致中国半导体工作者的风雨60年

2017-10-09 10:58:56 来源: 半导体行业观察

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“中国半导体产业的发展已经进入了黄金时代。”这是近几年我们最常听到的一句话。

中国半导体产业的发展自新中国成立以来，积累了数代人的心血，值此国庆之际，让我们回顾那60年的风风雨雨。

中国半导体产业的发展可以追溯到解放初期的1953年，半导体已经被列入第一次和第二次5年计划的重点科技公关项目，这阶段可以说是中国半导体行业发展的草创时期。此后由于国内和国际形势的剧烈变化，国家几乎停止了对半导体行业的投入。“原子弹之父”钱学森曾经这样感慨道：60年代，我们全力投入“两弹一星”，我们得到很多，70年代我们没有搞半导体，我们为此失去很多。

从无到有：草创时期

1956年，我国提出“向科学进军”，根据国外发展电子器件的进程，提出了中国也要研究半导体科学，把半导体技术列为国家四大紧急措施之一。

从半导体材料开始，自力更生研究半导体器件。为了落实发展半导体规划，中国科学院应用物理所首先举办了半导体器件短期培训班。请回国的半导体专家黄昆、吴锡九、黄敞、林兰英、王守武、成众志等讲授半导体理论、晶体管制造技术和半导体线路。

物理学家上海复旦大学教授——谢希德

在五所大学――北京大学、复旦大学、吉林大学、厦门大学和南京大学联合在北京大学开办了半导体物理专业，共同培养第一批半导体人才。培养出了第一批著名的教授：北京大学的黄昆、复旦大学的谢希德、吉林大学的高鼎三。1957年毕业的第一批研究生中有中国科学院院士王阳元（北京大学微电子所所长）、工程院院士许居衍（华晶集团中央研究院院长）和电子工业部总工程师俞忠钰（北方华虹设计公司董事长）。

与此同时，中国半导体材料从锗（Ｇｅ）开始。通过提炼煤灰制备了锗材料。

1957年，北京电子管厂通过还原氧化锗，拉出了锗单晶。中国科学院应用物理研究所和二机部十局第十一所开发锗晶体管。前者由王守武任半导体实验室主任，后者由武尔桢负责。当年，中国相继研制出锗点接触二极管和三极管（即晶体管）。

1959年，天津拉制出硅（Si）单晶。

为了加强半导体的研究，1960年，中科院在北京建立半导体研究所，同年在河北建立工业性专业化研究所――第十三所，即现在的河北半导体研究所。

到六十年代初，中国半导体器件开始在工厂生产。此时，国内搞半导体器件的已有十几个厂点。当时北方以北京电子管厂为代表，生产了ＩＩ－６低频合金管和ＩＩ４０１高频合金扩散管；南方以上海元件五厂为代表。

1962年，天津拉制出砷化镓单晶（GaAs），为研究制备其他化合物半导体打下了基础。

硅器件开始搞的是合金管。1962年，我国研究制成硅外延工艺，并开始研究采用照相制版，光刻工艺。

1963年，河北省半导体研究所制成硅平面型晶体管。

1964年，河北省半导体研究所研制出硅外延平面型晶体管。在平面管之前不久，也搞过错和硅的台面扩散管，但一旦平面管研制出来后，绝大部分器件采用平面结构，因为它更适合于批量生产。

当时接制的单晶棒的直径很小，也不规则。一般将硅片切成方片的形状，如7*7、10*10、15*15平方毫米。后来单晶直径拉大些后，就开始采用不规则的圆片，但直径一般在35-40ｍｍ之间。

1965年12月，河北半导体研究所召开鉴定会，鉴定了第一批半导体管，并在国内首先鉴定了DTL型（二极管――晶体管逻辑）数字逻辑电路。1966年底，在工厂范围内上海元件五厂鉴定了TTL电路产品。这些小规模双极型数字集成电路主要以与非门为主，还有与非驱动器、与门、或非门、或门、以及与或非电路等。标志着中国已经制成了自己的小规模集成电路。

