中國「芯絞痛」緣起:錯失的黃金三十年

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復盤上世紀70-90年代中國半導體產業得失。

作者 | 熊文明

數據支持 | 鈦禾產業研究院

大國產業

No.08

1950年1月，在美國普渡大學任教的王守武受留美科協的感召決定回國，為剛解放不久的新中國做一點貢獻。

然而這一年韓戰爆發，杜魯門當局對中國留學生回國百般阻撓，王守武只得以回鄉探望年事已高的寡母為由，通過印度駐美使館協助由香港入深圳，曲線回國。

與王守武先後輾轉回國的，還有英國布里斯托大學的黃昆、麻省理工學院的謝希德、英國愛丁堡大學的夏培肅、芝加哥大學的湯定元、哈佛大學的黃敞、賓夕法尼亞大學的林蘭英等人。

正是這些歸國的科學家，為新中國的半導體產業打下了第一根樁基。

這批人才帶不回國外的設備，只能帶回腦袋裡的知識，回自己製備材料、自己動手造設備、自己編撰教材，培養了新中國半導體領域的第一批學生，白手起家開拓事業。

這段時期的中國半導體，與技術發源地美國的差距只有5-7年。在「兩彈一星」等重大項目的需求牽引下，一些領域的技術攻克甚至比日韓還早。例如平面工藝的突破距離仙童半導體諾伊斯只晚了5年，第一塊集成電路的研製也只比美國晚7年。

有人把中國半導體產業稱為「夢幻開局」，但隨後的事實卻是，中國人在向大規模和超大規模集成電路的進軍過程中，逐漸被美國甚至日韓拉開差距。

把中國和美、日、韓等國的集成電路發展拉到同一條時間軸上來看，中國掉隊始於70年代，在上世紀80年代差距達到最大，雖然90年代開始奮起直追，但仍然步履蹣跚，直到今天仍在追趕的路上。

本文希望復盤的是，上世紀70-90年代我們到底錯過了什麼，問題出在哪裡？給今天的「舉國造芯」又能帶來哪些啟示？

1

望洋興嘆的技術引進

1973年5月，在中科院半導體研究所擔任業務副所長的王守武，率領13人專家團隊赴日考察。

出發前的3個多月，四機部（後改名電子工業部）召開了一次集成電路座談會。會上的一項重要議題，是指出國營東光電工廠（又稱878廠）生產的集成電路質量問題，這批國產集成電路質量不過關，影響到電子計算機整機調不出來。會後調研，878廠把質量原因總結為四個字： 髒、虛、傷、漏 ——即骯髒、虛焊、劃傷和漏氣。

878廠的部分清華校友合影

此時隔海相望的日本已經在美國扶持下，通過官產學聯合的方式初步建立了自己的半導體工業體系。經過60年代對美國技術的引進、消化和吸收，日本半導體產業逐步具備了二次創新的能力。到1969年，日立公司已經能自主研發並開始大規模製造全電晶體彩色電視機。

這是1972年中日邦交正常化後，中國半導體領域技術人員首次組團赴日考察。70年代出國不易，王守武和考察團專家們珍惜機會，一趟下來把日立、東芝、NEC、松下、三菱、富士通、夏普各家公司看了個遍。

除了看設計和生產流程，專家們也特別關注設備和技術工藝。這一看發現差距不小，日本在1972年已經可以批量生產MOS集成電路，部分企業開始採用3英寸晶圓生產線。而中國人還在解決小規模集成電路的質量問題。

日本和後來韓國、中國臺灣半導體產業的興起，都曾得益於美國的技術和產業轉移，源於美國的半導體技術在這些國家和地區生根發芽後，再反過來支持美國電子工業——而作為社會主義國家的中國，自然是被嚴防死控的對象。

當時有一個名聲赫赫的專門組織叫「巴黎統籌委員會」，專門針對社會主義國家搞禁運，其中盯得最緊的就是中國。四類禁運清單上，中國獨佔一單，比蘇聯和東歐國家所適用的禁單項目還多出500餘種。上世紀90年代，「巴統」解散後，又有《瓦森納協議》補位，做出N-2的審批原則，即輸入中國的任何技術，都比西方國家晚至少2個世代。

在這種長期被封鎖的狀態下，中國人一直是關起門來自己琢磨半導體。自力更生搞半導體並不容易，尤其是在十年動亂期間，大批科學家被批鬥下放，只能在掃廁所之餘偷偷做一些理論研究。

