韩国突破DRAM关键核心技术的案例分析及经验借鉴

2020-07-18王超李倩

网络空间安全 2020年4期

王超李倩

摘要：20世纪80-90年代，面对DRAM核心技术受制于人的困境，韩国通过出台发展DRAM的专门战略规划、加大DRAM研发投入、构建官产学研发联合体并联合实施超大规模集成电路技术共同开发计划等措施，成功实现DRAM关键核心技术突破。文章重点分析了韩国突破DRAM关键核心技术的典型案例，从体制机制、组织模式、政策措施方面剖析了韩国发展DRAM技术的实践经验，以期为我国加强IT领域关键核心技术研发，早日实现技术突破提供参考和借鉴。

关键词：DRAM;关键核心技术;体制机制;组织模式;政策措施

中图分类号： TN301 文献标识码：A

Abstract： In the 1980s and 1990s， faced with the dilemma of DRAM core technology being controlled by people， South Korea introduced a special strategic plan for DRAM development， increased DRAM R & D investment， built an official industry-university R & D complex， and jointly implemented a joint development plan for VLSI technology And other measures to successfully achieve breakthroughs in key DRAM core technologies. This paper focuses on the typical cases of South Korea's breakthrough in the key core technologies of DRAM， and analyzes the practical experience of South Korea's development of DRAM technology from the aspects of system mechanism， organization mode and policy measures， in order to provide reference for China to strengthen the research and development of key core technologies in the IT field and achieve the technological breakthrough as soon as possible.

Key words： DRAM; key core technology; institutional mechanism; organizational model; policy measures

1 引言

20世纪70年代，韩国严重缺乏自主技术、过分依赖国外供应商提供芯片，沦为专门从事简单的晶体管和ICs组装的装配生产基地。为扭转困境，韩国通过出台发展DRAM的专门战略规划、加大DRAM研发投入、构建官产学研发联合体并联合实施超大规模集成电路技术共同开发计划等措施，十余年内掌握DRAM关键核心技术，并一直牢牢把握DRAM技术制高点。韩国突破DRAM关键核心技术的体制机制、组织模式、政策措施方面的經验，对于我国掌握IT核心技术具有重大的理论借鉴意义和实践参考价值。

2 韩国DRAM技术发展背景

半导体技术产业是一种高技术密集型产业，也是一个国家核心竞争力的重要象征。20世纪60年代，韩国半导体产业以技术引进和从事硬件的生产加工及服务起步。1965-1973年间，仙童半导体（Fairchild）、摩托罗拉（Motorola）等11家美国半导体公司，三洋（Sanyo）和东芝（Toshiba）等7家日本半导体公司先后在韩国投资设厂，利用韩国廉价劳动力，采用大进大出的来料加工模式，使得韩国沦为专门从事简单的晶体管和ICs组装的装配生产基地，并未真正取得半导体技术和产业的进步。单纯依靠技术的引进与模仿、严重缺乏自主技术、过分依赖国外供应商提供芯片等基础性电子组件、产业发展严重受制于人的现状，使得韩国政府下定决心以自主创新和掌握自主知识产权为目标，大力发展半导体尤其是DRAM技术产业。

3 出台促进DRAM自主创新的政策措施

3.1调整半导体领域合资政策，防止国内企业对国外技术过于依赖

鉴于美国、日本企业通过在韩成立合资公司，逐步使韩国沦为装配生产基地的现状，韩国政府调整半导体产业发展思路，控制技术引进，强化技术吸收与创新。一是修改外资投资法规。韩国借鉴日本“市场换取技术”模式，在日本三洋于1974年完成对韩国三星的电子技术转移后，通过修改外资投资法规，坚决不对合资企业开放国内半导体市场，迫使日本三洋和NEC停止在韩投资，退出韩国市场。同时，韩国对引进的半导体技术实行严格监督和审查，鼓励有选择地引进关键技术和设备，提倡在引进先进技术的同时，强化技术吸收，发展自主科研力量。二是明确半导体产业本土化路径。1975年，韩国政府制定《推动半导体产业发展的六年计划》，强调要实现电子配件及半导体生产的本土化，通过建设一批研究机构、获取海外公司特许、引进顾问工程师，而非通过跨国公司的投资的方式发展半导体产业，以防止国内企业对国外技术过于依赖，避免外国投资企业控制韩国半导体产业。