晶体管收音机

在半导体器件批量生产之后，六十年代主要用来生产晶体管收音机，电子管收音机在体积上大为缩小，重量大为减轻。一般老百姓把晶体管收音机俗称为“半导体”。它在六十年代成为普通居民所要购买的“四大件”之一。（其他三大件为缝纫机、自行车和手表）另一方面，新品开发主要研究方向是硅高频大功率管，目的是要把部队所用的采用电子管的“八一”电台换装为采用晶体管的“小八一”电台，它曾是河北半导体所和北京电子管厂当年的主攻任务。

第一台每秒钟运算一百万次的计算机

除了收讯放大管之外，之后也开发了开关管。中国科学院在半导体所之外建立了一所实验工厂，取名109厂。（后改建为微电子中心）它所生产的开关管，供中国科学院计算研究所研制成第二代计算机。随后在北京有线电厂等工厂批量生产了DJS-121型锗晶体管计算机，速度达到1万次以上。后来还研制出速度更快的108机，以及速度达28万次、容量更大的DJS-320型中型计算机，该机采用硅开关管。

总之，向科学进军的号如下，中国的知识分子、技术人员在外界封锁的环境下，在海外回国的一批半导体学者带领下，凭藉知识和实验室发展到实验性工厂和生产性工厂，开始建立起自己的半导体行业。这期间苏联曾派过半导体专家来指导，但很快因中苏关系恶化而撤走了。

砥砺前行：发展初期

1968年，组建国营东光电工厂（878厂）、上海无线电十九厂，至1970年建成投产，形成中国IC产业中的“两霸”。

毛泽东主席视察南京无线电厂

在发展双极型电路之后，不久也开始研究MOS电路。

1968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（MOSIC）。拉开了我国发展MOS电路的序幕，并在七十年代初，永川半导体研究所（现电子第24所）、上无十四厂和北京878厂相继研制成功NMOS电路。之后，又研制成CMOS电路。

到七十年代初期，永川半导体研究所，即24所，（它由石家庄13所十一室搬到四川水川扩大而建的）上无十四厂和北京878厂相继研制成NMOS电路。之后，又研制成CMOS电路。　

在七十年代初期，由于受国外IC迅速发展和国内“电子中心论”的影响，加上当时IC的价格偏高（一块与非门电路不变价曾哀达500元，利润较大，销售利润率有的厂高达40%以上），而货源又很紧张，因而造成各地IC厂点大量涌现，曾经形成过一股“IC热”。

当时，共有四十多家集成电路工厂建成，四机部所属厂有749厂（永红器材厂）、871（天光集成电路厂）、878（东光电工厂）、4433厂（风光电工厂）和4435厂（韶光电工厂）等。各省市所建厂主要有：上海元件五厂、上无七厂、上无十四厂、上无十九厂、苏州半导体厂、常州半导体厂、北京半导体器件二厂、三厂、五厂、六厂、天津半导体（一）厂、航天部西安691厂等等。

1972年，中国第一块PMOS型LSI电路在四川永川半导体研究所研制成功。

为了提高工艺设备的技术水平，并了解国外IC发展的状况，在1973年中日邦交恢复一周年之际，中国组织了由14人参加的电子工业考察团赴日本考察IC产业，参观了日本当时八大IC公司：日立、ＮＥＣ、东芝、三菱、富士通、三洋、冲电气和夏普，以及不少设备制造厂。原先想与NEC谈成全线引进，因政治和资金原因没有成匀丢失了一次机遇。后来改为由七个单位从国外购买单位台设备，期望建成七条工艺线。最后成线的只有北京878厂，航天部陕西骊山771所和贵州都匀4433厂。

此后，为了加速发展LSI，中国接连召开了三次全国性会议，第一次1974年在北京召开，第二次，1975年在上海召开；第三次，1977年在大三线贵州省召开。　　

1976年11月，中国科学院计算所研制成功1000万次大型电子计算机，所使用的电路为中国科学院109厂（现中科院微电子中心）研制的ECL型（发射极耦合逻辑）电路。

