中国的“芯”路历程

曹永胜

漫漫“芯酸”路

1949年新中国成立的时候，美国已经在世界第一工业大国的宝座上，稳坐了50年。而中国，是个连汽油铁皮桶都无法生产的落后农业国。全国5亿多人口中，80%以上是文盲，农村文盲率超过95%。就是在这样的巨大差距下，中国亿万人民在共产党毛主席领导下，开始了艰苦卓绝的工业追赶进程，创造了世界历史上的经济奇迹。

中国电子工业的发展，源于1950年抗美援朝战争爆发后，为解决军队电子通信问题，国家成立电信工业管理局，在北京酒仙桥筹建北京电子管厂（即现在的“京东方”，见图1和图2），由当时的民主德国（东德）提供技术援助。该厂总投资1亿元，年产1 220万只，是亚洲最大的电子管厂。除此之外，酒仙桥还建起了规模庞大的北京电机总厂、华北无线电器材联合厂（下辖706、707、718、751、797、798厂）、北京有线电厂（738厂）、华北光电技术研究所等单位。

1956年，国家提出“向科學进军”的口号，国务院制定科技发展12年规划，将电子工业列为重点发展目标。中国科学院成立了计算技术研究所（简称“中科院计算所”）。为了培养电子工业人才，教育部集中全国5所大学的科研资源，在北京大学设立半导体专业。1957年毕业的第一批学生中，出现了大批人才。如中芯国际原董事长王阳元、华晶集团原总工程师许居衍、电子工业部总工程师俞忠钰。

1958年，上海组建华东计算技术研究所，以及上海元件五厂、上海电子管厂、上海无线电14厂等科研机构和企业。上海和北京，成为当时中国电子工业的南北2大基地。1960年，中国科学院成立半导体研究所，同年组建河北半导体研究所（现为中电集团第13所），进行工业技术攻关。1962年由中科院半导体所，组建全国半导体测试中心。1963年中央政府组建第四机械工业部（简称“四机部”），主管全国电子工业。

1966年，中国电子工业得到快速发展，北京酒仙桥电子工业区基本成型。电子工业开始与纺织、印染、钢铁等行业结合，实现自动化生产。1968年，北京组建国营东光电工厂（878厂），上海组建无线电19厂，至1970年建成投产，形成中国集成电路产业中的“南北两霸”。其中北京878厂主要生产TTU（配电变压器监测终端）电路、CMOS（互补金属氧化物半导体）钟表电路及A/D转换电路。上海无线电19厂，主要生产TTL、HTL数字集成电路，是中国最早生产双极型数字集成电路的专业工厂。1977年，四机部投资300万元，建设6 000m2集成电路洁净车间。到1990年该厂累计生产509种集成电路，产量4120万块，产值3.25亿元。该厂后来合资为上海飞利浦半导体。

1968年，国防科委在四川永川县，成立固体电路研究所（现中电集团24所），这是中国唯一的模拟集成电路研究所。同年上海无线电十四厂首家制成 PMOS（P型金属-氧化物半导体）电路。拉开了中国发展MOS集成电路的序幕。1970年代永川半导体研究所、上海无线电14厂和北京878厂相继研制成功NMOS电路。之后又研制成CMOS电路。至1990年底，上海无线电14厂累计产量为3340万块（后来合资成为上海贝岭半导体有限公司）。

1972年美国总统尼克松访华后，中国从欧美大量引进技术。由于集成电路产品利润丰厚，全国有四十多家集成电路厂建成投产。包括四机部下属的749厂（甘肃天水永红器材厂）、871厂（甘肃天水天光集成电路厂）、878厂（北京东光电工厂）、4433厂（贵州都匀风光电工厂）和4435厂（湖南长沙韶光电工厂）等。各省市另外投资建设了大批电子企业。

1973年8月26日，中国第一台每秒运算100万次的集成电路电子计算机——105机问世，该计算机由北京大学、北京有线电厂、燃料化学工业部等单位协助研制成功（见图3）。

1975年，北京大学物理系半导体研究小组，由王阳元等人，设计出我国第一批3种类型的（硅栅NMOS、硅栅PMOS、铝栅NMOS）1K DRAM动态随机存储器，它比美国英特尔公司研制的C1103要晚5年，但是比韩国、台湾要早四五年。那时韩国、台湾根本就没有电子工业科研基础。