3.2 将DRAM作为韩国半导体技术产业重点领域，分阶段出台专门战略规划加速推动发展

1973年韩国政府将半导体电子列为六大战略产业之一。1975年，韩国政府出台了《推动半导体产业发展的六年计划》（以下简称《六年计划》），初步规划了以存储芯片为主，技术上先引进、消化吸收、再创新的半导体产业发展路径，为未来韩国半导体产业的自主发展奠定了坚实的基础。

20世纪80年代，为引导更多企业进入DRAM领域，增强韩国DRAM产业实力，韩国政府先后发布了《半导体工业综合发展计划》《国内半导体产业扶持计划》《半导体产业育成计划》等规划文件，明确提出支持4M DRAM的开发，要实现国内民用消费电子产品需求和生产设备的进口替代，实现完整的国内自给自足的半导体产业发展目标。系列规划的出台，极大刺激了韩国半导体产业发展，三星、LG、现代等财阀相继进入半导体领域，重资下注DRAM产业，并在数年内便通过引进消化吸收的方式掌握了完整的DRAM技术体系，奠定了后续实施大规模DRAM技术攻关的技术基础。

20世纪90年代，在DRAM技术基本达到欧美国家同等水平后，韩国政府开启半导体产业国产化进程，并推进DRAM上下游协同发展，打造自主可控的产业发展链条。1990年，韩国实施《半导体设备国产化五年计划》，出资2000亿韩元，鼓励韩国企业投资半导体设备和电子化学品原料供应链，推动半导体核心部件国产化。1993年，韩国政府出台《21世纪电子发展规划》，确立了半导体产业自力更生的方针，规定不再增加从国外购买电子设备和建设工厂工程的合同，在非引进不可的特殊情况下，韩国企业必须联合、共同承包。在上述计划的支持下，韩国工贸部设立了两个工业园区，专门供给半导体设备厂商设厂，并以优厚的条件招揽美国化工巨头杜邦、硅片原料巨头MEMC、日本DNS（大日本网屏）等厂商在韩国设立合资公司。系列举措，使得韩国半导体产业链上游关键设备和电子化学品原材料初具规模，避免了由于上游供应问题导致DRAM“卡脖子”的困境。

3.3 设立重大专项，政企合力实施DRAM技术攻关计划

20世纪80年代，韩国的DRAM技术仍然与美日先进技术存在数年的差距。1986年，三星开发4M DRAM芯片时，甚至遭遇了德州仪器发起的DRAM设计专利权诉讼。这使得韩国政府意识到，发展DRAM技术需要大量资金和技术投入，单个企业已经不足以攻克如此高的研发难度。

1986年10月起，韩国政府牵头联合三星、LG、现代等DRAM龙头企业和多所高校，实施了国家联合攻关计划—超大规模集成电路技术共同开发计划，重点开展1M到64M的DRAM核心基础技术开发，实现了韩国DRAM 技术水平的大幅跃升和对美日的赶超。以三星为例，1983年，三星公司仅实现64K DRAM芯片的研发，其研发速度还落后于美国和日本4年;1988年，三星完成了4M DRAM芯片的设计，此时其研发速度仅比日本晚6个月;1992年，三星开发出了64M DRAM芯片，实现了在技术和市场上赶超美日的目标。1995年，三星自主研发出256M DRAM，标志着韩国半导体实现了由引进技术到自主创新的技术跨越。

3.4 加强国家采购和出口贸易，促进DRAM技术产业发展壮大

一方面，韩国立法确立对DRAM等高新技术产品的政府采购制度。为加强对DRAM等高新技术的引进消化吸收，韩国政府以立法的形式强制对高新技术产品实施政府采购，如《科学技术促进法》《科技振兴法》，以及以总统令形式发布的《政府合同法实施细则》等规定，对尚处于市场发展早期需重点扶持的本国高新技术产品，在性能相近的情况下，即使价格高于国外同类产品，政府仍应优先采购或委托其产业链领头企业代为产业扶持。韩国的高新技术产品政府采购制度，对DRAM等高新技术发展起到了巨大的鼓励和扶持作用。

