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芯派科技股份有限公司-行業(yè)資訊-國產(chǎn)芯片制造有多難?

國產(chǎn)芯片制造有多難?

時間:2020/5/27 8:03:26瀏覽次數(shù):3003

他三次創(chuàng)業(yè),又三次被迫離開。從現(xiàn)實上看,上海20年的投資,是失敗的。大陸芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,是失敗的——我們和世界一流的水平,有肉眼可見的差距。但這其中,每一個為這個行業(yè)付出過的人,值得被銘記。他們從白紙開始,將大陸芯片行業(yè),發(fā)展到今天。


一旦臺積電向我們斷供,中國大陸芯片的真實現(xiàn)狀就是,落后西方5-10年,甚至更多。

芯片生產(chǎn)大致分芯片設(shè)計、芯片制造、芯片封測三大環(huán)節(jié)。

芯片設(shè)計的工具,用的是國外的EDA軟件,就連中國最好的芯片設(shè)計公司華為海思,也只是剛剛開始「去美國化」。全球最大最好的芯片制造廠商,就是臺積電。臺積電現(xiàn)在已經(jīng)實現(xiàn)5納米工藝制式的量產(chǎn),而大陸最好的芯片制造公司中芯國際,剛剛完成14納米的量產(chǎn)。而制造最先進制程芯片使用的光刻機,都得從荷蘭ASML公司進口。但現(xiàn)在也買不到了,因為美國不讓。大陸最好的光刻機生產(chǎn)廠商是上海微電子,現(xiàn)在生產(chǎn)的是90納米的光刻機。中國表現(xiàn)最好的,是封測環(huán)節(jié)。但這個環(huán)節(jié)的利潤,并不高。

真實的情況就是,落后。


沒有人在乎芯片行業(yè)是個極其燒錢的行業(yè),什么幾十億,幾百億投進去,連個水花都看不見。也沒人在乎芯片行業(yè)是個需要時間的行業(yè),可能幾年、十幾年都看不到成績。也沒有人在乎國產(chǎn)芯片行業(yè)的人才缺口,達到了30多萬。也沒有人在乎芯片行業(yè)是個「贏者通吃」的行業(yè)——老大吃肉,老二喝湯,老三老四舔舔碗底,至于后邊的,全看命。更沒人在乎,由于1996年的《瓦森納協(xié)定》,華裔的工程師無法進入歐美半導(dǎo)體公司的核心部門,中國公司買不到近二代的設(shè)備。我們的最新研究,就是人家已經(jīng)過時二代的技術(shù)。根本沒人在乎這些,既然國外的芯片有得賣。國產(chǎn)的芯片,罵就對了。


但即便這樣,仍有一大批人,堅守在這個行業(yè),從未離開。十年飲冰,難涼熱血。我知道他們的故事。所以,我想為內(nèi)地芯片說幾句。我害怕再不說,會來不及。我希望大家能明白,這個行業(yè)的差距,是越拉越大的——市場占有率的前兩位,會把錢都賺走。這樣,也能支持它們在研發(fā)端投入更多的資金。如果你發(fā)現(xiàn),大陸芯片行業(yè)在縮小這個差距,那希望你明白——他們付出了,比汗水更沉重的東西。


01

最先拉了華為一把的,是中芯國際。中芯國際的創(chuàng)始人,叫做張汝京。

沒創(chuàng)辦中芯國際之前,張汝京已經(jīng)是行業(yè)內(nèi)人人知曉的大佬。他入職的公司,是美國半導(dǎo)體巨頭德州儀器。在德州儀器的20多年,張汝京狂建9座工廠,遍布美國、日本、新加坡、意大利等地。他也成為半導(dǎo)體行業(yè)內(nèi)公認(rèn)的「建廠狂魔」。就在這時,張汝京的父親張錫綸從臺灣飛去美國,問了他一個問題:「你什么時候來大陸建一所工廠?」

