洞悉物聯網發展1000問之到底集成電路難度和機會在哪裏?

行業外人士常常問的一個問題,我國的集成電路水平,與世界先進水平相比,差距到底有多少年?行業內人士常常難以回答!

搞集成電路不能靠苦幹,要科學的幹,要紮實的幹,要軟硬結合的幹!因爲集成電路產業是科技資本高度密集型,不是一般的費錢,是需要大把大把的揮金如土!

關鍵是隻有錢還不行,需要大把大把的專業人士,而且很貴。貴到都是頂尖高手!最後有了錢和人還不一定行,因爲還需要長期的試錯過程,就是幹錯了,也要保證繼續投入去幹,直到幹對了!

然後就會發現下一代技術出來了,要繼續保持跟下去,才能不落後!又要新一輪的持續投入,可能又會遙遙無期的看不到收益。最終結果就是大投資,大回報,高收益!因爲集成電路產業是科技創新的基礎產業,其他都是空中樓閣。石油可以換個地方去買,芯片說不賣就不賣了。那麼生產不出來,沒有任何什麼辦法。這時候發現有錢沒有用,就如同節日裏爬長城一樣,全是人,全想上去,就一條路,只能跟着人流看後背!

集成電路產業經歷了50多年的艱難歷程,總結一下就是一個高技術、高投資、高風險的產業。

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但是困難和機遇往往並存,集成電路要是搞好了,進到前列,乃至成爲領跑者,那就有極高的回報。俗稱卡脖子技術!

近期研讀了朱 貽 瑋先生對於我國集成電路產業發展歷程的調研報告,更加深刻感受到一個產業從無到有,從小到大,從弱到強需要漫長的時間和歲月去磨礪!縱觀50多年的發展歷程,從1965年多家研究所研製出集成電路樣品,經過上世紀70年代初步形成工業生產,南北以上無19廠和878廠爲代表,在北京、上海、天津、江蘇、貴州、甘肅等省市建起一批集成電路廠,在計劃經濟年代自力更生地生產一大批小規模集成電路,供國內各部門整機單位使用。但是規模都較小,產量不大,在1978年國家進入改革開放年代之後,受到進口電路和走私電路的衝擊,大多數企業前後紛紛退出歷史舞臺。

當年,爲了突破封鎖和提高產量,在香港成立了愛卡、興華和華科三家公司,三家都建立了4英寸芯片生產線,先於大陸把月產片量突破10000片,華科還達到20000片,主要生產消費類電子產品,當時起了引領作用。

但是這三家公司沒有繼續往前發展,儘管興華公司還搞了一條小的5英寸線,最後在世界激烈競爭環境中也一一退出歷史舞臺。在 改 革 開 放 的條件下,無錫742廠及之後的華晶公司,還有紹興871分廠之後的華越公司,有幸走上技術引進道路。這一措施使得1985年電子工業部下放絕大部分直屬企業後僅留下的742廠(1989年轉爲華晶公司),以及後來又收回紹興871分廠(後改爲華越公司)成爲“七-五”“八-五”期間5大企業中的2家國有企業。前者先後引進了3英寸、4英寸、5英寸和6英寸線,後者則引進了5英寸線。

742廠引進的3英寸線雙極型電視機電路曾爲我國電視機產業發展作出過很大貢獻。而早在1973年,878廠在“文化大革命”中雖有技術引進3英寸線的機遇,恰未能實現。若有“假如”的話,則歷史就會另寫。但是,當華晶後來技術引進時,資金不再是國家全部投資,而部分資金要企業向銀行貸款,加上那時候貸款利率很高,這導致華晶公司在執行908工程引進6英寸線之後,欠銀行的債務累累,當時正處於“驗收之日便是停線之時”的境界。這給予海外華人團隊組建香港上華公司來管理的機遇。

但是1998年2月上華接管華晶MOS線後,僅解決部分虧損。可惜華晶沒有利用上當年國家實行的債轉股政策,最後資不抵債,到2002年以低價被香港中資企業華潤集團收購。

在華潤公司運營下,又在無錫新區在上華公司蓋的8英寸廠房裏建了8英寸線,公司整體一直運營順利。而實行債轉股的華越公司則維持較長時間,也曾轉讓股份,但最近消息,華越正式停產。這說明單靠技術引進,雖能風光一時,但最終也難免成爲過去的歷史。

