致中國半導體工作者的風雨60年 | 半導體行業觀察

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「中國半導體產業的發展已經進入了黃金時代。」這是近幾年我們最常聽到的一句話。

中國半導體產業的發展自新中國成立以來，積累了數代人的心血，值此國慶之際，讓我們回顧那60年的風風雨雨。

中國半導體產業的發展可以追溯到解放初期的1953年，半導體已經被列入第一次和第二次5年計劃的重點科技公關項目，這階段可以說是中國半導體行業發展的草創時期。此後由於國內和國際形勢的劇烈變化，國家幾乎停止了對半導體行業的投入。「原子彈之父」錢學森曾經這樣感慨道：60年代，我們全力投入「兩彈一星」，我們得到很多，70年代我們沒有搞半導體，我們為此失去很多。

從無到有：草創時期

1956年，我國提出「向科學進軍」，根據國外發展電子器件的進程，提出了中國也要研究半導體科學，把半導體技術列為國家四大緊急措施之一。

從半導體材料開始，自力更生研究半導體器件。為了落實發展半導體規劃，中國科學院應用物理所首先舉辦了半導體器件短期培訓班。請回國的半導體專家黃昆、吳錫九、黃敞、林蘭英、王守武、成眾志等講授半導體理論、晶體管製造技術和半導體線路。

物理學家上海復旦大學教授——謝希德

在五所大學――北京大學、復旦大學、吉林大學、廈門大學和南京大學聯合在北京大學開辦了半導體物理專業，共同培養第一批半導體人才。培養出了第一批著名的教授：北京大學的黃昆、復旦大學的謝希德、吉林大學的高鼎三。1957年畢業的第一批研究生中有中國科學院院士王陽元（北京大學微電子所所長）、工程院院士許居衍（華晶集團中央研究院院長）和電子工業部總工程師俞忠鈺（北方華虹設計公司董事長）。

與此同時，中國半導體材料從鍺（Ｇｅ）開始。通過提煉煤灰製備了鍺材料。

1957年，北京電子管廠通過還原氧化鍺，拉出了鍺單晶。中國科學院應用物理研究所和二機部十局第十一所開發鍺晶體管。前者由王守武任半導體實驗室主任，後者由武爾楨負責。當年，中國相繼研製出鍺點接觸二極體和三極體（即晶體管）。

1959年，天津拉制出硅（Si）單晶。

為了加強半導體的研究，1960年，中科院在北京建立半導體研究所，同年在河北建立工業性專業化研究所――第十三所，即現在的河北半導體研究所。

到六十年代初，中國半導體器件開始在工廠生產。此時，國內搞半導體器件的已有十幾個廠點。當時北方以北京電子管廠為代表，生產了ＩＩ－６低頻合金管和ＩＩ４０１高頻合金擴散管；南方以上海元件五廠為代表。

1962年，天津拉制出砷化鎵單晶（GaAs），為研究製備其他化合物半導體打下了基礎。

硅器件開始搞的是合金管。1962年，我國研究製成硅外延工藝，並開始研究採用照相製版，光刻工藝。

1963年，河北省半導體研究所製成硅平面型晶體管。

1964年，河北省半導體研究所研製出硅外延平面型晶體管。在平面管之前不久，也搞過錯和硅的檯面擴散管，但一旦平面管研製出來後，絕大部分器件採用平面結構，因為它更適合於批量生產。

當時接制的單晶棒的直徑很小，也不規則。一般將矽片切成方片的形狀，如7*7、10*10、15*15平方毫米。後來單晶直徑拉大些後，就開始採用不規則的圓片，但直徑一般在35-40ｍｍ之間。

1965年12月，河北半導體研究所召開鑒定會，鑒定了第一批半導體管，並在國內首先鑒定了DTL型（二極體――晶體管邏輯）數字邏輯電路。1966年底，在工廠範圍內上海元件五廠鑒定了TTL電路產品。這些小規模雙極型數字集成電路主要以與非門為主，還有與非驅動器、與門、或非門、或門、以及與或非電路等。標誌著中國已經製成了自己的小規模集成電路。