中日兩國的蜜月期，成為70年代中期一次中國差點抓住的機遇。1973年的這次考察有個意外收穫，NEC表示願意將全套先進的3英寸晶片生產線轉讓給中國——這是我們引進集成電路先進生產線比較近的一次機會。如果當時引進這條生產線，我們或許將比臺灣地區早3年、比韓國早5年開展COMS工藝批量生產。

當時NEC的出讓報價是：一種工藝技術及全線設備3000萬美元，兩種工藝及設備4000萬美元，三種工藝及設備5000萬美元。但當時我們的情況是，最多只拿得出1500萬美元。

缺錢，也是上世紀70年代中國集成電路發展中拖後腿的重要因素。1966年至1995年間，我國對半導體累計投資僅有50億元人民幣——也就是說，舉國30年間的總投入，不及國外一家大公司一年的資金投入。

王守武回國後，向時任國防科工委科學技術委員會副主任的錢學森匯報情況，錢學森卻表示有心無力。當時正是四人幫鬧得最兇的時期，四機部老部長王諍因為「蝸牛事件」再次被迫害，四機部大院裡貼滿大字報批判「洋奴主義」，引進外國技術，被江青等人認為是「事關國格」的路線問題。

這樣的背景下，NEC的全套設備和技術當然是買不成了，折中方案是由國內7家單位分別從日本和美國購買單臺設備散拼生產線，但實際上都無法進行MOS電路的規模化生產。直到1988年，上海無線電十四廠與比利時貝爾合資建廠，中國才算是初步建成規模化的MOS電路生產線，整整蹉跎了15年。

動亂、封鎖、缺錢，讓那個年代的中國電子工業人，面對國外的先進技術設備只能望洋興嘆。錢學森晚年曾經感慨道：

「60年代我們全力投入兩彈一星，我們得到很多。70年代我們沒有搞半導體，我們為此失去很多。」

2

全國大煉半導體

60至70年代，國內掀起一股「半導體熱」。各省市紛紛興建電子廠，爭相上馬集成電路項目，一時間全國建起了40餘家集成電路工廠。

在文革全民狂熱的時期，甚至出現過用群眾運動的方式大煉半導體。為了打破「尖端迷信」，報紙上還專門以老太太在弄堂裡拉擴散爐搞半導體作為宣傳典型，進行長篇報導。

這場群眾大煉半導體運動的最早理論來源，是陳伯達在文革前夕提出的「電子中心論」，也算是中央高層領導中對新技術革命最早的領悟者。1965年，中央政治局常委開會討論這個問題時，鄧小平指出：

「中國人口多，底子薄，搞太多新技術恐怕不合適，還是一切照舊，穩當一點好。」

1970年的廬山會議，陳伯達倒臺。「電子中心論」也成為《人民日報》公開批判的對象。

但這畢竟只是荒唐年代的一段荒唐插曲。60-70年代半導體火爆的主要原因，還是因為「巴統」對中國實施封鎖，中國的電子工業只能靠自己生產的元器件來配套——當時國內一塊與非門電路價格高達500元，在利潤驅動下，各地集成電路項目一哄而上。

而這樣的火爆引起了一個人的警覺。

江南無線電器材廠（又稱742廠）廠長王洪金，是一位參加過解放戰爭和抗美援朝的老革命，在部隊裡學習過無線電通信技術。王洪金想到，市場就那麼大，全國的電子廠一哄而上肯定要打架。經過深思熟慮後，他決定放棄炙手可熱的集成電路生產，改為主攻分立器件。這一次轉型，也讓江南無線電器材廠成為分立器件的龍頭企業，在市場競爭中站穩了腳跟。

1969年，遷入大王基廠區的江南無線電廠

王洪金的判斷現在看來無疑是明智的，雖然當年國內大批上馬集成電路項目，但大多數是分散而低效率的生產方式。大量半導體工廠也處於散、小、獨、弱狀態。1977年7月，剛剛復出主管科學教育工作的鄧小平同志，邀請30位科技界代表在人民大會堂召開科教工作者座談會，王守武發言說：

「全國共有600多家半導體生產工廠，其一年生產的集成電路總量，只等於日本一家2000人的工廠月產量的十分之一。」

也是這一年3月，江南無線電器材廠面臨第二次重大抉擇。王洪金帶著總工程師車運洪等 10 多人，從無錫奔赴北京與日本東芝進行談判。就在幾個月前，國家決定從日本引進彩色顯像管生產線和集成電路生產線。為了這條生產線的落戶，各地電子廠「各顯神通」展開角逐，王洪金自然不敢懈怠。

經過層層調研論證，這條生產線最終花落江南無線電器材廠。可還沒高興多久，問題就來了——僅僅為了一個產品執行標準，廠裡就吵的不可開交，到底是死抱日本標準來規定生產，還是以用戶需求來指導生產?