中外合資曾是一項較爲不錯的選擇

上海成立的兩家合資公司:貝嶺和飛利浦(後改爲先進),分別建立了國內第一條4英寸線和5英寸線。

貝嶺公司爲配套程控交換機專用大規模集成電路立下了汗馬功勞。它是國內第一家上市的集成電路製造企業。在4英寸線之後建了一條6英寸小線,但未能上量;後來雖然去浦東張江開發區蓋了8英寸廠房,但未能走下去。最後賣掉4英寸線設備,淨化廠房停產,變成一個沒有生產線的設計公司(Fabless Design House)。而飛利浦公司後改爲先進公司,在5英寸線之後很快建了6英寸線,在經濟效益不錯時上市後又在院內蓋了一座8英寸廠,廠房雖然不大,但往前進取精神值得可嘉。現在又要籌資合作到臨港蓋12英寸廠。

至於北京首鋼日電公司,與日本電氣公司合資建了中國第一條6英寸線,曾經創造可喜的營業額,成爲“九五”期間領先企業。但是在合資期限20年期滿又續了兩年後,由於日本電氣公司當年世界第一寶座讓位給美國英特爾公司之後持續走下坡路,最後總部不再給北京首鋼日電下訂單,由於沒轉做代工而停產。僅保留後部封裝和測試,成爲一家封測企業。到後來連封測都運營不下去,關廠將設備賣給燕東公司。這樣的結局說明合資企業中,中方不能主導企業經營方向,沒有采取有力措施,在變化多端的世界集成電路市場面前,合資並不是一貼“萬靈藥”。

國家制定計劃並實施的908工程和909工程

908工程很不成功,由於立項審批和資金到位延遲,“抗戰8年”才完成對外驗收。1990年立項時,國外6英寸線纔出現4年,如能兩年建成,還是較不錯的。本來是國內首先要建的6英寸線,到建成時變爲第三條。更不好的結果是使得執行計劃的華晶公司債臺高築,由於技術引進沒有有市場的產品,造成“驗收之日便是停線之時”的困境。最後迎來上華公司轉向代工。909工程情況好多了,吸取908工程的教訓,國家重視,成爲建國以來電子工業投資最大的工程,由時任電子工業部部長鬍啓立親自掛帥出任董事長。

但即使這樣,工程完成後胡部長在所著《“芯”路歷程》一書中追述說:“確實,當時並非不知道其中風險,只是風險之大,複雜程度之深,均遠遠超過我所預料。”

實施結果,從1996年11月27日華虹公司超大規模集成電路芯片生產線奠基儀式舉行,到1999年2月23日華虹NEC合資公司芯片生產線正式投片,用兩年另三個月時間建成,這在中國集成電路產業發展歷史上是前所未有的速度。投產後主要生產合資外方日本NEC公司的64兆位DRAM存儲器產品,2000年正趕上國際半導體市場復甦,華虹NEC公司取得投產當年就盈利的良好業績。但是好景不長,DRAM產品競爭最激烈,韓國三星公司後來居上,更大容量產品佔據主流市場,連NEC公司本身都招架不住,更不容說缺乏自主開發能力的華虹NEC。這迫使企業決策考慮改往代工方向轉變。

最後實施結果,上海的華虹NEC 8英寸廠轉型成功,而北京的首鋼日電6英寸廠沒有轉爲代工,到NEC公司不再下訂單時,只能停產關線了。之後華虹與宏力相結合,往前更上一層樓,建立12英寸線。

中國集成電路生產企業從原先IDM轉向Foundry代工,是從上海飛利浦公司開始承接國際飛利浦的訂單開始的,到無錫華晶MOS事業部交給香港上華公司委託管理後,正式成爲純粹的中性代工企業。之後新建的芯片生產線大多是採用代工模式,無論是6英寸線,8英寸線,還是12英寸線,如中芯國際和宏力代工大廠等。除非原企業仍然採用IDM模式者,如燕東、士蘭,或國外IDM大廠。臺灣地區集成電路起步在大陸之後,在上世紀70年代中期,從美國RCA公司引進7微米鋁柵CMOS工藝技術,並派一批人員赴美培訓,同時建立集成電路示範廠,於1977年10月開始製造集成電路。

示範工廠運作到1979年,電子工業研究發展中心改組爲電子工業研究所,討論後決定籌組公司,而電子所進行更尖端的研發。於是到1979年9月在民間成立聯華電子公司(簡稱聯電)籌備處,並於1980年5月正式成立聯電公司,在1979~1981年間陸續從電子所移轉技術,建立臺灣第一條4英寸芯片生產線,於1982年4月投產,並於1984年成立開發部門,自己進行產品和工藝的開發,從而走上良性成長階段。

1985~1986年間,電子所在執行“超大型積體電路(超大規模集成電路)計劃”中建了一座6英寸晶圓實驗工廠之際,工研院院長張忠謀提出將實驗工廠轉爲民營專業代工公司,這樣,在1987年2月第一家專業積體電路製造廠──臺灣積體電路公司(簡稱“臺積電”)由此產生,與飛利浦公司合作,接受飛利浦公司2微米超大型積體電路技術移轉。從此開始,世界集成電路產業進入代工時代,始終由臺積電領跑。發展到今天,臺積電不僅在代工營業額上遙遙領先,而且在技術水平上也已趕上美國。