这一阶段，从研制小规模到大规模电路，在技术上中国都依靠自己的力量，只是从国外进口了一些水平较低的工艺设备，与国外差距逐渐加大。在这期间美国和日本已先后进入IC规模生产的阶段。

1982年，江苏无锡的江南无线电器材厂（742厂）IC生产线建成验收投产，这是一条从日本东芝公司全面引进彩色和黑白电视机集成电路生产线，不仅拥有部封装，而且有3英寸全新工艺设备的芯片制造线，不但引进了设备和净化厂房及动力设备等“硬件”，而且还引进了制造工艺技术“软件”。这是中国第一次从国外引进集成电路技术。

第一期742厂共投资2.7亿元（6600万美元），建设目标是月投10000片3英寸硅片的生产能力，年产2648万块IC成品，产品为双极型消费类线性电路，包括电视机电路和音响电路。到1984年达产，产量达到3000万块，成为中国技术先进、规模最大，具有工业化大生产的专业化工厂。

1982年10月，国务院为了加强全国计算机和大规模集成电路的领导，成立了以万里副总理为组长的“电子计算机和大规模集成电路领导小组”，制定了中国IC发展规划，提出“六五”期间要对半导体工业进行技术改造。

1983年，针对当时多头引进，重复布点的情况，国务院大规模集成电路领导小组提出“治散治乱”，集成电路要“建立南北两个基地和一个点”的发展战略，南方基地主要指上海、江苏和浙江，北方基地主要指北京、天津和沈阳，一个点指西安，主要为航天配套。

1986年，电子部厦门集成电路发展战略研讨会，提出“七五”期间我国集成电路技术“531”发展战略，即普及推广5微米技术，开发3微米技术，进行1微米技术科技攻关。

1988年，871厂绍兴分厂，改名为华越微电子有限公司。

1988年9月，上无十四厂在技术引进项目，建了新厂房的基础上，成立了中外合资公司――上海贝岭微电子制造有限公司。

1988年，在上海元件五厂、上无七厂和上无十九厂联合搞技术引进项目的基础上，组建成中外合资公司――上海飞利浦半导体公司（现在的上海先进）。

1989年2月，机电部在无锡召开“八五”集成电路发展战略研讨会，提出了“加快基地建设，形成规模生产，注重发展专用电路，加强科研和支持条件，振兴集成电路产业”的发展战略。

1989年8月8日，742厂和永川半导体研究所无锡分所合并成立了中国华晶电子集团公司。

第一次大投入：九零工程

1990年10月，国家计委和机电部在北京联合召开了有关领导和专家参加的座谈会，并向党中央进行了汇报，决定实施九零工程。

首钢NEC电子有限公司

1991年，首都钢铁公司和日本NEC公司成立中外合资公司――首钢NEC电子有限公司。

1995年，电子部提出“九五”集成电路发展战略：以市场为导向，以CAD为突破口，产学研用相结合，以我为主，开展国际合作，强化投资，加强重点工程和技术创新能力的建设，促进集成电路产业进入良性循环。

1995年10月，电子部和国家外专局在北京联合召开国内外专家座谈会，献计献策，加速我国集成电路产业发展。11月，电子部向国务院做了专题汇报，确定实施九0九工程。

1997年7月17日，由上海华虹集团与日本NEC公司合资组建的上海华虹NEC电子有限公司组建，总投资为12亿美元，注册资金7亿美元，华虹NEC主要承担“九0九”工程超大规模集成电路芯片生产线项目建设。

1998年1月，华晶与上华合作生产MOS圆片合约签定，有效期四年，华晶芯片生产线开始承接上华公司来料加工业务。

1998年1月18日，“九0八” 主体工程华晶项目通过对外合同验收，这条从朗讯科技公司引进的0.9微米的生产线已经具备了月投6000片6英寸圆片的生产能力。

1998年2月，韶光与群立在长沙签订LSI合资项目，投资额达2.4亿元，合资建设大规模集成电路（LSI）微封装，将形成封装、测试集成电路5200万块的生产能力。

1998年2月28日，我国第一条8英寸硅单晶抛光片生产线建成投产，这个项目是在北京有色金属研究总院半导体材料国家工程研究中心进行的。

1998年3月16日，北京华虹集成电路设计有限责任公司与日本NEC株式会社在北京长城-饭店举行北京华虹NEC集成电路设计公司合资合同签字仪式，新成立的合资公司其设计能力为每年约200个集成电路品种，并为华虹NEC生产线每年提供8英寸硅片两万片的加工订单。