也就是说，如果延续发展路线和势头，中国在电脑和集成电路产业应该在不长的时间内就能与美国齐头并进，甚至赶超美国。

80年代起，被日韩和台湾地区赶超

1973年，借着中美关系缓和及欧美石油危机的机会，中国希望从欧美国家，引进7条3英寸晶圆生产线，在当时是世界最先进技术。这要比台湾早2年，比韩国早4年，那时候我国台湾地区与韩国还没有电子工业科研基础。1975年，美国英特尔才开始建设世界第一座4英寸（100mm）晶圆厂。但是由于欧美技术封锁，中国国内政治变故，最终拖了7年，中国才得以引进3条已经落后的3英寸晶圆生产线，分别投资在北京国营东光电工厂（878厂），原航天部陕西骊山771研究所（西安微电子研究所）和贵州都匀风光电工厂（4433厂）。其中北京878厂的3寸晶圆生产线，直至1980年才建成，已经比台湾地区晚了3年，比韩国晚2年。

1975年，就在台湾地区刚刚向美国购买3英寸晶圆厂时，大陆地区已经完成了DRAM（动态随机存取存储器）核心技术的研发工作。北京大学物理系半导体教研室（成立于1956年，现北大微电子研究院），由王阳元领导的课题组，完成硅栅P沟道、铝栅N沟道和硅栅N沟道3种技术方案。在中科院北京109厂（现为中科院微电子研究所），采用硅栅N沟道技术，生产出中国第一块1K DRAM。这一成果尽管比美国、日本晚了四五年，但是比韩国和台湾地区要早四五年。直至1980年前后，韩国和台湾地区才在美国技术转移下，获得了DRAM技术突破，瞬间反超中国大陆。韩国直接从16K起步，台湾地区从64K起步。

1978年10月，中国科学院成立半导体研究所，研制4K DRAM，次年在中科院109厂投入批量生产（比美国晚6年）。1981年中科院半导体所又研制成功16K DRAM（比韩国晚2年）。1982年，江苏无锡江南无线电器材厂（742厂），耗资6600万美元，从日本东芝引进3英寸晶圆生产线（5μm制程，月产能1万片），生产电视机集成电路。1985年，该厂制造出中国第一块64K DRAM（比韩国晚1年）。1993年，已经改组的无锡华晶电子公司（原无锡742厂），制造出中国第一块256K DRAM（比韩国晚7年）。

从上述历史，可以明显看出，在欧美技术封锁背景下，1980年后中国大陆在减少电子产业投资的情况下，中国DRAM产业从领先韩国、台湾地区，然后迅速被韩国、台湾地区反超。尤其是韩国在美国刻意扶植下，依靠20亿美元左右的巨额疯狂投资，在DRAM产业取得了显著成果。

洋跃进——800亿美元疯狂计划

1977年，中国的外汇储备只有9亿多美元，7月份国家计委提出：今后8年花费65亿美元从国外进口技术设备，重点发展石油化学工业，其中只有一个陕西彩色显像管总厂（现在的彩虹集团公司）是电子项目。政治局讨论时，提出可以花100亿美元进口设备，提高中国石油、煤炭和轻工业产量，以赚取更多外汇。8月，国家计委将进口项目提高到150亿美元规模。

1978年6月份，政治局再次听取政府工作报告，有人主张：同国外做生意，搞买卖，搞大一点，搞它500亿美元的规模。7月上旬，国家计委初步整理，汇总了一个850亿美元的方案，其中400亿引进外资。

1978年中国的财政收入为1 132亿元，单是一个上海宝钢项目就要投资300亿元，根本不是中国国力所能负担。没钱怎么办？1979年中国人民银行增加了50亿元人民币的供应量。同时期，开始给工人涨工资、提高粮食收购价，给老革命家们盖住所、换进口小轿车，提高福利待遇。

1979年全国在建的大中型项目有1 100多个，财政赤字170.6亿元。1980年又新增了1 100多项，财政赤字达127亿元。上述项目全部建成，还需要投资1 300亿元。为了弥补财政亏空，1980年央行又增印了78.5亿元钞票。1978年中国全社会的流通现金仅有229.59亿元，到1985年已经暴增至839亿元。连年狂印钞票引发恶性通货膨胀。许多物价都至少翻番，高档烟酒等民用消费品价格，甚至直接翻了10倍，以致一些城市出现了“抢购囤积风潮”。

