為何越來越落伍 一文看懂中國芯片發展簡史

【大紀元2019年05月30日訊】(大紀元記者蕭律生綜合報導)美中貿易戰、美國制裁華為案,讓中國人看到自己國家在芯片技術上的差距。其實,在世界芯片發展歷程中,中國的芯片一開始並不很差,但是由於中共的一次次政治運動與政策導致技術差距不斷拉大。

在發展初期,中國芯片的技術發展水平只與美國相差7年。可是經歷文革後,中國與世界脫軌;改革開放後的資金困境及「市場換技術」模式,導致該行業迅速萎縮。近些年中國芯片界更是頻頻發生盜竊知識產權、假芯片等風波。

本文將從4個方面、按照時間順序,概述世界芯片、中國芯片的發展,會發現中國芯片沒能很好地發展是因為中共

半導體的發現

芯片是半導體元件產品的統稱,是集成電路的載體,由晶圓分割而成。

19世紀30年代到20世紀初,英國、法國、德國、美國科學家不斷發現半導體存在的諸多特徵。隨後,半導體領域開始經歷從電子管、晶體管到集成電路、超大規模集成電路歷程。

一直到1946年2月14日,世界上第一台電子數字計算機ENIAC(埃尼阿克)在美國問世,但其是一個龐然大物,重30噸,占地約170平方米,裝有18,000隻電子管。

貝爾實驗室。(en:User:Blaxthos/english Wikipedia)(CC BY-SA 3.0)
貝爾實驗室。(en:User:Blaxthos/english Wikipedia)(CC BY-SA 3.0)

1947年12月23日,第一塊晶體管在美國的貝爾實驗室誕生,使晶體管代替電子管成為可能。20 世紀50年代起,晶體管開始逐漸替代真空電子管,並最終實現了集成電路和微處理器的大批量生產。

1959年,美國仙童半導體公司的諾伊斯(Robert Noyce)寫出打造集成電路的方案,並發明了世界第一塊矽集成電路。1966年,美國貝爾實驗室使用比較完善的矽外延平面工藝,製造出第一塊公認的大規模集成電路。

20世紀50~80年代的中國半導體行業

共產主義國家的前蘇聯,1953年已研究出第一批點接觸鍺型晶體管。1956年,矽晶體管問世,僅比美國晚6年。可是由於內部鬥爭,在1956年前蘇聯部長會議的一次討論中,得出晶體管永遠不會成為一個有用的東西,讓社會保障機構去研究的結論。

20世紀50年代中期,中國開始發展半導體,並逐漸縮短與美國的距離。可是一場文化大革命,導致該行業人才流失,技術差距不斷拉大。

1956年,中國電子工業被列為重點發展目標,中國科學院成立了計算技術研究所(簡稱中科院計算所),北京大學還設立半導體專業。1958年,上海組建華東計算技術研究所、上海元件五廠、上海電子管廠、上海無線電十四廠等。

1960年,夏培肅(女)院士自行設計的107計算機研製成功,並被安裝在中國科學技術大學。1964年,計算機專家吳幾康成功研製中國第一台自主設計的晶體管119計算機。

119計算機。(網絡圖片)
119計算機。(網絡圖片)

1965年,中國自主研製的第一塊單片集成電路在上海誕生。中國步入集成電路時代僅比美國晚了7年,可是比韓國早10年。

1966年至1976年,中國歷經10年文化大革命。電子工業部第13研究所的金聖東、趙正平在一篇回憶文章中寫道:「集成電路喪失了10年左右的時間。起步較早的集成電路產業,機會失去了,落伍了。」

有中共官方媒體文章曾稱,文革期間過於頻繁的政治運動導致科研工作無法正常進行。例如,科研工作者被迫白天在單位搞運動,晚上搞科研;再如,一批出身優渥的科學家被打擊,不僅被迫離開科研一線,還受到不公正的待遇。

虎嗅網曾刊文稱,回國的王守武是美國普渡大學畢業的高材生,文革中遭停職批鬥,備受誣衊和誹謗;中國半導體物理的奠基人謝希德,被整成走資派,每天工作是掃廁所;而拉出中國第一根矽單晶棒的林蘭英,因父親的緣故備受屈辱,她的父親曾是國民黨的縣黨部書記,被造反派在火車上毆打致死。