晶體管收音機

在半導體器件批量生產之後，六十年代主要用來生產晶體管收音機，電子管收音機在體積上大為縮小，重量大為減輕。一般老百姓把晶體管收音機俗稱為「半導體」。它在六十年代成為普通居民所要購買的「四大件」之一。（其他三大件為縫紉機、自行車和手錶）另一方面，新品開發主要研究方向是硅高頻大功率管，目的是要把部隊所用的採用電子管的「八一」電台換裝為採用晶體管的「小八一」電台，它曾是河北半導體所和北京電子管廠當年的主攻任務。

第一台每秒鐘運算一百萬次的計算機

除了收訊放大管之外，之後也開發了開關管。中國科學院在半導體所之外建立了一所實驗工廠，取名109廠。（後改建為微電子中心）它所生產的開關管，供中國科學院計算研究所研製成第二代計算機。隨後在北京有線電廠等工廠批量生產了DJS-121型鍺晶體管計算機，速度達到1萬次以上。後來還研製出速度更快的108機，以及速度達28萬次、容量更大的DJS-320型中型計算機，該機採用硅開關管。

總之，向科學進軍的號如下，中國的知識分子、技術人員在外界封鎖的環境下，在海外回國的一批半導體學者帶領下，憑藉知識和實驗室發展到實驗性工廠和生產性工廠，開始建立起自己的半導體行業。這期間蘇聯曾派過半導體專家來指導，但很快因中蘇關係惡化而撤走了。

砥礪前行：發展初期

1968年，組建國營東光電工廠（878廠）、上海無線電十九廠，至1970年建成投產，形成中國IC產業中的「兩霸」。

毛澤東主席視察南京無線電廠

在發展雙極型電路之後，不久也開始研究MOS電路。

1968年，上海無線電十四廠首家製成PMOS（P型金屬－氧化物半導體）電路（MOSIC）。拉開了我國發展MOS電路的序幕，並在七十年代初，永川半導體研究所（現電子第24所）、上無十四廠和北京878廠相繼研製成功NMOS電路。之後，又研製成CMOS電路。

到七十年代初期，永川半導體研究所，即24所，（它由石家莊13所十一室搬到四川水川擴大而建的）上無十四廠和北京878廠相繼研製成NMOS電路。之後，又研製成CMOS電路。 　

在七十年代初期，由於受國外IC迅速發展和國內「電子中心論」的影響，加上當時IC的價格偏高（一塊與非門電路不變價曾哀達500元，利潤較大，銷售利潤率有的廠高達40%以上），而貨源又很緊張，因而造成各地IC廠點大量湧現，曾經形成過一股「IC熱」。

當時，共有四十多家集成電路工廠建成，四機部所屬廠有749廠（永紅器材廠）、871（天光集成電路廠）、878（東光電工廠）、4433廠（風光電工廠）和4435廠（韶光電工廠）等。各省市所建廠主要有：上海元件五廠、上無七廠、上無十四廠、上無十九廠、蘇州半導體廠、常州半導體廠、北京半導體器件二廠、三廠、五廠、六廠、天津半導體（一）廠、航天部西安691廠等等。

1972年，中國第一塊PMOS型LSI電路在四川永川半導體研究所研製成功。

為了提高工藝設備的技術水平，並了解國外IC發展的狀況，在1973年中日邦交恢復一周年之際，中國組織了由14人參加的電子工業考察團赴日本考察IC產業，參觀了日本當時八大IC公司：日立、ＮＥＣ、東芝、三菱、富士通、三洋、沖電氣和夏普，以及不少設備製造廠。原先想與NEC談成全線引進，因政治和資金原因沒有成勻丟失了一次機遇。後來改為由七個單位從國外購買單位台設備，期望建成七條工藝線。最後成線的只有北京878廠，航天部陝西驪山771所和貴州都勻4433廠。

此後，為了加速發展LSI，中國接連召開了三次全國性會議，第一次1974年在北京召開，第二次，1975年在上海召開；第三次，1977年在大三線貴州省召開。 　　

1976年11月，中國科學院計算所研製成功1000萬次大型電子計算機，所使用的電路為中國科學院109廠（現中科院微電子中心）研製的ECL型（發射極耦合邏輯）電路。