1998年4月，集成电路“九0八”工程九个产品设计开发中心项目验收授牌，这九个设计中心为信息产业部电子第十五研究所、信息产业部电子第五下四研究所、上海集成电路设计公司、深圳先科设计中心、杭州东方设计中心、广东专用电路设计中心、兵器第二一四研究所、北京机械工业自动化研究所和航天工业771研究所。这些设计中心是与华晶六英寸生产线项目配套建设的。

1998年6月，上海华虹NEC九0九二期工程启动。

1998年6月12日，深港超大规模集成电路项目一期工程――后工序生产线及设计中心在深圳赛意法微电子有限公司正式投产，其集成电路封装测试的年生产能力由原设计的3.18亿块提高到目前的7.3亿块，并将扩展的10亿块的水平。

1998年10月，华越集成电路引进的日本富士通设备和技术的生产线开始验收试制投片，-该生产线以双极工艺为主、兼顾Bi-CMOS工艺、2微米技术水平、年投5英寸硅片15万片、年产各类集成电路芯片1亿只能力的前道工序生产线及动力配套系统。

1998年3月，由西安交通大学开元集团微电子科技有限公司自行设计开发的我国第一个-CMOS微型彩色摄像芯片开发成功，我国视觉芯片设计开发工作取得的一项可喜的成绩。

1999年2月23日，上海华虹NEC电子有限公司建成试投片，工艺技术档次从计划中的0.5微米提升到了0.35微米，主导产品64M同步动态存储器（S－DRAM）。这条生产线的建-成投产标志着我国从此有了自己的深亚微米超大规模集成电路芯片生产线。

通过“九零工程”中国建立了自己的6寸、8寸硅片和晶圆产线，初步实现半导体集成电路的自主化，对国防军工的意义是重大的。

我们今天许多耳熟能详的A股半导体公司，我们今天看到许多上市/借壳上市的军工芯片公司，都是在“九零工程”的第一次大投入中开始建设的。

随着“九零工程”开展，1995—2000年半导体集成电路芯片行业的“有效研发投入产值”提升了200%，2004年随着“九零工程”项目全部完成，2000—2004年行业的“有效研发投入产值”再次提升了253%。

体现在同期上市公司业绩收入：1995—2004年，上市公司整体收入半导体板块增长了13.6倍，分区间看，在1995—2000年大投入时期，收入规模增长了6.31倍，2000—2004年，投入产能释放后，收入规模增长了99.56%。

十年：中国的崛起

2004年之后，到2014年，中国半导体集成电路芯片行业的“有效研发投入”基本是“零增长”，体现在“有效研发投入产值”上，是快速下滑。而2004—2014年这十年时间，也正是中国半导体集成电路芯片进口快速提升的时期，芯片的进口超过石油，每年2200-2300亿美金进口额，折合人民币是1.5万亿。