为了控制宏观经济的严重混乱局面，压缩投资金额。1980年中央一下子停建缓建了400多个大中型项目，1981年又停缓建了22个大型项目。其中就包括上海宝钢、十堰二汽、大庆30万t乙烯等战略工程。盲目贪大求洋给中国经济带来严重危害，导致汽车、电子、航空等战略产业难以发展。如上海的运—10飞机，在研制15年后最终流产。北京电子管厂，想上马液晶项目，也因为缺乏国家投资而流产。

“拨改贷”，抽干电子企业血液

1984年，为扭转财政亏空局面，盲目实行“拨改贷”政策。以往国有企业从政府财政获得拨款，作为工厂流动资金或技术改造经费。企业盈利后将利润上缴国家财政。这样形成良性循环。拨改贷将政府财政拨款，改为企业向银行贷款，还要支付高额利息。而另一头，企业的利润照样要上交财政。这样政府不仅不投一分钱，反而像从前一样，抽走企业的大部分收入，导致国有企业迅速陷入亏损困境。

正是由于“拨改贷”，使得中国电子工业遭到致命打击。企业只顾引进外国设备，以尽快投产盈利，缺少科研资金对外国技术进行消化吸收。在文革时期，中国科研投入占GDP的2.32%，与英法德等发达国家相当（2003年世界平均值也仅有2.2%）。到20世纪80年代，正是电子产业兴起的关键时期，欧美国家、日本、韩国和我国台湾地区纷纷加大对电子产业的科研投入。而中国却在大规模压缩科研经费投入。1984年以后，由于“拨改贷”造成的困境，使中国企业基本无力进行研发，科研经费占GDP比值骤然降到0.6%以下。

如中国最大的半导体企业——上海元件5厂，1980年利润高达2 070万元，职工人均利润1.5万元。即使是1985年，上海元件5厂的产值仍然高达6 713.1万元，利润达1 261.4万元。然而到了1990年，上海元件5厂产值下降至1 496万元，利润竟然仅有2.47万元，全厂1 439人，人均利润仅有区区17.16元。几年后，这家风光了30年的中国半导体器件龙头企业最终没能逃脱破产倒闭的命运。

引进国外晶圆生产线

1982年，国务院组建电子工业部，主管全国电子工业。该部门继承了组建的2 500多家科研院所和电子工厂，下属职工总数达100多万人，主要研制通信、雷达、电视、计算机、无线电、元器件等设备。产业结构完备程度，仅有美国、苏联可以相比。仅电子工业部下辖的专业电子研究所就有上百家。然而在20世纪80年代初，由于中央政府全面停止对电子工业投资，各电子企业要自己去市场找资源。于是中国电子工业的技术升级全面停止，与美国、日本的技术差距迅速拉大，甚至被韩国和台湾地区彻底甩开。

1982年，國务院成立了“电子计算机和大型集成电路领导小组办公室”。1984—1990年，中国一些国有企业和大学，纷纷从国外引进淘汰的晶圆生产线，前后总计达到33条，按照每条300万～600万美元估算，总计花费1.5亿美元左右。这33条晶圆生产线，多数根本没有商业价值。造成这一乱象的根本原因，是电子工业部，将绝大多数国有电子企业的管理权，甩给省市地方政府，又缺乏制定执行产业规划的政策权力。出现了国内大量引进落后技术的奇怪现象。另一个主要原因是从20世纪80年代开始，一些国有企业的领导干部借着进口项目的名义获得出国考察机会。

为了治理散乱差问题，1986年电子工业部在厦门，举办集成电路战略研讨会，提出“531战略”。即“普及5μm技术、研发3μm技术，攻关1μm技术”，并落实南北2个微电子基地。南方集中在江浙沪，北方集中在北京。1988—1995年，在政策扶持下，中国诞生了5家具有规模的国有半导体企业：江苏无锡华晶电子（原无锡742厂与永川半导体研究所合并）、浙江绍兴华越微电子（1988年设立中国第一座4英寸晶圆厂）、上海贝岭微电子、上海飞利浦半导体（1991年设中国第一座5英寸晶圆厂）和北京首钢 NEC（1995年设中国第一座6英寸晶圆厂）。