而此時,引領世界半導體行業的美國在持續發展。日本則積極引進美國技術,發展半導體產業。

1965年,戈登·摩爾(Gordon Moore)提出摩爾定律。1968年,美國一家無線電公司研究團隊成功研發了第一個互補金屬氧化物半導體(CMOS)集成電路。CMOS器件的發明又有效地實踐了摩爾定律。同年,諾伊斯(Robert Noyce)和戈登·摩爾 (Gordon Moore)創立了英特爾(Intel)公司。

中國一直到1970年,哈爾濱軍事工程學院(簡稱哈軍工)才研製出中國第一台具有分時操作系統和彙編語言、FORTRAN語言及標準程序庫的計算機441B-III。

1972年,美國總統尼克松訪華,中國才開始從美國引進技術。

由於從美國引進技術,1975年,上海無線電十四廠成功開發出當時中國最高水平的1024位移位存儲器,達到國外同期水平;同年,中科院109廠生產出中國第一塊1024位動態隨機存儲器,這一技術儘管比美國、日本晚了四五年,但是比韓國要早四五年。

1982年10月,國務院成立了以時任副總理萬里為組長的「電子計算機和大規模集成電路領導小組」,制定中國芯片發展規劃。中共航天691廠技術科長侯為貴,1985年在深圳創立了中興通訊的前身中興半導體。

然而,80年代,中共中央稱財政緊張等,在該產業急需進行技術設備升級時,停止給中國電子產業撥款,導致中國電子產業迅速被技術革命淘汰。

另外,80年代還出現想走捷徑的風氣,既想快速賺錢又要發展技術,又發生從國外引進淘汰的落後晶圓生產線。

半導體觀察網曾撰文表示,中國經濟在1984年出現鈔票供應增幅,高達39%。而連年狂印鈔票導致惡性通貨膨脹,物價大漲。

此時的中國,因為中共政府大規模壓縮科研經費,國内半導體技術發展與正在加大投資積極發展半導體產業的美國、日本的技術差距迅速拉大,甚至被韓國、台灣徹底甩開。

此外,陸媒察網曾分析,僅1985年,中共各級政府、企業機關花費29.5億美元巨額資金,進口了10.6萬輛小轎車;官僚體系大肆吃喝享樂、貪污腐敗,抽乾了中國工業體系所需的技術升級血液,導致中國電子、汽車、紡織、機械、航空等產業在1990年代全面垮掉,超過4000萬人失業。1986年,中共前黨魁鄧小平又搞反對資產階級自由化運動。

直至1988年,甘肅天水天光集成電路廠紹興分廠被改組成為紹興華越微電子公司,建立了中國第一座4英寸晶圓廠。同年9月,上海無線電十四廠與上海貝爾(美國貝爾中國分公司)聯合成立上海貝嶺,成為中國微電子行業第一家上市公司。

日、韓、台灣半導體行業發展迅速

集成電路產品,從發展至今六十餘年,主要集中在美國、歐洲、日本、韓國和台灣。其中日本、韓國、台灣,在20世紀70~80年代迅速超過中國。

日本

20世紀60年代中期,日本開始發展半導體產業,不斷從美國引進技術;日本政府還要求日本電氣公司(NEC)將取得的技術和國內其它廠商分享。隨後,NEC、三菱、京都電氣都積極投入半導體行業發展。

由於日本在引進階段特別注意消化吸收國外的精華,其產業緊隨美國之後,成為世界第二半導體產業生產大國。東芝、日立公司、富士通也加入其中。1976至1979年,在政府引導下,日本開啟超大規模集成電路的共同組合技術創新行動項目(VLSI),投資720億日元,用於進行半導體產業核心共性技術的突破。

到80年代,日本在半導體記憶體方面已經取得了技術領先,又加上大規模生產技術、低價促銷的競爭戰略,迅速取代美國成為半導體記憶體主要供應國。到1989年,日本芯片在全球的市場占有率達53%,美國僅37%,歐洲占12%,韓國1%,其它地區1%。

韓國

韓國是從1978年才開始發展半導體產業。當時韓國電子技術研究所(KIET)從美國購買3英寸晶圓生產線,次年投產。三星創始人李秉喆在70年代就注意到芯片產業「點石成金」的優勢,並下決心投入巨資。

80年代起,韓國政府調整政策,吸收在歐美發達國家學習這方面技術的韓國學子回國,並不斷引進國際先進技術,韓國集成電路得到突飛猛進的發展。韓國的大財團也積極加入其中,引發許多上下游企業共同發展。