這個現在看來並不算問題的問題，對於改革開放初期的企業而言卻是個巨大的思想挑戰。最終在一批人的堅持下，742廠選擇了以用戶需求為導向。正是這種計劃體制大背景下樸素的「市場意識」，再一次讓江南無線電器材廠脫穎而出。

此時，全國已經興起一陣引進國外設備的高潮。當年競相上馬建設的電子廠，現在又競相投資引進國外設備。僅1981年至1985年間，全國就有33家單位不同程度引進生產設備，累積投資13億。然而由於引進的大部分是淘汰設備，且沒有配套的技術和管理，導致最後只有寥寥數條線能真正投產。

當時的大背景是，國家縮減對電子工業的直接投入，鼓勵各電子廠到市場上去自尋出路——被趕下海不久的電子廠，缺乏科研能力和產業化經驗，盲目跟風一陣亂投。成功引進設備的企業，也沒有能力去吸收和消化技術，更遑論二次創新了。

東芝生產線落戶的5年後，曾有日本負責人來中國了解情況，發現生產工藝跟5年前相比沒有一絲進步，原本對轉讓技術還有一絲顧慮的日本人也放心了。

中國半導體產業發展早期，靠著一批海歸精英、蘇聯顧問和國內技工隊伍分別突破各項技術，在科研攻關方面並沒有落下太多。然而，科研成果不等於產業化能力，更不能代表批量化、大規模生產的能力。

反觀美國Intel，從創始初期就致力於打破研發和生產的壁壘，日韓半導體的發展也是產學研高度融合的成果。中國人由於早期體制的原因，更多時候將半導體作為科研項目突破，卻並未將其作為一個產業去培育和發展。

沒有輸在科研起跑線上的中國半導體，卻在產業化的競賽中被甩開了距離。

3

追不上的摩爾定律

為了解決「科研成果無法轉化為生產力」的問題，有關領導部門將永川的24所遷出一部分科研力量到無錫，與江南無線電器材廠組成產研聯合體，後來發展成為華晶電子集團公司。然而從後續華晶依然一而再、再而三地從國外引進技術來看，研發和生產的聯結並不如人意。

不過，這一場合併倒是為中國培養了一批造芯人才。華晶後來成為中國集成電路產業的黃埔軍校，為政府相關部門、中芯國際、華虹宏力、華力微電子、長電科技、通富微電等企業培育了不少於500位骨幹人才。

在華晶的基礎上，國家計委和電子工業部在1990年提出「908工程」，目標是在「八五」期間將半導體技術提升到1微米。工程總經費20億元——其中15億元用於華晶公司建設月產1.2萬片的晶圓廠，另外5億元投給9家集成電路企業建設設計中心。這個工程在當時被全國寄予厚望，是一場決心拉近與世界先進水平差距的戰役。

此時，全球電子工業已經全面進入超大規模集成電路發展階段，摩爾定律威力凸顯。所謂摩爾定律，是Intel創始人之一的戈登·摩爾於1965年提出的一條晶片產業發展著名規律，即集成電路晶片上所集成的電路數目，每隔18個月就要增加一倍。

由此引申出反摩爾定律——賣掉與18個月前同樣數量、同樣性能的產品，營業額就要下降一半。反摩爾定律倒逼所有晶片公司必須趕上摩爾定律速度，任何一個技術跟不上的公司都會被淘汰。

在這一定律的鞭策下，世界晶片格局風起雲湧，各晶片企業、乃至國家和地區之間的競爭可以用慘烈形容。

1981年，日本松下針對Intel推出競品存儲晶片，導致Intel晶片價格從28美元直接殺至6美元。次年，日本東芝投資340億日元，由川西剛帶領1500人的團隊開始實施「W計劃」，3年後量產1MB動態隨機存取存儲器，並加碼推出「價格永遠低10%」的競爭策略，將Intel打到破產邊緣。

1985年，Intel在其卓越管理者格魯夫的帶領下做出「戰略性轉折」，放棄起家的存儲晶片業務，專注於個人電腦CPU，在另一條賽道上開始了所向披靡的徵程。

就在中國決定實施「908工程」的同一年，Intel的386晶片搭載微軟的Windows3.0系統，徹底改變了計算機技術，開啟了壟斷桌面端30餘年的「Wintel時代」。同樣在這一年，韓國三星開發出世界上最早的256MB的動態存儲器，正式宣告超越日本技術。而在此3年前，德州儀器的三號人物張忠謀回到中國臺灣，創辦了一家專業代工生產晶片的公司，名為臺積電。