這一階段，從研製小規模到大規模電路，在技術上中國都依靠自己的力量，只是從國外進口了一些水平較低的工藝設備，與國外差距逐漸加大。在這期間美國和日本已先後進入IC規模生產的階段。

1982年，江蘇無錫的江南無線電器材廠（742廠）IC生產線建成驗收投產，這是一條從日本東芝公司全面引進彩色和黑白電視機集成電路生產線，不僅擁有部封裝，而且有3英寸全新工藝設備的晶元製造線，不但引進了設備和凈化廠房及動力設備等「硬體」，而且還引進了製造工藝技術「軟體」。這是中國第一次從國外引進集成電路技術。

第一期742廠共投資2.7億元（6600萬美元），建設目標是月投10000片3英寸矽片的生產能力，年產2648萬塊IC成品，產品為雙極型消費類線性電路，包括電視機電路和音響電路。到1984年達產，產量達到3000萬塊，成為中國技術先進、規模最大，具有工業化大生產的專業化工廠。

1982年10月，國務院為了加強全國計算機和大規模集成電路的領導，成立了以萬里副總理為組長的「電子計算機和大規模集成電路領導小組」，制定了中國IC發展規劃，提出「六五」期間要對半導體工業進行技術改造。

1983年，針對當時多頭引進，重複布點的情況，國務院大規模集成電路領導小組提出「治散治亂」，集成電路要「建立南北兩個基地和一個點」的發展戰略，南方基地主要指上海、江蘇和浙江，北方基地主要指北京、天津和瀋陽，一個點指西安，主要為航天配套。

1986年，電子部廈門集成電路發展戰略研討會，提出「七五」期間我國集成電路技術「531」發展戰略，即普及推廣5微米技術，開發3微米技術，進行1微米技術科技攻關。

1988年，871廠紹興分廠，改名為華越微電子有限公司。

1988年9月，上無十四廠在技術引進項目，建了新廠房的基礎上，成立了中外合資公司――上海貝嶺微電子製造有限公司。

1988年，在上海元件五廠、上無七廠和上無十九廠聯合搞技術引進項目的基礎上，組建成中外合資公司――上海飛利浦半導體公司（現在的上海先進）。

1989年2月，機電部在無錫召開「八五」集成電路發展戰略研討會，提出了「加快基地建設，形成規模生產，注重發展專用電路，加強科研和支持條件，振興集成電路產業」的發展戰略。

1989年8月8日，742廠和永川半導體研究所無錫分所合併成立了中國華晶電子集團公司。

第一次大投入：九零工程

1990年10月，國家計委和機電部在北京聯合召開了有關領導和專家參加的座談會，並向黨中央進行了彙報，決定實施九零工程。

首鋼NEC電子有限公司

1991年，首都鋼鐵公司和日本NEC公司成立中外合資公司――首鋼NEC電子有限公司。

1995年，電子部提出「九五」集成電路發展戰略：以市場為導向，以CAD為突破口，產學研用相結合，以我為主，開展國際合作，強化投資，加強重點工程和技術創新能力的建設，促進集成電路產業進入良性循環。

1995年10月，電子部和國家外專局在北京聯合召開國內外專家座談會，獻計獻策，加速我國集成電路產業發展。11月，電子部向國務院做了專題彙報，確定實施九0九工程。

1997年7月17日，由上海華虹集團與日本NEC公司合資組建的上海華虹NEC電子有限公司組建，總投資為12億美元，註冊資金7億美元，華虹NEC主要承擔「九0九」工程超大規模集成電路晶元生產線項目建設。

1998年1月，華晶與上華合作生產MOS圓片合約簽定，有效期四年，華晶晶元生產線開始承接上華公司來料加工業務。

1998年1月18日，「九0八」 主體工程華晶項目通過對外合同驗收，這條從朗訊科技公司引進的0.9微米的生產線已經具備了月投6000片6英寸圓片的生產能力。

1998年2月，韶光與群立在長沙簽訂LSI合資項目，投資額達2.4億元，合資建設大規模集成電路（LSI）微封裝，將形成封裝、測試集成電路5200萬塊的生產能力。

1998年2月28日，我國第一條8英寸硅單晶拋光片生產線建成投產，這個項目是在北京有色金屬研究總院半導體材料國家工程研究中心進行的。

1998年3月16日，北京華虹集成電路設計有限責任公司與日本NEC株式會社在北京長城-飯店舉行北京華虹NEC集成電路設計公司合資合同簽字儀式，新成立的合資公司其設計能力為每年約200個集成電路品種，並為華虹NEC生產線每年提供8英寸矽片兩萬片的加工訂單。

