已经分散,集成电路工业仍然需要发展。国务院率先成立了全国电子振兴领导小组,发展大型电子程控交换机、大型电子计算机和大型集成电路。北京电子振兴办公室也在北京成立,朱一伟也是其中之一。

在调查了北京集成电路的发展情况后,朱一伟提出了三个计划:

主要计划是投资4亿元建设一条全新的5英寸3微米大规模集成电路芯片生产线,年产集成电路6000万条,国家出资2亿元,电子和北京出资1亿元。1986年3月,774家工厂和878家工厂共同制定了初步计划。然而,由于国家电子振兴领导小组办公室未能从国家计委获得2亿元专项资金,该计划降至0+。

中国的计划是北京将自己筹集2亿元,但产能较小,但由于缺乏资金,该计划被放弃。

这个小计划是建立一个新公司,利用878工厂已经进口的4英寸显通线的部分旧设备和北京第二半导体器件厂尚未完工的正在建设中的5000平方米的清理工厂,来建造一条4英寸芯片生产线。

最后,这个小计划被采纳了。

1987年6月,北京延东微电子有限公司正式成立。878厂党委书记杨富德任延东公司总经理,二厂副厂长李有仁任党委书记、副总经理。

杨德富找到当时的878厂副厂长朱一伟,请他担任延东的副总经理兼总工程师。他负责资金筹集和技术。“我说我只能拿一个。”朱翊伟说道。最后,杨富德决定由朱一伟负责筹集建设燕东的资金。

首都花了十年时间才变得更好。

他和杨德富去找774老厂的厂长,后者曾为他工作过。他说,“我在774工厂有821和811工厂,878工厂有两个小净化和大净化工厂,但我做不到。老阳和老朱,你们几十个人能行吗?”

在中期,首钢将扩大其业务范围,并向北京提出一份电子整机和设备公司的名单,将其归入首钢名下。最后,北京市委、市政府决定将878厂、第二装置厂、沙河研究所和正在筹建中的燕东公司迁至首钢。

在此之前,首钢曾承诺提供资金为延东建设4英寸芯片生产线,扩大878工厂的集成电路封装能力,并为沙河提供研发资金。然而,在给首钢分配了四个单位后,首钢违背了承诺,每个月只向四个单位的员工支付少量款项。

后来,日本电气公司来到北京,谈及马钢电路项目,并让首钢站出来。结果,首钢从四个单位抽调技术骨干参与与日本电气公司的谈判。1990年初,通过谈判达成了一项合资合同,首钢日照的一家6英寸芯片厂最终建成。这是中国大陆第一条6英寸长的生产线。

878名工厂员工联名写信给市长,沙河研究所科技人员写信给市科委,要求撤出首钢。即使有困难,他们也会回到原来的单位。“一篇是市委、市政府的文章,我们进了首钢,另一篇文章,我们离开了首钢。”朱翊伟说道。

离开首钢后,他继续为延东筹集资金。在市领导的授意下,朱一伟先后找来了市计委、市经委、市财政局、投资公司、市工商银行等机构。北京的所有单位都认为,既然燕东项目是电子部和北京的联合项目,电子部应该先付款,北京将跟进投资。

最后,财政部的领导同意向延东捐助830万元人民币。随后,北京市财政局及其下属投资公司等单位承诺对延东的投资进行逐笔跟进,并与市工商银行就申请贷款事宜进行了讨论。

下面的故事也充满了曲折。

1992年底,市经委和市电子办组织延东项目代表团赴美,向延东出售BIT公司一套完整的4英寸线路设备。该合同于1993年底签署。1994年,朱一伟带领33人到美国BIT公司进行技术培训和学习计算机技术。

在培训结束,资金还没有到位之前,美国老板告诉朱一伟,“朱先生,如果你没有足够的钱,我将命令你离开,停止你的培训。”

原来,在执行北京工商银行原来承担的贷款的过程中,负责电子口岸的信贷员不同意贷款,理由是“当时电子行业的整体效率不好”后来,他转而联系北京的中国银行,最后中国银行同意贷款。

后来朱一伟问负责贷款的范主任,他为什么同意贷款给我们?答案是贷款的对象不是行业,而是企业,更注重项目负责人的素质和作风。

引进4英寸生产线后,测试期间没有收入,完全由项目资金维持。由于无力支付电费,他多次收到市供电局的停电通知。

朱一伟去找供电局的总工程师,向他解释这个问题的重要性。后来,他从电子办公室借钱,并从738工厂获得担保。只有在那时,774工厂和811工厂的电源故障才导致最终关闭。

渡船:从工业到教育

采访中,台湾朋友冯明贤打电话给朱一伟,就集成电路项目的有关问题进行了交谈。两人在1997年相遇,当时台湾工业协会邀请大陆半导体产业到台湾参加两岸交流会议,后来成为好朋友。

挂断电话后,朱一伟谈到了如何促进华晶和尚华之间的合作。也正是在那次合作中,他遇到了张汝京。

退休后,朱一伟又在延东公司担任了两年顾问。

朱一伟(照片被采访者)