世界半導體風雲瞬息萬變，我們的908工程卻一直在「準備中」。光費用審批就足足花了2年，從美國朗訊引進0.9微米生產線花了3年，建廠再花2年——從立項到投產歷時7年之久。

7年時間相當於4.6個摩爾定律周期，意味著投產即落後主流技術接近5個世代。投產當年，華晶公司即虧損2.4億元，巨額投資打了水漂。

更嚴重的後果是，集成電路「八五」計劃的失敗，讓中國晶片又錯失了5年時間。 當華晶公司尚在0.8微米的卡點無法量產時，世界主流製程已經發展到了0.18微米。

4

市場和計劃兩隻手

「908工程」的經費主要來自建設銀行的貸款。

商業銀行的巨額貸款利息加重了企業負擔，華晶由盈利單位變成了虧損單位。由於壞帳嚴重，華晶後來連債轉股的嘗試都沒有成功，最終被香港中資企業華潤集團接盤，改名為「華潤微電子」。老一輩半導體專家朱貽瑋談及此事時說：

「單純依靠銀行較高利率的貸款來建設晶片項目是行不通的」。

另一個被貸款利息所困的是首鋼日電。1991年，抱著「首鋼未來不姓鋼」的決心，首鋼跨界進軍晶片，與日本NEC成立合資公司。但是，中日雙方加起來的入資總額不到總投資額的1/3，其他資金基本來自境內外銀行貸款，給自己背上了沉重的利息負擔。

除了資金，首鋼日電還存在其他問題——技術完全由NEC提供，主要客戶也是NEC，首鋼日電只是對著日本圖紙生產。

這種「兩頭在外」的模式讓企業幾乎沒有抗風險能力。當2001年的半導體危機重創NEC時，首鋼日電也立刻陷入困境。2004年，首鋼宣布徹底退出晶片行業。

首鋼日電昔日風採

耐人尋味的是，在退出晶片產業的前一年，房地產業務發展為首鋼的核心業務之一，日後甚至做成中國房地產開發百強公司。

這在北京並非孤例。北京當年的半導體巨頭們，大部分都剝離了半導體業務，轉而將資金投向水漲船高的房地產市場，唯有京東方仍然在研發的道路上孤獨堅持。雖然屢戰屢敗，但就是堅決不搞房地產，直到終於熬成中國液晶面板的龍頭企業。

在當時的股民眼中，京東方是一家「不按常理出牌」的企業。企業逐利天經地義，董事會也需要跟股東交代，決策發展方向時往往有更為「理性」和「現實」的考量。像半導體集成電路這種資金密集、技術密集、回報周期長的產業，單靠計劃科研攻關，或者單純依賴市場這隻「無形的手」都是無法搞起來的。

計劃和市場兩隻手，都需要同時發揮作用，兩隻手還不能互相打架。

到了1994年，中國大陸晶片的落後已經可以用「觸目驚心」來形容。這一年產量和銷售額分別只佔世界市場份額的0.3%和0.2%，技術水平落後發達國家15年以上。

在這樣的背景下，國家上馬了「909工程」，這是908工程受挫後，中國人第二次向「芯」高地發起衝擊。時任電子工業部長的胡啟立在後來的回憶錄中記下了當時「只許成功，不許失敗」的豪言，但隨後又寫道：

「現在想來，那時我對即將遇到的風浪和危難的估計都是遠遠不足的」。

圍繞著「909工程」，1997年間上海相繼成立了上海虹日國際、上海華虹NEC、上海華虹國際等電子企業。其中華虹NEC吸取了「908工程」的教訓，只用不到2年時間即建成試產，2000年取得30億銷售額的好業績。但好景不長，第二年即遭遇全球半導體危機。作為新生企業，華虹NEC在這場危機中更不能倖免，當年虧損13.48億元。

由於對集成電路產業認知不足，華虹NEC在成立的最初幾年，「賺了還是虧了」成為評價其是否成功的主要標準。當遭遇2001年虧損時，批評的聲音便紛沓而至，媒體也尖銳的指出:

「光靠砸錢做不成晶片」。

3年後，儘管華虹NEC業績恢復穩定，但此後十餘年間，再未獲得國家資金支持。

砸錢不一定能做成晶片，但做晶片一定要砸錢。

2000年，在國內半導體4位院士的推動下，北京市政府決心建設北方微電子產業基地，先後在亦莊和八大處奠基開工了訊創6英寸廠和華夏8英寸廠。次年同樣由於全球半導體危機，海外資金募集陷入困境，創訊和華夏項目紛紛流產。