另一方面，韩国避免大规模对美出口半导体，防止美韩直接贸易摩擦。1985-1992年間，韩国抓住美日半导体贸易冲突的重大历史机遇，不断向欧美日输出DRAM相关产品。1993年，在被美国镁光公司起诉、美国商务部判定韩国三星、LG、现代三大财阀存储器倾销，并支付反倾销关税后，韩国调整出口政策，将日本、中国台湾等亚洲国家和地区作为主要销售对象，尽量避免与美国发生贸易摩擦。

4 优化DRAM自主创新的组织模式

4.1 支持以大企业为创新主体，实现DRAM技术的原始积累和自主创新

为弥补DRAM研发能力的不足，韩国政府以三星、LG、现代等大企业为DRAM创新主体，通过宏观调控政策把95%的资金提供给大企业，支持韩国大企业通过并购、技术贸易、开设研发分支机构等来提升研发能力，实现DRAM技术的原始积累。

以三星为例，超强的技术消化吸收能力是三星取得DRAM技术领先的关键。一是三星注重使用竞争创新的模式提升企业内部的创新效率。例如，在攻关 256K、1M DRAM时，三星将研发团队分为国内组与海外组，就一个技术同时进行研究。国内组先于海外组五个月完成256K DRAM研发，因此，三星先采用了国内组技术路线进行产品生产，但由于海外组开发成功的产品在性能、成本等诸多方面表现更为优秀，随即改用生产海外组研发的技术路线。这种允许多个研究团队公开竞争的技术创新模式加快了DRAM关键核心技术的攻关速度。二是三星采取跳跃式的研发模式。韩国DRAM技术按照4M-16M-64M-256M-1G的轨迹发展，但三星内部在推进DRAM技术创新时采用了跳跃式研发推进模式，即实现4M DRAM攻关的研发团队，跳过16M DRAM直接进入64M DRAM的研究，实现16M DRAM的团队则直接研发256M DRAM。跳跃式的DRAM研发模式对三星乃至韩国DRAM 技术的发展起到了极大推动作用，大幅缩短了 DRAM 技术从跟跑到领跑的时间，成为攻克核心技术的关键要素。三是三星与美国、日本等国的顶尖半导体企业组成新的国际层面的联合研发团队进行半导体技术研发，并在美国、欧洲、日本等地开设分支机构、聘请高技术人才，以获得世界前沿技术。统计数据显示，1990年，三星建立了26个研发中心，LG和现代各有18、14个研发中心。1980年三星在半导体领域的研发费用仅为850万美元，到1994年已经增长至9亿美元。

4.2 构建以政府牵头、寡头竞合、高校参与的“官产学”研发联合体，实现DRAM技术的赶超

一是韩国采用了由国家牵头政府与企业共同出资、产学研合作攻克DRAM“卡脖子”技术的项目管理模式。以超大规模集成电路技术共同研发计划为例，韩国组建的联合研发团队由韩国电子通信研究院为首的国立科研机构，三星、LG、现代3家DRAM领域龙头企业，以及6家大学共同组成。韩国电子通信研究院负责项目管理与统筹，包括预算分配、评价、人事权等内容，并最终上报科技部;国立科研机构与大学重点开展基础研究;企业作为需求主体与应用主体提交具体技术需求到研发团队，并在技术路线与技术方案的设计中发挥主导作用。在经费投入上，DRAM 研发经费的投入采用政府和企业共同出资的方式，最初以政府投入为主，由政府承担大部分新技术的开发风险，企业在基础技术上继续大规模投资，开发生产技术和工艺技术。作为补偿，企业在使用这些基础技术时，需按其消费额交纳技术使用费，费用一半归政府，一半归韩国电子通信研究院。参与基础技术开发的企业可以少交（或不交）技术使用费，其他企业则相对需交5-6倍的技术使用费。政府在基础技术开发成功以后，并不向工业化生产投资，也不参与企业的经营活动，而是通过市场机制，让企业在国内、国际的竞争中自我发展。

