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佔領台積電就完事兒?本土芯片的發展哪有這麽簡單

本文作者:老局長,頭圖來自:unsplash

上一篇我們聊“中芯國際”和半導體行業國產替代的文章,看來已經引起了各位不小的興趣。在後台,也有不少朋友給局長講了很多對國產芯片行業發展的看法。

▲你的台積電很好,可惜下一秒就是我的了

根據局長我的粗略目測,有一種觀點是最普遍的,那就是:

佔領台積電!!!

看到這五個大字,我的眼前似乎出現了這樣一幅景象:

有朝一日,我們佔領了台積電在新竹的本部工廠,“繳獲”了幾十台我們現在可望而不可及的光刻機。

“台積電”也改名了,變成了“中集電”(中華集成電路製造股份有限公司)。

從那以後,我們就掌握了世界上最先進的芯片製造設備,也就有了生產世界上最尖端芯片的能力。

這種想法很大膽,很狂野,但很遺憾,這種想法也很不現實。局長覺得,大家“佔領台積電”的初心是好的,我們需要更多關心國家、民族未來發展的人。但這種想法的潛台詞就好像是在說“我們就缺個台積電了”,類似的想法我們都聽過——“就缺一個程序員了。”

有一說一,ASML光刻機之類的設備當然是我們現在得不到的好東西,

但我們缺少的,遠遠不是這些。

我們缺少什麽?

說實話,人才、技術我們都缺,並且兩者不能割裂來看。

人才研究了技術,技術形成了設備,設備訓練了人才。這是一個封閉的循環。我們現在沒有先進的技術,是因為我們的半導體人才培養斷了,我們失去了培養芯片專家的最好時期。劃重點,我們的半導體人才培養是“斷了”,而不是沒有。

1956年,我們做出了第一支晶體三極管,落後美國9年。

1962年,我們造出了第一代矽平面晶體管,

1965年,北京、石家莊和上海的研究所都製造出了各自的集成電路產品。

同年,清華大學造出了65式接觸式光刻機。

1977年,JGK-3半自動光刻機在上海誕生,

1982年,中科院109廠的KHA-75-1光刻機誕生,性能僅落後業內最先進的日本佳能4年。

......

▲那些年,我們的光刻機並不落後別人太多

雖然那時候一窮二白,但那時候的中國半導體產業,已經有了一個夢幻般的開局。從國際上來看,我們僅落後於美國,基本和日本同步,遙遙領先韓國和歐洲。而台積電,還要再等5年才誕生。

更重要的是,在那個“冷戰”最緊張的時候,我們擁有了一條從單晶矽片製造到設備生產,再到集成電路加工的完整的產業鏈。這說明,以一國的內部產業鏈去追趕整個西方的產業鏈,並非不可能。

要技術有技術,要人才有人才,然後,就沒有然後了,別問,問就是中國集成電路沉默的三十年。

局長所知道的,就是後來的事情。21世紀初,當台積電、IBM和英特爾開始琢磨把乾式光刻機升級成為現在主流的浸潤式光刻機的時候,我們的乾式光刻機才剛剛立項。

我們並不是不知道半導體有多麽重要,也不是沒有培養過半導體人才,只是斷了。

好端端地,怎麽就斷了呢?

無奈的斷代

1980年代,大陸的經濟,落後得讓人心疼。

當美國人坐著噴氣式客機、日本人坐著“新乾線”旅行的時候,我們甚至還在用蒸汽機車。人窮志短,窮,成了科研最大的難題,也成了阻礙眼界的那一片樹葉。

▲1980年代,美國人有波音747,日本人有新乾線,

我們只有綠皮火車

台灣能成功,一是靠外部的有利條件,二是靠自己的努力拚搏。1980年代,台灣抓住了世界半導體市場發展浪潮和西方技術轉移的尾巴,在最後時刻登上了列車。

而由於大家都懂的原因,台灣比起大陸能夠更好地獲得歐美的技術,也更容易得到歐美市場的認可,對於早期的台積電來說,正是美國英特爾的認可讓它在業內站穩腳跟。當時的台灣內部,對於這個機會也具有清醒的認識,大把大把的資金投向了半導體產業,就連學校的教育政策也隨之轉向,重點培養半導體人才。手握歐美先進技術,又能自由出入市場,而且自身也非常重視人才培養和資本支持,台灣半導體的崛起就只是時間問題。