張錫綸曾是我國有名的煉鋼專家??箲?zhàn)時期,他和妻子主持的第21兵工廠,生產(chǎn)了中國90%的重機槍。1949年,他帶著剛滿一歲的張汝京來到了臺灣?,F(xiàn)在,兒子事業(yè)有所成就,他也希望兒子可以在大陸,建一座芯片工廠。

父親的話,戳動了張汝京。

他從小接受的教育,是「以做中國人為榮,我們就是中國人」。如今,是到了為國家做貢獻的時候了。

幾天考慮后,張汝京做出了人生中最重要的決定——辭掉工作,回國辦廠。不出一個月,他回到臺灣,創(chuàng)辦了世大半導(dǎo)體。在張汝京的帶領(lǐng)下,世大很快就建了兩座工廠,一舉成為臺灣第三大芯片公司。公司的業(yè)績,也越來越好看。但與此同時,世大也引起了臺積電的注意。在芯片行業(yè),當(dāng)出現(xiàn)后起之秀時,摧毀它的最好辦法,就是收購它。于是,臺積電發(fā)起了對世大的收購。這場收購張汝京也沒什么意見,因為臺積電給出了50億美元的高價,這幾乎是當(dāng)時世大股價的8倍。但張汝京提了一個條件,「收購?fù)瓿珊?,世大的第三個工廠,必須要建在大陸」。當(dāng)時并沒有人對這個提議提出反對,收購也得以很快完成。但這之后,張汝京三番五次的找到臺積電負(fù)責(zé)人,詢問大陸建廠的事,都沒有收到明確的回應(yīng)。臺積電,并不準(zhǔn)備兌現(xiàn)承諾。


在經(jīng)過一番考慮之后,張汝京決定辭職。

臺積電并不同意,并且警告張汝京,「如果離開,你在臺積電的大量股票將被收回」。那就,不要了。錢,不要了;公司,不要了;股票,不要了。張汝京毅然離開臺灣,來到大陸,準(zhǔn)備建廠。

這次,張汝京把目光拋向了上海。當(dāng)時大陸芯片的制程工藝,卡在了0.5微米,停滯不前。建晶圓加工廠太費錢了。一條最普通的8英寸生產(chǎn)線,都需要10億美金。在這樣的背景下,張汝京扮演了開拓者的角色。為了表明決心,他把太太和孩子,甚至90歲的老母親,都一起遷居至上海。初來上海,建廠的人才、設(shè)備、資金、需要引進的技術(shù),什么都缺。但當(dāng)?shù)弥獜埲昃┮诖箨懡◤S時,除了他在德州儀器和世大之前100多位海外同事愿意追隨他,還有300多位臺灣同胞,也跟著他來到了上海。大家都看到了張汝京身上的使命感,家國情懷、回國報效,這一次,終于有了機會。這些,讓張汝京驚喜萬分,建廠初期的骨干,有了。在資金方面,張汝京把他20年積攢的資源和口碑全用上了。在短短一年的時間里,神奇般的籌到了10億美金。要知道,中國建國以來最大的電子工業(yè)項目——909工程,最開始的投入是100億人民幣。一個張汝京,抵上了一個國家工程。

在解決了人才、資金問題后,技術(shù)和設(shè)備,又成了最大的問題。

冷戰(zhàn)結(jié)束后,西方國家在美國的主導(dǎo)下,簽署了《瓦森納協(xié)定》。這個協(xié)定中限制了先進材料、電子器件、軍品等各種商品或技術(shù)的出口。而中國,則是這個協(xié)定的「禁運國家」。即便中國購買技術(shù)的價格讓其他國家難以拒絕,美國也會出面干涉,直接中斷這次交易。為了能買到先進的設(shè)備和技術(shù),張汝京找遍了美國五大教會,為其人格背書。并再三承諾,中芯的產(chǎn)品只用于商業(yè)用途,不用于軍用等領(lǐng)域,這才拿到了美國的出口許可。