二是技术攻关过程中充分考虑寡头企业的竞争和合作。韩国DRAM技术攻关采用基础技术共同开发、关键核心技术多条技术路线同时开展研究的竞争合作模式，即在參与研发的研究机构、企业间实现基础技术与知识的共享，对基于基础技术的生产技术和工艺技术等关键核心技术，支持企业独立开发、互相竞争。例如，当时国际主流的 DRAM 制程技术路线有沟槽式（Trench）和堆栈式（Stack）两种，三星采用堆栈式并率先获得成功，LG 采用混合式并第二个完成，现代先采用沟槽式而后转向堆栈式。韩国这种针对同一技术开展多技术路线竞争的模式，大大加快了关键核心技术的攻关效率，使得韩国几乎所有 DRAM 技术的攻克都早于目标时间。

三是确立了以先进DRAM技术为导向的科研攻关模式。韩国高度重视跟踪先进DRAM的技术发展情况，将其作为DRAM 研究团队攻关核心关键技术管理的重要一环，项目实施各个阶段持续跟踪DRAM技术动向、技术水平、主要研究技术路线、核心研究团队、各国技术优劣势、未来应用等。立项阶段，重点阐述技术发展现状与立项必要性，将国际技术动向作为项目申请的重要材料;实施阶段，实时跟踪国际技术最新进展，当外部环境与技术发生重大变化时，采用动态目标策略及时调整技术方向和路线以免重复研究或在错误路线上越走越远;结题阶段，结合国际技术动向，将项目成果在世界技术水平中所处的位置作为结题的重要依据。

5 改革DRAM自主创新的体制机制

5.1改革科技管理体制，适应半导体等新兴技术创新发展

20世纪70年代，韩国政府逐渐意识到单纯的技术引进无法帮助实现韩国半导体技术的领先，加强半导体等新兴技术的自主研发势在必行。1972年，韩国设立了由国务总理担任主席的“综合科学技术审议会”，承担国家科学技术最高协调机构的角色，以更好加强科技政策的制定。1977年，韩国政府成立了“韩国科学基金会”，重在加强对基础科学研究活动的支持力度，对于加强半导体技术的消化吸收，降低对引进技术和模仿技术的依赖起到了重要促进作用。

20世纪80年代开始，韩国将国家发展战略由“出口驱动”向“技术驱动”转变，将提升国家自主创新能力作为主要发展目标。韩国进一步推动科技管理体制改革，于1982年设立国家科学技术振兴扩大会议，审议、调整科技政策和法规;1988 年成立科学技术委员会，由“副总理”任委员长，分析国内外科技发展动向，制定并调整国家科技发展计划;1989年，成立国家科学技术咨询委员会，为总统提供科技咨询。这些科技管理体制改革措施有助于韩国聚焦半导体等新兴领域发展，不断强化自主创新能力。20世纪80年代正值韩国DRAM技术消化吸收的关键时期，韩国政府出台了《半导体工业综合发展计划》《国内半导体产业扶持计划》《半导体产业育成计划》等多项半导体科研计划，对韩国DRAM技术产业发展起到巨大推动作用。

5.2 强化企业主体地位，由政府主导创新向政产学研协同创新机制转变

在韩国科技发展初期，韩国科技创新以政府为主导，政府支出占全国研发总支出的70% 以上，企业投入不足20%，重大科研项目由政府研究机构承担。如韩国政府于1976年成立韩国电子技术研究所（KIET），分为半导体设计、制程、系统三大部门，主要负责超大规模集成电路的研究，半导体产业国家级科研项目的开发，吸收并向企业传播国外技术等。政府主导创新客观上导致了韩国半导体领域技术创新能力不足，难以摆脱关键核心技术“卡脖子”的困境。