但是在这十年中，成立了很多在如今赫赫有名的公司。

2000年

　　·4月，中芯国际集成电路制造（上海）有限公司成立。

　　·6月，国务院18号文件《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》公布。

　　·7月，科技部依次批准上海、西安、无锡、北京、成都、杭州、深圳共7个国家级IC设计产业化基地。

　　·11月，上海宏力半导体制造有限公司在上海浦东开工奠基。

2001年

　　·2月，直径8英寸硅单晶抛光片国家高技术产业化示范工程项目在北京有色金属研究总院建成投产。

　　·3月，国务院第36次常务会议通过了《集成电路布图设计保护条例》。

2002年

　　·9月，龙芯1号在中科院计算所诞生。

　　·11月，中国电子科技集团公司第四十六研究所率先研制成功直径6英寸半绝缘砷化镓单晶。

2003年

　　·3月，杭州士兰微电子股份有限公司上市，成为国内IC设计第一股。

　　·6月，台积电（上海）有限公司落户上海，并于2005年4月正式投产。

　　·8月，英特尔公司宣布成立英特尔（成都）有限公司，并于2005年12月正式投产。

2004年

　　·9月，中芯国际的中国大陆第一条12英寸线在北京投入生产。

2005年

　　·中星微电子在美国纳斯达克上市，成为第一家在美国上市的中国IC设计公司。

2006年

　　·10月，无锡海力士意法半导体在无锡投产。

2007年

　　·3月，英特尔公司宣布在中国大连建厂。

　　·6月，成都成芯8英寸项目投产。

　　·12月，中芯国际集成电路制造（上海）有限公司的12英寸生产线（Fab8）建成投产。

2008年

　　·《集成电路产业“十一五”专项规划》重点建设北京、天津、上海、苏州、宁波等国家集成电路产业园。

2009年

　　·6月，工业和信息化部发布《关于进一步加强软件企业认定和软件产品登记备案工作的通知》工信厅软［2009］115号。

2011年

　　·1月，展讯发布全球首款40纳米低功耗商用TD-HSPA/TD-SCDMA多模通信芯片SC8800G。

　　·2月，国务院发布了被业界称为“新18号文”的《进一步鼓励软件产业和集成电路产业的若干政策》（国发（2011）4号）。

　　·9月，上海华虹与宏力签署合并协议。

2012年

　　·3月，三星投资70亿美元在西安建立芯片生产线，工艺技术水平为10纳米、12英寸硅圆片。

　　·5月，财政部、国税总局发布《关于进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展企业所得税政策的通知》［财税〔2012〕27号］。

　　·6月，中芯国际将联合北京市相关机构共同筹集资金，在北京建设40纳米～28纳米生产线。

2004—2014年的十年时间，中国半导体集成电路芯片产业几乎是“零增长”的“有效研发投入”，不仅严重制约了产业的发展，也严重制约了中国电子制造、通信行业的进一步发展。

这一切在2014年得到了改变。

第二次大投入

2014年9月24号，国家大基金成立是具有标志性意义的，我们统计了2014—2016年三年以来，中央和各省市合计预期投入的金额规模超过4650亿人民币，而2016年中国国内半导体集成电路产值也才4300亿，第二次大投入的力度远超过当年的第一次大投入。

国家大基金成立后，2014—2016年，中国半导体集成电路产业开始大比例“有效研发投入”，由2014年的系数1.25，提升到5.63，提升了3.5倍，期间“有效研发投入产值”增长了1.26倍。已经呈现明显的“科技红利”扩张趋势。这一时期，中国国内半导体集成电路产值从3015亿元提升到4335亿元，增长了43.7%。可以说，第二次大投入所初步取得的经济效益是有目共睹的。

同时，从国务院印发《国家集成电路产业发展推进纲要》、国家集成电路产业投资基金正式设立后，中国半导体行业的并购热潮就被点燃。据不完全统计，各地已宣布的地方基金总规模已经超过2000亿元，成为我国集成电路生态系统中的重要支撑力量。

在2000年~2015年的16年里，中国半导体市场增速领跑全球，达到21.4%，其中全球半导体年均增速是3.6%，美国将近5%，欧洲和日本都较低，亚太较高13%。就市场份额而言，目前中国半导体市场份额从5%提升到50%，成为全球的核心市场。

致中国半导体工作者

又是一年国庆，从1953年至今，中国半导体产业经过了六十多年的发展，在无数奋不顾身，勤勤恳恳的中国半导体工作者的努力下，中国的半导体产业实现了零的突破，从开始一穷二白，到如今的奋力前行。我们不仅依靠自己的努力突破了国外的重重封锁，建立了中国自己的半导体企业，也在不断的发展中，逐渐获得了世界的认可。如今，虽然中国市场已经成为最大的半导体市场，而中国的半导体产业也迎来了“黄金时代”。

风雨60年，中国的半导体工作者，辛苦了！

责任编辑：星野

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