萬事俱備,只待開工。

2000年8月1日,中芯國際開始動土,短短13個月后,到2001年9月,中芯國際正式投產(chǎn)。13個月,也刷新了晶圓加工廠建造速度的世界紀(jì)錄。同時,中芯國際的0.25微米以下生產(chǎn)線,也將大陸芯片,第一次推進至納米級。為了吸引更多的海外人才和華人回國,張汝京在廠區(qū)周圍,建了從幼兒園到高中的中芯國際學(xué)校。并且,一部分工人還能到上海微電子學(xué)院進修——這是他們之前,想都不敢想的。與此同時,1500多個單元的住房也同時建了起來。家庭、夢想、事業(yè),在中芯國際,都能找得到。在這種氛圍下,中芯國際不斷地吸納著海外人才。
有了歸屬感,工作效率自然也變得高效。短短3年時間,中芯國際就擁有了4條8寸產(chǎn)線和1條12英寸生產(chǎn)線。毫不夸張地說,這3年,把大陸芯片產(chǎn)業(yè)拉快了30年。到了2003年,萬人一心的中芯國際,傲然豎起六座工廠,做到90納米集成電路線寬,躋身全球第三大代工廠。大陸芯片制造業(yè),迎來了最高光的時刻。


02

然而,臺積電一直在關(guān)注張汝京。其實不僅是臺積電,當(dāng)張汝京帶著300多人離開時,臺灣人也慌了神。2000年,臺灣當(dāng)局以莫須有的罪名,罰了張汝京15萬美金,并警告他馬上從大陸撤資。但張汝京不認(rèn)慫,宣布放棄臺灣戶籍。臺灣政府氣得抓不到人,拿他沒辦法,只得嚴(yán)禁所有臺灣科技公司進入內(nèi)地。與此同時,臺積電也開始了自己的操作。他們一直在默默準(zhǔn)備,等待給張汝京,給中芯國際,致命一擊。

2003年8月,中芯國際即將在香港上市。就在上市前幾天,臺積電在美國加州起訴中芯國際,并索賠10億美金。臺積電并不是狀告中芯國際侵犯它的專利,因為雙方早就在專利上進行了交叉授權(quán)。臺積電起訴的是,中芯國際員工,盜取臺積電Trade secret(商業(yè)機密)。中芯國際的工程師,很多都來自臺積電,這本身就讓張汝京陷入了劣勢——工程師或有意、或無意,都會在某些項目上用到臺積電的菜單等信息。

這些,誰都說不清楚。要知道,2003年中芯的收入僅有3.6億美金。這場官司輸了,相當(dāng)于要了中芯國際的命。

官司拖了兩年,中芯拖不住了。中芯選擇了庭外和解,6年分期賠償臺積電1.75億美金。由于當(dāng)時請的律師并不專業(yè),在「和解協(xié)議」上,中芯國際又被臺積電擺了一道。臺積電設(shè)置了一個「第三方托管賬戶」。中芯必須將所有技術(shù)存到這個賬戶里,供臺積電「自由檢查」。自家最核心的競爭力,最隱私的部分,供人家隨意翻動。這樣,臺積電找起中芯國際的麻煩,變得更加輕松了。
在「和解協(xié)議」達成1年零7個月之后,臺積電再次起訴中芯國際,狀告中芯國際違反「和解協(xié)議」。臺積電要求中芯國際將剩下的1.3億和解金一次性付清,并指控中芯國際侵犯在0.13微米工藝中,有82%的部分,侵犯了臺積電的專利。但當(dāng)時中芯國際公司上下,都覺得能和解是好事——這對公司的長遠發(fā)展是有好處的。他們都在盡力履行「和解協(xié)議」。這次起訴,本質(zhì)上惡性競爭,蓄意破壞。其中最大的原因,可能是中芯國際當(dāng)時的技術(shù),步入了45納米的門檻。就連當(dāng)時日本的媒體都再說,「臺積電在國際上遙遙領(lǐng)先,但在大陸市場的發(fā)展屈居中芯國際之后,阻止中芯做大才是臺積電將中芯國際告上法庭的真正原因」。中芯國際的反應(yīng)也很強硬,堅決否認(rèn)自己侵權(quán),并準(zhǔn)備了充足的證據(jù)。公司上下,都覺得這次指控是「莫須有」的,也都覺得自己能打贏這場官司。整個公司在正常運轉(zhuǎn),張汝京的工作也在正常進行。