在韩国确立半导体核心技术“引进-消化吸收-自主创新”的科技创新发展道路后，韩国政府不断调整职责，将其创新角色逐步由“主导”向“引导”转变。在该阶段，政府减少了对半导体企业的各种指令、考核，使得半导体企业有了更大的发展自由度，在创新过程中的主体地位不断得到加强，政府主导创新的机制逐步转向政产协同创新。

1986年，韩国设立“产学合同委员会”并制定《产业技术研究组合培养法》，支持开展产学研交流和科技联合攻关等活动，在国家层面初步确立了产学研协同创新机制。随着超大规模集成电路技术共同开发计划等一系列国家技术攻关的实施，韩国半导体领域的政府牵头、寡头竞合、高校参与的政产学研协同创新机制开始形成。1993年，韩国出台了《韩国合作研究开发振兴法》，对产学研开展的联合研究活动优先提供研究经费、研究设施和信息等方面的支持，将产学研合作纳入法制化轨道。在韩国政府的有效“催化”下，韩国半导体企业与高校、科研院所的联系更加密切，科技成果加速转化，政产学研协同创新机制不断完善，为韩国在DRAM领域长期保持技术领先地位提供了重要保障。

5.3 建立关键技术前瞻性预测研究机制，是韩国长期引领DRAM技术发展的重要原因

进入20世纪90年代，韩国的DRAM技术已处于国际领先地位，为保持韩国在DRAM甚至半导体领域的持续的技术领先，韩国成立了韩国科学技术评价院，并大力推进科技计划管理和决策的重大变革—关键技术选择和技术前瞻，确定半导体等新兴技术的创新研究方向，并在此基础上组织实施一系列研发计划。

1992年，韩国科学技术政策研究院首先开展大规模的关键技术前瞻性预测研究工作，并配合科技部制订“高度先进国家计划（G7计划）”，将下一代半导体等11个领域作为重点研发方向，韩国的关键技术前瞻性预测机制初步形成。1993年，韩国科学技术政策研究院和韩国科学技术计划评价院共同启动关键技术、前沿技术的预测研究，确定1995-2015年间重点创新技术。之后，韩国出台了《科学技术基本法》，正式确立了中长期关键技术的前瞻性预测研究机制。借鉴相关研究成果，韩国政府于1998年发布《面向21世纪的产业政策方向及知识型新产业发展方案》，提出集中發展半导体、计算机等28个知识型产业及服务业。注重关键技术的前瞻性研究，建立关键技术前瞻性预测机制是韩国DRAM持续保持世界领先地位的重要原因。

6 对我国的启示

核心技术是国之利器，关乎国家安全和长远利益。当前我国在解决关键核心技术领域“卡脖子”问题过程中仍存在体制机制不顺畅、制度政策不健全、组织模式不高效等系列问题，韩国突破DRAM关键核心技术的经验，对我国具有重要的借鉴意义。体制机制方面，效仿韩国，不断完善政产学研结合的协同创新机制，由政府承担大部分新技术开发风险，充分发挥高校、企业在基础技术、应用技术研发中的作用，突出企业的创新主体地位，实现重大技术突破产出以及科技成果转移转化。组织模式方面，以联合体形式推进关键核心技术攻关，推动加强技术攻关过程中参与单位的竞争和合作，知识产权共享，尽快实现技术突破。摒弃以论文、专利数量作为评价指标的传统评价体系，把能否快速实现技术的商品化、产业化作为核心评价指标。政策措施方面，国家应当加大对半导体芯片等领域关键核心技术的长期稳定支持力度，引导企业加大核心技术领域的研发投入。通过政府采购、加强出口等形式，不断扩大国产技术产品的市场规模，推动其做大做强。

7 结束语

本文重点分析了韩国突破DRAM关键核心技术的典型案例，从体制机制、组织模式、政策措施方面剖析了韩国发展DRAM技术的实践经验，对于我国加强IT领域关键核心技术研发，早日实现技术突破具有重大的理论借鉴意义和实践参考价值。

基金项目：

国家自然科学基金（项目编号：71941021）。

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