1997年7月底,台湾半导体工业组织了一次大陆回访。在北京访问电子工业部期间,台湾的朋友提出在上海浦东建立一条8英寸芯片生产线。

当时,无锡华景亏损多年,后来除了国家投资,建设项目资金也要求企业向银行借款。华晶承受着巨大的财务压力。

虽然华晶在1997年从朗讯公司引进了一条6英寸的芯片生产线,但由于朗讯的产品缺乏一定的市场,缺乏流水作业的营运资金,投产后势必会出现严重的亏损。

电子工业部的总工程师问他是否可以去无锡的华静或绍兴的华岳帮助解决这个问题。合作就是在这样的背景下开始的。

作为海外华人半导体专业团队的顾问,朱一伟参与了整个谈判过程,冯明贤也是其中之一。

海外华人半导体专业团队由台湾的蔡南雄博士领导。后来,蔡南雄回到台湾,建造另一条8英寸的线路。这位领导人被陈取代,他是当时的毛司电子董事长和张汝京的哥哥。

经过近三个月的谈判,海外团队于11月8日以香港尚华半导体有限公司的名义与华静签订了一份合同,谈判取得了成功,双方的合作是基于“来料加工、委托管理”的模式。

华晶提供金氧半导体事业部的预处理净化厂、进口5英寸和6英寸金氧半导体电路预处理设备和200名金氧半导体事业部的预处理员工。尚华提供营运资金、海外市场和管理,将原来的国际数据管理模式转变为原始设备制造商模式。

合作之初,陈邀请出任公司副总经理。朱一伟仍然记得那天他去上海虹桥会见张汝京。张汝京带来了一组技术团队,并在上海建立了一个关于如何进行合同制造的管理系统。

1999年9月1日,华晶与尚华合资成立无锡华晶尚华半导体有限公司,成为中国大陆第一家晶圆代工厂。2002年,华年晶被香港华润集团(现华润尚华)收购,成为mainland China集成电路生产工厂的骨干企业。后来,张汝京在上海张江建立了SMIC。

回顾这段历史,朱一伟说,引进和吸收创新的脱节也成为中国集成电路产业发展滞后的原因之一。“华晶的“八年抗战”引进了6英寸生产线,公司多年的亏损只能委托海外华人半导体团队组建香港尚华公司来管理,走上代工之路。”他引用了当时的工信部领导在现场调查中所说的话,“我们买了鞭炮,让别人放鞭炮。”"

华晶和尚华合资后,朱一伟还参与了清华微电子研究所和台湾团队建立5英寸生产线的项目。

时任微电子研究所所长的钱培新邀请冯明贤组织另一个团队进行谈判。台湾团队在北京成立了上茂电子有限公司,由冯明贤担任董事长。

1999年4月底签署了一项合作协议。5月,尚茂派出人员协助清华微电子建设这条线路。到2003年2月,该生产线已达到每月5英寸和5000件的产量。

“这是一次重大考验,不仅在中国如此,在世界上也是罕见的。”朱一伟说,该大学的半导体生产线可以建设到与生产工厂相同的程度,这为培养真正的人才和实际知识的半导体学生提供了非常优越的物质条件。

2000年6月,国家第18号文件颁布,鼓励国内外企业在中国设立合资企业和独资集成电路制造企业。当TSMC 1号的6英寸生产线被暂停,设备被出售时,台湾的朋友们在海外成立了亚太科技发展有限公司。曾参与华静和尚华项目的蔡南雄和冯明贤分别担任董事长和首席执行官。这家亚太公司和TSMC谈判达成了一项购买设备和技术的合同。

2002年3月,中威集成电路有限公司在宁波成立,并建立了6英寸生产线。朱一伟曾担任中卫市场部顾问及北方业务代表,负责开发北方客户。后来,由于财务问题,中卫公司于2008年10月被比亚迪公司拍卖。

几年后,朱一伟回忆起这段经历,不禁感慨,“这是浙江省第一条6寸线。投产后,贴牌产品质量优良,很快就达到了月生产10000台设备的能力。然而,由于未能偿还当地银行的贷款以及台湾投资者的大股东企业无力担保,主管工业的副市长几次未被邀请到企业来调查和寻找解决办法。最后,当地政府同意银行拍卖该公司,并将其作为一个成功的案例进行宣传。其结果是,起步还不算太晚的宁波,在发展集成电路产业方面已经落后了许多年。”

即使北京在18号文件的推动下提出了优惠政策,这一鼓励投资集成电路产业的政策也只有正在北京建设12英寸生产线的SMIC实施。

如今,83岁的朱一伟继续扮演着“摆渡人”的角色,从工业之河摆渡到教育之河。

2006年,他出版了《中国集成电路产业发展论文集》;2016年,他出版了一本名为《集成电路产业50年回顾》的书,在书中他逐一写下了自己对中国集成电路产业的经验和思考。他还被邀请到清华大学、北京交通大学和杭州电子科技大学,为师生讲述中国集成电路产业的发展故事,希望能鼓励更多后来者从事制造业。

集成电路设计就像一个服装设计师。制造业就像裁缝。没有一个好的裁缝,设计师就不能做好衣服。举一个简单的例子,如果当时在韩信事件发生前就去调查的专家组中有懂得制作和工艺的专家,他们就能一眼看穿这个骗局,避免随后的丑闻。

后来,朱一伟在他的文章中分析了中国集成电路落后的原因,并总结了12点。其中之一是,尽管中国在1965年开始发展集成电路,但它错过了许多机会。

此外,在人才培养方面,集成电路制造是一项集物理、化学、机械和光学于一体的高新技术。集成电路设计涉及计算机、无线电和软件学科。

因此,为了发展集成电路产业,人才培养是一个非常重要和迫切的问题。然而,在集成电路领域,研究与工业是分离的,从来没有能够拧成一根绳子。

然而,情况正在慢慢改善。如果条件允许,朱一伟近期可能会去青岛出差,看一个半导体项目。张汝京离开SMIC,前往青岛,成立新恩集成电路有限公司,担任董事长。

CIIC只花了18天就被大会接受了。或许中国半导体行业将诞生一个新故事。

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