就在宣判的前1天,張汝金還在召集項目組開例會,安排日常工作。但是,中芯國際又輸了。

這一次的代價,更為慘痛——在1.75億美金的基礎(chǔ)上,再賠2億美金,外加10%的股份。如此下來,中芯基本上喪失了競爭力。并且,臺積電還提出了一項要求:張汝京必須離開中芯國際。得知審判結(jié)果那一刻,張汝京在電話里嘶聲痛哭。

第三天,他便引咎辭職。

在離開之前,臺積電又要求他簽署了一份競業(yè)協(xié)議——從2010年算起,三年內(nèi)不得再從事芯片相關(guān)工作。在說完一句「我對事情負(fù)責(zé)」,叮囑了同事「不要被打趴下」之后。這位61歲的老人,離開了為之奮斗了9年的中芯國際。大陸芯片剛剛?cè)计鸬墓?,又熄滅了?/p>


03

張汝京離開中芯國際后,一個叫做江上舟的人,扛起了中芯國際。

幾年前,正是江上舟接待了張汝京,并一手促成了中芯國際落地上海。除了他對張汝京能力的認(rèn)可之外,鮮有人知道的是,在1998年,江上舟曾仔細(xì)研究過臺灣地區(qū)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。然后得出了一個結(jié)論:「如果上海在此時扶持半導(dǎo)體行業(yè),那么2015年-2020年,上海集成電路生產(chǎn)線技術(shù)等級和生產(chǎn)規(guī)模將可能超越中國臺灣」。我們一直都說,上海不相信互聯(lián)網(wǎng)。

中國互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)三大巨頭BAT(百度、阿里巴巴、騰訊),其中百度在北京,阿里巴巴在杭州,騰訊在深圳。其實馬云最初是在上海創(chuàng)業(yè)的。但上海沒人相信他那說的東西,也招不到人,最后只能回到家鄉(xiāng)杭州。2008年時,上海市委書記還特意在會上要求全體相關(guān)工作人員反思,「上海為何留不住馬云」。并且,「為上海失去這樣一個由小企業(yè)發(fā)展而成的巨型企業(yè)感到相當(dāng)遺憾」。長時間以來,堂堂魔都,中國金融中心,最拿得出手的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè),居然是世紀(jì)佳緣。
因為上海,選擇相信半導(dǎo)體行業(yè)。

在過去的「互聯(lián)網(wǎng)黃金二十年」中,上海政府把大量的資金投入半導(dǎo)體行業(yè),扶持內(nèi)地芯片的發(fā)展。他們第一次收獲的,是一個精心包裝的騙局,以及全世界的嘲笑。

2003年2月26日,上海各界領(lǐng)導(dǎo)悉數(shù)參加了一場發(fā)布會。這場發(fā)布會由上海政府新聞辦公室親自主持,上海市長興奮地向全國人民介紹:「這是上海的科技形象」。發(fā)布的東西,叫做「漢芯一號」——一款每秒可以進行2億次運算的芯片。性能,甚至超過了同期英特爾的產(chǎn)品。這樣的產(chǎn)品,英特爾用了40年,而「漢芯一號」的研發(fā),只用了16個月?!笣h芯一號」的發(fā)明者陳進教授,也被眾多媒體稱為「國產(chǎn)芯片的新教父」。有了這樣的成績,上海市當(dāng)然繼續(xù)追加投資。同時,「上海市科技創(chuàng)業(yè)領(lǐng)軍人物」「上海交大微電子學(xué)院院長」等各種頭銜也授予給陳進。一時間,陳進名利雙收。