最近臺積電宣佈,5納米技術2019年將投入試生產,並且全球首座5納米芯片工廠開工建設,預計2020年將投入量產。繼聯電和臺積電之後,臺灣成立一批集成電路製造公司,有代工模式的,也有IDM模式,如華邦、華隆微、旺宏、德基、茂矽、合泰、華智等,之後還有世界先進、南亞、力晶、茂德、華亞等。

從以上10年變化看出,大陸和臺灣地區都有很大變化,但臺灣地區一直以大尺寸線爲主,而大陸仍以中小尺寸線爲主,可見技術水平和產量規模的差距了。

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當大陸改革開放政策在各行業帶來巨大變化之後,大陸的優惠政策也開始吸引臺商到大陸來投資建集成電路芯片廠。

在本世紀頭10年裏陸續建成蘇州和艦8英寸廠、寧波中緯6英寸廠、上海松江臺積電8英寸等,還有珠海南科和福州福順6英寸廠等。但是,即便是臺商來建的廠,如中緯和南科也因各種原因不能堅持而退出歷史舞臺。

就是國外集成電路大廠,如顯赫一時的美國莫託羅拉公司,早在上海華虹之前,到天津興建8英寸廠,廠房都蓋好了,在國際半導體市場處於低谷時暫緩購置設備而錯過了時機,最後無奈轉入中芯國際旗下。在2000年國發18號文件鼓勵下,臺商和海外華人紛紛前來大陸到處要想建芯片製造廠,有的已蓋了廠房框架,有的連廠房都未建,許多單位先後一一消失了。

由此可見,半導體集成電路製造業,特別是在中國大陸,其發展歷程是極爲困難而艱苦的。也曾經有其他民營企業者涉足試驗,像廣東中山奧泰普公司6英寸廠投產不久就夭折了,又如湖南長沙創芯公司6英寸廠新建成功投了產,“爬坡”上不去也停線數年等待尋找新股東。到了2014年,國家基於信息安全徹底認識到芯片的極端重要性,從而在6月公佈了《國家集成電路發展推進綱要》,並於9月間設立了國家發展集成電路大基金,開始大力扶植集成電路產業,重點是集成電路製造業。

截至2017年底大基金累計投資67個項目,累計項目承諾投資額1188億元。近3~4年來,在國家大基金推動和引領下,以北京爲首,各地地×××府也相繼設立集成電路基金,這就帶來一系列12英寸芯片廠的興建,包括廈門聯芯、合肥晶合、晉江晉華、臺積電南京,以及中芯國際、華虹─宏力─華力、長江存儲等等。

芯片線建了這個多,爲什麼芯片還要大量進口

2000年中國大陸25條線僅佔世界2.6%,實際產出僅爲1%,微乎其微。而美國和日本都有300多條線,各佔世界總數的三分之一,日本每個縣都有集成電路工廠。

因此,期望國產電路自配率有較大幅度提高,還要大量建集成電路生產線。要知道長期國產電路自配率只有百分之十幾,現在中國已成爲世界電子整機裝配大國,電視機、臺式和平板電腦、手機,乃至洗衣機、電冰箱、空調、電飯煲等等,中國產量都在世界之首,它們裏面的心臟都是“芯片”啊!整機生產規模發展太快了!

集成電路從美國開始,後來往日本移,然後往韓國和中國臺灣地區移,現在這一波趨勢上要往大陸移了,不過國內外大環境又發生了變化!

現在看來,這是一個超高技術(現已發展到5納米)、超高投資(現建一座12英寸廠高達數十億美元)、高度風險(搞不好就會虧損)、競爭激烈(跟不上就要出局)的行業;但是,要是搞好了,進到前列,乃至成爲領跑者,那就有極高的回報!

如今,集成電路產業我們已經從上到下都有了深刻的認識,相信在重點領域上自然會有更大的政策支持,相信集成電路產業會再次振興!

備註:如果對於我國集成電路產業發展歷程希望深度瞭解,建議可以通過集成電路產業50年回眸一書詳細瞭解

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未來將是物聯世界,讓我們相約2019年11月19-21日,相約2019(第三屆)全球物聯網大會—尋找思考者!

——————本文完——————

聲明:本文系《洞悉——物聯網發展1000問》系列文章第四十九篇,旨在希望通過系統性與行業專業視角就物聯網產業當前發展現狀與經濟潛力予以分析和分享。IOT物聯網,萬物互聯,互聯萬物。

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作者:王正偉 中關村物聯網產業聯盟祕書長 全球物聯網大會主席 本文系作者原創  51CTO博客-新社匯and微會動袁帥 授權發佈


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