我們的情況就不同了。

首先我們要承認一個事實:

芯片畢竟不是原子彈。

原子彈是架在脖子上的刀片,搞不出原子彈,就要時刻面臨核訛詐,腰杆子就直不起來,這是生死存亡的問題。芯片,則像是銀行的催款單,雖然遲早有一天要來,但在銀行上門之前,日子都是太平的。

典型的例子就是俄羅斯,儘管沒有什麽拿的出手的高科技產業,只能靠賣天然氣度日,但憑著從蘇聯手上繼承的核彈頭,就足夠讓俄羅斯在很多事情上可以給歐美甩臉色。

▲俄羅斯閱兵式上的洲際彈道導彈

80年代的我們,不僅要面對“瓦森納爾協定”、“巴統”的花式封鎖禁運,還要解決國內的經濟、民生和國防問題。

一邊是十幾年後才到來的芯片時代,一邊是迫在眉睫的經濟問題,一邊是未來的高科技產業,一邊是生活拮據的十億國民......

任何一個理性的決策者都知道應該如何取捨。

這也就是為什麽我們不能像搞原子彈那樣,當掉褲子也要搞芯片的原因——我們有更迫切的問題要解決,麻煩事情太多了,根本輪不到芯片。

“貿工技”VS“技工貿”:技術發展路線的抉擇

“貿工技”和“技工貿”,是兩種發展路線優先級的簡稱。

前者的優先級是“貿易-加工-技術”,也就是先通過代理和經銷來進行原始積累,然後再進行產品的研發和銷售。後者則相反,“技術-加工-貿易”,先進行技術研發,然後生產出產品後組織銷售。

現在的我們有了足夠的財力,但心痛於技術的落後和外國的壟斷,迫切地希望獲得技術。可如果我們站在80年代的歷史背景裡,最需要的卻是資金。所以,當年我們選擇的是“貿工技”的發展路線。

很多人都認為正是因為“貿工技”不重視技術,過度重視利潤,讓中國的先進技術遭遇了寒冬,但這其實是有失偏頗的。兩種路線,其實殊途同歸。技術是“貿工技”的最終目的,技術也是“技工貿”的最初動力,沒有任何一個路線忽視了技術的重要性的。

其實,歷史已經給出了解答,因為,今天在世界手機市場上叱吒風雲的華為,就是“貿工技”的代表。華為最初只是做交換機的轉手貿易和銷售工作,是100%的貿易公司,但是任正非有遠見,從2001年開始就著手做技術、研發芯片,於是在通信器材領域獲得了巨大成功,並且很及時地挺進手機市場。於是才有了今天的華為。

這是一條非常清晰的“貿易-加工-技術”的路線。

事實上,直到1985年,我們的半導體技術都和歐、美、日相差無幾,但80年代末,一大批按照“貿工技”發展的中國企業走偏了。“貿工技”的終極目標是實現技術上的領先,貿易只是獲取原始資本的手段。然而,那時候的不少企業卻沉迷在“貿易”和“加工”帶來的“快錢”裡不可自拔。

是啊,既然靠經銷和代理就可以賺的盆滿缽滿,為什麽還要搞研發呢?

這種拋棄了“自力更生,艱苦創業”的態度再加上當時一些政策的不合理,要求科研院所和工廠“自負盈虧”,於是我們看到的就是那個年代獨有的各種“多種經營”現象:雷達廠開始造電視,核工廠做冰淇淋,研究員白天搞科研,下班之後賣燒餅,原本能夠製造光刻機的武漢無線電三廠,改行賣零食,可最終還是破產了......