3年后,陳進被曝出「將摩托羅拉芯片上的Logo用砂紙磨掉,重新打上‘漢芯’字樣」的丑聞。所謂的「國產(chǎn)第一芯片」的研發(fā)過程,就是一張砂紙。消息被確認(rèn)后,一地雞毛。陳進成了人人喊打的「敗類」,內(nèi)地芯片行業(yè)被全世界嘲諷。美國媒體直接放話,「中國人只有抄襲的本事,他們永遠都無法真正研制出芯片」。

最受傷的,還是上海。

還繼續(xù)支持么?不了吧,不是說好「一朝被蛇咬,十年怕井繩」的嘛。何況,互聯(lián)網(wǎng)公司那么好賺錢,芯片這種「費錢費力不討好」的行業(yè),何必呢?按道理來講,上海應(yīng)該是全中國最會「算賬」的省市。但它還在堅持——它仍把各種資源,塞進一個叫做張江高科技園區(qū)的地方。

這一次,他們得到了中芯國際。

在最初的幾年,中芯國際的發(fā)展超乎所有人的想象。江上舟的判斷,似乎要變成現(xiàn)實。但與臺積電的碰撞和張汝京的出走,還是讓江上舟的愿望落了空。他甚至都不再有機會,能看到這樣的場景——在主持中芯國際工作兩年后,江上舟因病去世。

那時的中芯國際,風(fēng)雨飄搖。

當(dāng)時正是整個芯片行業(yè)下行的周期,加上金融危機的影響,中芯國際每年都在虧損。到了2010年,中芯國際虧損30億。好在張汝京留下的班底還在,中芯國際的基本盤,穩(wěn)住了。但喪失競爭力的中芯國際,離臺積電的差距越來越大——臺積電一年的研發(fā)費用,甚至比中芯國際20年的都多。為了「活下去」,中芯國際只能「撿」臺積電剩下的。當(dāng)臺積電升級工藝之后,放棄的那部分市場,中芯國際會接過來。

4G興起時,臺積電都開始用10納米技術(shù)。而中芯國際,才剛剛開始28納米的量產(chǎn)。

就在這時,梁孟松加入了中芯國際。

梁孟松也是臺積電舊將。離開臺積電之后,他加入三星擔(dān)任研發(fā)部部長,將三星的制造技術(shù)直接從28納米制程,升級到14納米。而臺積電同樣以「陸續(xù)泄漏臺積電公司之營業(yè)秘密予三星」之由,將梁孟松告上了法庭。最終的結(jié)果,和張汝京相似——三年內(nèi)不能以任職或者是其他的方式繼續(xù)為三星提供任何服務(wù),限制結(jié)束之后,也不能到臺積電的競爭對手公司工作。興許是相同的經(jīng)歷,讓他選擇加入中芯國際。

梁孟松加入中芯國際298天后,中芯國際攻克了14納米的工藝技術(shù)。與此同時,在等效7納米的工藝技術(shù),也取得了階段性的進展。這也意味著,中芯國際,能為性能機的「第一梯隊」,提供產(chǎn)品了。

華為,也在這時候正式和中芯國際合作。

就在中芯國際蒸蒸日上時,那個被迫離開中芯國際的61歲老人,也早就開始了他人生中的第三次創(chuàng)業(yè)。在簽署競業(yè)協(xié)議時,他被告知可以從事相關(guān)行業(yè)中的LED和太陽能領(lǐng)域。在離開中芯國際后,他成立了一家新的工廠,為LED產(chǎn)品生產(chǎn)芯片。新的領(lǐng)域生產(chǎn)難度不算大,甚至一度傳出消息,張汝京準(zhǔn)備退休,從事一些關(guān)于教育或者慈善的工作。