1998年4月，集成電路「九0八」工程九個產品設計開發中心項目驗收授牌，這九個設計中心為信息產業部電子第十五研究所、信息產業部電子第五下四研究所、上海集成電路設計公司、深圳先科設計中心、杭州東方設計中心、廣東專用電路設計中心、兵器第二一四研究所、北京機械工業自動化研究所和航天工業771研究所。這些設計中心是與華晶六英寸生產線項目配套建設的。

1998年6月，上海華虹NEC九0九二期工程啟動。

1998年6月12日，深港超大規模集成電路項目一期工程――後工序生產線及設計中心在深圳賽意法微電子有限公司正式投產，其集成電路封裝測試的年生產能力由原設計的3.18億塊提高到目前的7.3億塊，並將擴展的10億塊的水平。

1998年10月，華越集成電路引進的日本富士通設備和技術的生產線開始驗收試製投 片，-該生產線以雙極工藝為主、兼顧Bi-CMOS工藝、2微米技術水平、年投5英寸矽片15萬片、年產各類集成電路晶元1億隻能力的前道工序生產線及動力配套系統。

1998年3月，由西安交通大學開元集團微電子科技有限公司自行設計開發的我國第一個-CMOS微型彩色攝像晶元開發成功，我國視覺晶元設計開發工作取得的一項可喜的成績。

1999年2月23日，上海華虹NEC電子有限公司建成試投片，工藝技術檔次從計劃中的0.5微米提升到了0.35微米，主導產品64M同步動態存儲器（S－DRAM）。這條生產線的建-成投產標誌著我國從此有了自己的深亞微米超大規模集成電路晶元生產線。

通過「九零工程」中國建立了自己的6寸、8寸矽片和晶圓產線，初步實現半導體集成電路的自主化，對國防軍工的意義是重大的。

我們今天許多耳熟能詳的A股半導體公司，我們今天看到許多上市/借殼上市的軍工晶元公司，都是在「九零工程」的第一次大投入中開始建設的。

隨著「九零工程」開展，1995—2000年半導體集成電路晶元行業的「有效研發投入產值」提升了200%，2004年隨著「九零工程」項目全部完成，2000—2004年行業的「有效研發投入產值」再次提升了253%。

體現在同期上市公司業績收入：1995—2004年，上市公司整體收入半導體板塊增長了13.6倍，分區間看，在1995—2000年大投入時期，收入規模增長了6.31倍，2000—2004年，投入產能釋放後，收入規模增長了99.56%。

十年：中國的崛起

2004年之後，到2014年，中國半導體集成電路晶元行業的「有效研發投入」基本是「零增長」，體現在「有效研發投入產值」上，是快速下滑。而2004—2014年這十年時間，也正是中國半導體集成電路晶元進口快速提升的時期，晶元的進口超過石油，每年2200-2300億美金進口額，摺合人民幣是1.5萬億。