1990年8月，国务院决定在“八五”计划（1990—1995），半导体技术达到1μm制程，决定启动“908工程”，总投资20亿元。其中15亿元用在无锡华晶电子，建设月产能1.2万片的6英寸晶圆厂。由于审批体系拖延，“908”工程光是经费审批就花了2年时间。然后从美国AT&T（朗讯）引进0.9μm制程，又花了3年时间。前后拖延5年时间，建厂再花3年，导致1998年无锡华晶电子投产即落后（月产能仅6 000片），华晶还要为此承担沉重的利息支出压力，后来不得不甩给了台湾人经营。与无锡华晶形成鲜明对比的是，1990年新加坡政府投资特许半导体，只用2年建成，第3年投产，到1998年收回全部投资。

三十年来市场换技术

1996年7月，欧美地区的33个国家正式签订《瓦森纳协定》（见图4），该协定的民用技术控制清单包括：电子器件、计算机、传感器等9大类。军用技术控制清单包括22大类。中国处于被禁运国家之列。

在各方面严防死守下，中国企业要想获得先进技术变得非常困难。而外国企业则凭借掌握的先进技术，在中国市场予取予求，占尽便宜。

在之前的1990年，中国大幅降低关税、取消计算机产品进出口批文、开放了国内电脑市场。顷刻间，国外的286、386电脑如潮水般涌入，1991年由美国英特尔和AMD，掀起的“黑色降价风暴”，更是让中国计算机产业雪上加霜。由于绝大多数整机企业，积压了高价买进的芯片，从而背上巨额亏损的包袱，一家家电脑整机厂商，前赴后继般悲壮地倒在了血雨腥风之中。长城、浪潮和联想也都元气大伤。在微电子集成电路方面，国内企业继80年代中后期陆续亏损后，90年代纷纷倒闭，国内集成电路工业，逐步变为三资企业为主的局面。据专家估计，到90年代末，中国微电子科技水平与国外的差距至少是10年。

在中国本土电子企业土崩瓦解之时，国外企业在中国开始大举占领中国市场。2012年1月，韩国政府审批通过三星在华设厂项目。2012年4月2日，韩国三星电子宣布在中国西安，建设闪存芯片厂。项目一期投资将达70亿美元，若三期投资顺利完成，总投资约为300亿美元。西安市为此项目提供了巨额补贴。

国家科技人才匮乏——成长的教训

今天的中国发展集成电路产业，最大的困难是科技人才匮乏。曾几何时，中国也曾经人才辈出。

1958年9月，中国科学院半导体研究室，王守觉等人，研制成功我国第一批锗合金扩散高频晶体管，频率达到150MHz。后在中科院109厂批量生产，为中科院计算所研制的109乙型晶体管计算机（浮点32二进制位、每秒6万次），提供了12个品种、14.5万多只锗晶体。后又为计算所研制的109丙型计算机，提供了大量晶体管元器件。109丙机字长48位，平均运算速度每秒11.5万次。该机共生产2台，为用户运行了15年，在我国核武器研制工程中发挥了重要作用。

1965年，上海华东计算技术研究所，与上海冶金研究所、上海元件五厂等单位合作，开始研制655型数字集成电路大型计算机，由陈仁甫（照片右侧）副研究员主持，重点攻克TTL集成电路。1969年在上海无线电13厂投产，定名TQ—6型计算机，每秒运算100万次，配备磁盘操作系统，语言编译程序。

1971年，上海复旦大学自主研制的719计算机，由王世业、顾芝祥、陈志刚等人参与研制。1975年复旦大学研制FD—753计算机。经过反复研究讨论，结合那时美国IBM360/370、欧洲TSS、日本FACOM等计算机系统和我国DJS—260、北大150等计算机系统，最终确定753计算机系统的主要研制目标是：具有处理速度浮点运算200万次以上的主机系统；实现分时计算机系统；多进程分层管理的微内核操作系统。

1979年上海元件五厂和上海无线电十四厂，联合仿制（逆向工程）成功8080八位微处理器（编号5G8080）。8080为美国英特尔公司在1974年推出的第2款CPU处理器，集成6 000只晶体管，每秒运算29万次。自1975年第一台个人电脑诞生以后，8080芯片帮助英特尔在几年后占据了电脑芯片的霸主地位。德国西门子仿制出8080芯片是在1980年10月（Siemens SAB 8080A—C），比中国还晚一年。日本也仿制过8080芯片。

1980年，日本代表团在上海访问，上海当年的电子工业拥有良好产业基础。上海冶金研究所研制的离子注入机，還曾出口日本。而短短10年之后，上海电子工业全面破产倒闭（未完待续）。

（本文转载自《中国军转民》杂志2019年第6期）