而張汝京,也徹底從人們的視野中,消失了。

2014年,在上海臨港新城里,新成立了一家叫做上海新昇的公司。

芯片成本最大的材料是硅。硅片技術(shù)的發(fā)展,主要有兩條路,一條是純度越來越高,一條是尺寸越來越大。硅片尺寸越大,能切割的芯片也就越多,成本也就越低。上海新昇,就是做大硅片的。它后來被上海硅產(chǎn)業(yè)集團收購。2020年4月20日,上海硅產(chǎn)業(yè)集團上市,當(dāng)天股價暴漲180%。

而上海新昇的創(chuàng)辦人,叫做張汝京。

那年,他67歲。


尾聲

從結(jié)果上談,張汝京是一個失敗的創(chuàng)業(yè)者。他三次創(chuàng)業(yè),又三次被迫離開。從現(xiàn)實上看,上海20年的投資,是失敗的。大陸芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,是失敗的——我們和世界一流的水平,有肉眼可見的差距。但這其中,每一個為這個行業(yè)付出過的人,值得被銘記。他們從白紙開始,將大陸芯片行業(yè),發(fā)展到今天。


誠然,這個行業(yè)還算不上強大。但他們放棄優(yōu)渥的環(huán)境,放棄可能更光明的未來,是因為他們心中,都有一個執(zhí)念:中國,不能沒「芯」!我們不能在芯片上,被人家死死地卡住脖子。至少,我們已經(jīng)在路上。2020年5月6日,權(quán)威半導(dǎo)體第三方調(diào)研機構(gòu)發(fā)布全球十大半導(dǎo)體銷售排名,華為海思創(chuàng)造了歷史,首次擠進榜單,排名第10位。

2020年5月15日,國家集成電路基金及上海集成電路基金宣布向中芯國際注資160億元。而中芯國際也在「N+1」「N+2」技術(shù)上取得突破,性能大致等于臺積電7nm芯片的性能。那個給大陸芯片輸血20年的上海呢?倘若你打開大陸芯片的版圖,中芯、展訊、銳迪科、芯原……這些內(nèi)地芯片的新生軍,都在上海。而它們,也占據(jù)了大陸芯片行業(yè),接近50%的產(chǎn)值。在互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)最黃金的20年,上海選擇了堅守。它用長達20年的輸血,給大陸芯片行業(yè),留下最后一束炬火。

而今,炬火已有燎原之勢。

時至今日,還有很多人記得江上舟那句,「上海集成電路生產(chǎn)線技術(shù)等級和生產(chǎn)規(guī)模將可能超越中國臺灣」。上一個20年,不屬于大陸芯片,不屬于上海。下一個20年呢?

我最先想起的,是那句「王師北定中原日,家祭無忘告乃翁」。

向所有為大陸半導(dǎo)體行業(yè)、中國半導(dǎo)體行業(yè)奮斗過的人們致敬!


彩蛋

在這個關(guān)于大陸芯片故事的最后,還留了一個小彩蛋——2018年,張汝京老先生開始了自己人生中的第四次創(chuàng)業(yè)。

他創(chuàng)辦了國內(nèi)第一家CIDM模式的半導(dǎo)體公司。IDM,是芯片的設(shè)計、制造、封測三個環(huán)節(jié)一個公司獨立完成的模式。這種模式,對資金、人才要求特別巨大。而CIDM,是共享式IDM。與臺積電專注生產(chǎn)的模式相比,算是內(nèi)地當(dāng)下的最優(yōu)選擇。張汝京也表示,這不會是自己人生中最后一次創(chuàng)業(yè)。我們相信。

同時我們也相信,關(guān)于內(nèi)地芯片的故事,也才剛剛開始。