人在為生活奔波的時候,是沒工夫仰望星空的。

▲核工業504工廠的冰淇淋

於是,我們和別人的差距,從4年變成了20年。

人才斷代:禁不住的“糖衣炮彈”

比起那些在“貿工技”上走偏了的企業,更殘酷的打擊則是國外先進產品的“糖衣炮彈”。

講一個簡單的故事。

我們都知道,芯片的設計最開始是手繪的。但是隨著芯片裡的電路越來越複雜,人們紛紛開始使用計算機輔助設計。讓計算機代替人們來檢查設計中的那些不合理的地方,設計師只需要在關鍵節點上操作即可,這種技術,就是電子設計自動化 Electronic design automation,縮寫:EDA。

▲“巴統”,縮寫COCOM,

圖為國外學者對巴統的研究課題

國外研究EDA的歷史很久了,甚至可以追溯到60年代,“巴統”,全稱是“巴黎統籌委員會”,這個專門負責管理技術禁運的組織很長一段時間以來都對EDA技術管控甚嚴,禁止我國獲得這種技術。

1991年,國產熊貓EDA系統問世,不僅性能強大,而且還在國際評比中得了獎。好嘛,好巧不巧,“巴統”突然在這時候就把EDA從禁運名單裡刪除了。隨後,美國的EDA產品便殺入了中國市場,於是“熊貓”就真的變成了珍稀動物,從業界主流裡消失了,取而代之的則是各種歐美軟體。

歐美軟體大行其道,帶來的影響,遠不止一個國產品牌消失那麽簡單。企業裡都在使用歐美的軟體,學校裡教的自然也是歐美的那套東西。於是,我們就被捆綁在了西方的標準上,在西方制定的遊戲規則裡和西方競爭。

與此同時,國內企業的逐漸凋零,半導體產業急萎縮,學校裡的研究成果轉化成為生產力的機會也越來越少。漸漸地,學術是學術,工程是工程,SCI發布了很多,但最終落地的技術卻沒有多少。

幸運的是,我們還有寶島台灣。2000年後,隨著張汝京、梁孟松等業內大佬來到大陸報效祖國,大陸的地方政府自然也“聞弦歌而知雅意”,開出了非常豐厚的條件,吸引了一大批台灣半導體人才來到大陸。在那以後,中國的半導體研究人員才漸漸地多了起來。

▲幫助三星實現突破的粱孟松,

現已加入中芯國際豪華套餐

根據《中國集成電路產業發展白皮書2018-2019》,到今年,我國需要72萬名集成電路相關的人才,而現在我國的從業者不過40萬,缺口達到了32萬。

十年樹木,百年樹人。人才的培養,是最忌諱“大乾快上”的。由於我們已經錯過了最好的發展時期,現在我們別無選擇,只能靜下心來,踏踏實實地“補課”了。美國的打壓,反而警醒了我們,讓我們從上到下,都認識到了芯片的重要性。對於人才的培養,從某個角度來說,這也是一個幸運。

局長之前就說過,凡是西方封鎖、限制我們的東西,比如導彈、飛機和導航系統,我們自己反而能搞得不錯。凡是西方主動向我們開放的,比如汽車,卻往往一塌糊塗。我們往往不會死於艱難的環境,卻總是在溫柔鄉中停止了呼吸,這大概就是人性吧。

畢竟,搞科研不是賺快錢。

外面的芯片行業和我們的芯片行業的對比,就像是一個學霸和一個學渣。學霸生活優渥,從小學的加減乘除就開始努力,一路努力到上高中。而學渣家境貧寒,從中學才開始認真學習,白天補加減乘除,晚上還要學習微積分和有機化學,時不時還要被學霸和學霸的小夥伴們毒打一番。最關鍵的是,學渣在這種情況下還想和學霸一起考名牌大學。

貧窮,是中國沒有趕上芯片列車的原罪

在我眼裡,我們之所以沒能趕上車,最根本的原因,就是我們當年太窮。

半導體行業發展的第一波浪潮,是家用電腦驅動的。最顯著的指標就是90年代和00年代大家都在談論電腦芯片,滿嘴都是“奔騰”,“酷睿”和“雙核”,倒還真沒幾個人在90年代和00年代初就大談“海思麒麟”和“高通驍龍”的,因為你不能討論一個當時還不存在的東西。