但實際上，一些有遠見卓識的人，反而會選擇在行業低谷期投資建廠。低潮期建廠成本相對較低，建成後很可能趕上下一輪高潮。可惜大部分投資者和經營者都很難做出這樣的決策。真正敢在逆周期下血本投資的，往往離不開政府的引導和堅定支持。

1983年，韓國三星決定全力進軍晶片，卻遭遇了一個極其兇險的開局。三星推出64kb 存儲晶片時，美日存儲晶片價格戰正酣，內存價格從4美金跌至30美分。初涉晶片的三星捲入價格戰的洪流，僅僅2年時間就把股權資本盡數虧空。創始人李秉喆事後心有餘悸：

「為這個項目，三星賭上了全部」。

據李秉喆回憶，當時每一個部門來給他匯報工作，無一例外都是哭訴快要撐不住了，勸他早點撤出集成電路產業，為自己留條後路。

上世紀60年代，李秉喆就買下水原郊區200畝地意圖打造電子工業基地，如今發展成為三星水原總部

關鍵時刻還是依靠韓國政府出手，不惜動用日本的戰爭賠款，投入3.46億美元，同時帶動20億美元私人資金給三星託盤。正是在這樣的輸血下，三星才有了後來讓其聲名大噪的「逆周期投資」，終於挺到美日籤署《半導體協議》，一個箭步上前補了日本人的缺。

5

乘風破浪會有時

中國半導體產業躊躇的70至90年代，恰是全球半導體產業百舸爭流的重大轉折期。

從1971年Intel推出DRAM動態存儲器，標誌著大規模集成電路誕生開始，此後30餘年是全球大規模集成電路產業化的黃金時期，技術、資本、市場、人才各要素都在這一時期充分發育，最終形成了今日的世界晶片格局。

1976至1979年間，日本政府主導了著名的「超大規模集成電路計劃」。在日本通產省牽頭下，日立、三菱、富士通、東芝、NEC五家公司為主體，成立「VLSL技術研究組合」，集中優勢人才協作攻關，打破企業技術壁壘——這場以趕超美國為目的的「運動」成效驚人，取得了千餘件專利，日本集成電路技術水平大幅提升，為80年代日本存儲晶片超越美國奠下基礎。

1986年，遭遇日本集成電路的圍堵後，美國政府親自迎戰，發布《危機中的戰略工業》報告，讓日本相繼籤下一系列限制其集成電路發展的條例，還成立國家半導體諮詢委員會，專門給美國半導體企業提供各種支持。

同一年，韓國政府聯合三星、LG、現代和韓國6所大學，將4MB動態存儲晶片作為國家重點項目研發，3年投入1.1億美元，政府主動承擔57%的經費，此舉為90年代韓國存儲晶片超越日本奠下基礎。

1987年，臺積電成立。臺灣當局政府成立專項開發基金，出資1億美元佔股48.3%，政要人物甚至親自下場為臺積電募集資金。此外還給予場地、稅收等各種優惠。力度之大，甚至一度出現臺積電稅後利潤反高於稅前利潤的奇觀。

在全球產業鏈的融匯中，企業發展出自主創新的核心技術能力，在政府的統籌布局下，進行持續穩定且有建設性的資本投入；在與技術發源地美國的激烈角逐中，孵化並成長起來具有競爭力的企業；在官產研一體的磨合中，磨鍊出技術和管理的領軍人物和成熟團隊……

而上述種種條件，在改革開放初期的中國都不具備。中國的集成電路產業在計劃與市場之間搖擺糾結三十餘年，等到90年代奮起直追之時，發現仍然是一身束縛，一地雞毛。

所幸2000年前後，誕生了一批以中芯國際、華為海思、展訊、中星微電子等為代表的新生代晶片企業，部分汲取了上個世紀中國集成電路產業的發展教訓，在中國逐步成熟的產業化土壤中紮根發芽，經過20餘年的艱難生長，總算開花結果。

他們的崛起和突圍，將是中國晶片產業的另外一個故事。

參考文獻：

[1] 朱貽瑋,《集成電路產業50年回眸》，2016年

[2] 謝志峰\陳大明《芯事》，上海科學技術出版社, 2018

[3] 陳芳\董瑞豐《芯想事成|中國晶片產業的博弈與突圍》，2018

[4] 王陽元《我國集成電路產業和微電子科學技術發展目標及建議》中國無線通訊，2001

[5] 川西剛著 蕭秋梅譯《我的半導體經營哲學》，1999

[6] 於文心《三星帝國》，2014

[7] 張蓋倫《電晶體誕生70年：回首中國集成電路來時路》，2008