但是在這十年中，成立了很多在如今赫赫有名的公司。

2000年

　　·4月，中芯國際集成電路製造（上海）有限公司成立。

　　·6月，國務院18號文件《鼓勵軟體產業和集成電路產業發展的若干政策》公布。

　　·7月，科技部依次批准上海、西安、無錫、北京、成都、杭州、深圳共7個國家級IC設計產業化基地。

　　·11月，上海宏力半導體製造有限公司在上海浦東開工奠基。

2001年

　　·2月，直徑8英寸硅單晶拋光片國家高技術產業化示範工程項目在北京有色金屬研究總院建成投產。

　　·3月，國務院第36次常務會議通過了《集成電路布圖設計保護條例》。

2002年

　　·9月，龍芯1號在中科院計算所誕生。

　　·11月，中國電子科技集團公司第四十六研究所率先研製成功直徑6英寸半絕緣砷化鎵單晶。

2003年

　　·3月，杭州士蘭微電子股份有限公司上市，成為國內IC設計第一股。

　　·6月，台積電（上海）有限公司落戶上海，並於2005年4月正式投產。

　　·8月，英特爾公司宣布成立英特爾（成都）有限公司，並於2005年12月正式投產。

2004年

　　·9月，中芯國際的中國大陸第一條12英寸線在北京投入生產。

2005年

　　·中星微電子在美國納斯達克上市，成為第一家在美國上市的中國IC設計公司。

2006年

　　·10月，無錫海力士意法半導體在無錫投產。

2007年

　　·3月，英特爾公司宣布在中國大連建廠。

　　·6月，成都成芯8英寸項目投產。

　　·12月，中芯國際集成電路製造（上海）有限公司的12英寸生產線（Fab8）建成投產。

2008年

　　·《集成電路產業「十一五」專項規劃》重點建設北京、天津、上海、蘇州、寧波等國家集成電路產業園。

2009年

　　·6月，工業和信息化部發布《關於進一步加強軟體企業認定和軟體產品登記備案工作的通知》工信廳軟［2009］115號。

2011年

　　·1月，展訊發布全球首款40納米低功耗商用TD-HSPA/TD-SCDMA多模通信晶元SC8800G。

　　·2月，國務院發布了被業界稱為「新18號文」的《進一步鼓勵軟體產業和集成電路產業的若干政策》（國發（2011）4號）。

　　·9月，上海華虹與宏力簽署合併協議。

2012年

　　·3月，三星投資70億美元在西安建立晶元生產線，工藝技術水平為10納米、12英寸硅圓片。

　　·5月，財政部、國稅總局發布《關於進一步鼓勵軟體產業和集成電路產業發展企業所得稅政策的通知》［財稅〔2012〕27號］。

　　·6月，中芯國際將聯合北京市相關機構共同籌集資金，在北京建設40納米～28納米生產線。

2004—2014年的十年時間，中國半導體集成電路晶元產業幾乎是「零增長」的「有效研發投入」，不僅嚴重製約了產業的發展，也嚴重製約了中國電子製造、通信行業的進一步發展。

這一切在2014年得到了改變。

第二次大投入

2014年9月24號，國家大基金成立是具有標誌性意義的，我們統計了2014—2016年三年以來，中央和各省市合計預期投入的金額規模超過4650億人民幣，而2016年中國國內半導體集成電路產值也才4300億，第二次大投入的力度遠超過當年的第一次大投入。

國家大基金成立後，2014—2016年，中國半導體集成電路產業開始大比例「有效研發投入」，由2014年的係數1.25，提升到5.63，提升了3.5倍，期間「有效研發投入產值」增長了1.26倍。已經呈現明顯的「科技紅利」擴張趨勢。這一時期，中國國內半導體集成電路產值從3015億元提升到4335億元，增長了43.7%。可以說，第二次大投入所初步取得的經濟效益是有目共睹的。

同時，從國務院印發《國家集成電路產業發展推進綱要》、國家集成電路產業投資基金正式設立後，中國半導體行業的併購熱潮就被點燃。據不完全統計，各地已宣布的地方基金總規模已經超過2000億元，成為我國集成電路生態系統中的重要支撐力量。

在2000年~2015年的16年里，中國半導體市場增速領跑全球，達到21.4%，其中全球半導體年均增速是3.6%，美國將近5%，歐洲和日本都較低，亞太較高13%。就市場份額而言，目前中國半導體市場份額從5%提升到50%，成為全球的核心市場。

致中國半導體工作者

又是一年國慶，從1953年至今，中國半導體產業經過了六十多年的發展，在無數奮不顧身，勤勤懇懇的中國半導體工作者的努力下，中國的半導體產業實現了零的突破，從開始一窮二白，到如今的奮力前行。我們不僅依靠自己的努力突破了國外的重重封鎖，建立了中國自己的半導體企業，也在不斷的發展中，逐漸獲得了世界的認可。如今，雖然中國市場已經成為最大的半導體市場，而中國的半導體產業也迎來了「黃金時代」。

風雨60年，中國的半導體工作者，辛苦了！

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