1983年,三星首個芯片工廠在京畿道器興地區落成;僅時隔10年,三星的量產芯片市場份額直逼日本。21世紀,韓國政府仍舊不斷投資此產業,培養芯片產業人才;並且將防止半導體技術的洩露、逮捕產業間諜、維護知識產權,作為韓國情報機構近年來最重要的任務之一。

台灣

1966年12月,美國通用儀器(GI)在台灣高雄設廠,從事晶體管裝配,拉開了台灣電子代工業序幕。20世紀70年代,台灣電子研究院電子所成立,並在世界範圍內招攬集成電路專家。

圖為台積電位於新竹科學園區的晶圓五廠。(Peellden/Wikimedia Commons)

1975年,台灣政府耗資4.89億元新台幣(約1287萬美元),向美國無線電公司(RCA)購買3英寸晶圓生產線。同時,台灣政府派出40多名留學人員到美國無線電公司進行培訓。1977年10月29日,台灣工業技術研究院的3英寸晶圓中試生產線落成,比韓國早1年。

1980年,台灣聯華電子建立4英寸晶圓廠。1987年,台積電純晶圓代工廠成立。1989年,台灣宏碁電腦與美國德州儀器合資,在新竹園區建設6英寸晶圓廠,成為台灣第一家專業DRAM生產廠。

20世紀90年代到21世紀初,台灣企業發現在DRAM技術上,無法與韓國三星、日本電氣公司競爭,便轉型為代工廠。

大陸芯片的造假與盜竊

而從20世紀90年代起,中國的芯片發展卻問題百出,以內訌、盜竊、造假「聞名」。

1990年,中共推出「908」工程,總投資20億元,其中15億元用在無錫華晶電子。可是,「908」工程光是經費審批就花了兩年時間,最終由於審批流程實在過於繁瑣而流產。

很快,1995年中共國務院動用財政赤字,「909」工程又立即上馬,成立華虹集團。該集團成立後的第三個月,1996年7月,西方33個國家簽定了《瓦森納協定》(全稱《關於傳統武器與軍民兩用貨物與技術的出口控制的瓦聖納協議》)。而民用技術中包括電子器件、計算機、傳感器等九大類被管制,中國也處於被禁運國家之列。

1997年7月,華虹和日本NEC合資成立了華虹NEC。2000年4月,張汝京在上海成立中芯國際,到2003年衝到了全球第四大代工廠。2001年,全球芯片價格波動暴跌,華虹巨虧。為了配合華虹消化產能,「909」工程另外投資了5家芯片設計公司,其中有一家名叫華為。2004年,華為改名為海思半導體。

2003年8月,台積電控告中芯國際竊取技術。從2003年8月至2009年11月,中芯國際大部分時間都陷入了與台積電的糾紛中,兩次被台積電起訴,敗訴後累計賠償3.4億美元。

2001年4月,北京一家名叫中芯微的公司設計研發出了中國第一顆可商用的嵌入式CPU——方舟一號。隨後該公司改名為方舟科技,並獲得官方支持。但是2005年,方舟科技因內訌而分崩離析。

方舟科技崩盤後不到一年,2006年1月,上海交通大學教授陳進被曝光芯片造假,即「漢芯造假事件」。

上海交大教授、博導陳進「漢芯一號」造假的醜聞,曾在國內造成轟動。(大紀元資料室)
上海交大教授、博導陳進「漢芯一號」造假的醜聞,曾在國內造成轟動。(大紀元資料室)

2003年,上海交大教授、博導陳進將摩托羅拉飛思卡爾買的DSP芯片上面的LOGO打磨掉,印上了漢芯的字樣,並稱之為「漢芯一號」。隨後3年,陳進靠著換外國芯片的LOGO,騙了一億多經費。而當初負責評定的專家卻連真假芯片的尺寸都判斷不出來。

隨後,不斷曝出中方企業偷盜美國技術,或跟伊朗、朝鮮等受美國制裁的國家做生意。

例如,2016年,中興被美國政府指控,將帶有美國限制技術的手機等產品銷售到伊朗和朝鮮等受到美國制裁的國家,3月時,中興被美國政府列入被禁實體清單。

2016年2月成立的福建晉華,於2018年被美國司法部提起刑事起訴,指控其涉嫌密謀、通過台灣一家芯片製造商竊取美光科技的技術。#

責任編輯:林詩遠

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