由此可見,推動半導體行業發展的最大動力是市場,沒了市場上的億萬消費者的貢獻,誰來攤平動輒高達數十億美元的研發成本呢?ASML崛起的背後,是台積電、英特爾、IBM和三星的巨量投資,而當時的大陸半導體企業,根本沒錢去資助ASML的研發活動。

80年代和90年代,我們窮,沒錢消費,家用電腦一直到2000年都是個稀罕玩意兒。1995年,台積電的市值145億美元,而當時我國的外匯儲備也才不到800億美元。

以當時我們的消費力,不可能撐起那些需要每年投入數十億美元的巨獸。就算我們當時也上了車,誕生了許許多多的芯片企業,誰來為他們的研發買單呢?

▲1995年初,我國的外匯儲備只有547億美元,

大約相當於三個台積電...

也許有人會說,國內市場買不起,我們可以靠出口芯片賺錢嘛。但問題是,90年代芯片領域的最強王者英特爾,走的是自己設計、自己製造、自己封測的IDM路線,別說大陸的廠家,就算是台積電也打不過啊。

佔領台積電也無濟於事

到這裡,我們就可以回到文章開頭的話題了——佔領台積電,真的有用嗎?

佔領台積電,就能有成熟的工程師團隊嗎?

不能,因為台積電不少員工都有外籍身份,它本身也是一家國際化背景很濃的公司,有著來自世界各地的員工。佔領台積電的工廠並不困難,得到那些光刻機也很容易,但要怎麽留下那些來自世界各地的員工呢?難道要靠武力嗎?

佔領台積電,就能獲得業內最先進的技術嗎?

不能,芯片的生產包括了數百道工序,上千種設備,無數種專利。

台積電只是一個Foundry,是一家晶圓代工廠。在它的上遊,是分散在世界各地的,負責製造單晶矽片的企業,以及負責研發各種設備的公司,在它的下遊,則是同樣散布在世界各地的負責封裝測試的廠商。我們能夠佔領台積電,我們能獲得現在得不到的光刻機,但我們得不到上遊的裝備製造技術。

話又說回來,就算拿到了台積電,就算台積電上下數萬員工都志願支持中國的半導體發展,但美國的“長臂管轄”禁令如果還在起效,那麽使用了大量美國技術的台積電依舊不能“正大光明”地為華為生產芯片。其實,就算是在上海的中芯國際,由於使用了美國的技術,在招股書裡也明確表示“暫時無法為某些用戶提供服務”。

按照現在的局勢,想要拯救華為,拯救國產芯片行業,只有兩種情況:

第一,美國取消禁令或者台積電獲得了美國的許可證。

第二,中國企業打通整個產業鏈,從矽礦山到光刻機,整條線我們都打包了。

前者取決於美國的態度,

總有些仰人鼻息的意思。

後者難如登天,

但卻有著革命英雄主義的硬核。

更何況,我們現在有巨大的市場,

這是最大的動力。

尾聲

寫到這裡,局長突然想起了以前看過的故事。

二戰結束之後,美國和蘇聯開始瓜分納粹德國的“科技遺產”,美國擁有的是德國科學家,除了戰前就來到美國的愛因斯坦、玻爾、馮卡門,還有被美軍“俘虜”的馮布勞恩。蘇聯人則繳獲了納粹的各種機床設備。

▲從左到右:愛因斯坦、馮卡門、玻爾、馮布勞恩

這個故事的重點,在於人的重要性。工具只是工具,真正決定性的還是人。

“開放和包容”是我們這個時代的主旋律,以中國供應鏈追趕世界水準絕不是要“閉關鎖國”,而是要在開放的環境下,仍然時刻堅持“自力更生”,把整個產業鏈都做大做強,就像我們曾經在航天、高鐵上面做過的一樣。

今天為中國芯片擔憂的我們,會氣憤,會失望,會想著“佔領台積電”,

但請大家不要忘記,在50多年前,

在我們還一窮二白的時候,

中國半導體的先驅們,

就已經做出了以中國本土的供應鏈

追趕世界先進水準的壯舉了。

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