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四十年前先后起步的芯片,中美日韩如何“分道扬镳”?

2020-11-27 09:31:45  来源: 乌有之乡思想   作者:牧野
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  去年华为遭遇第一轮制裁,美国公司不能给华为供货,那时华为宣称还有的麒麟芯片和鸿蒙操作系统。最近美国开始第二轮制裁,只要使用美国技术的公司,就不能给华为供货,华为余承东不禁悲情宣告,9月15号之后,因为台积电不能代工,麒麟高端芯片将成绝版!在芯片领域,华为只投入了芯片设计,但是对于芯片制造这样的重资产领域,华为并没有投入。而我们国内的半导体工艺上还没有赶上。

  这一下国人幡然醒悟,在芯片和半导体领域我们几乎是处处被人卡脖子。芯片的设计需要专门的设计软件,制造需要大型精密设备光刻机,生产需要技术非常先进、重资产的加厂家,芯片制造的高精尖的原材料也大量依赖进口。这些方面我们都无法绕开美、日等。虽然我们有中芯国际等一批企业,但是这些企业的生产设备、技术、原材料也都绕不开美国技术、日本技术。

  四十年市场换技术、合作共赢的繁华大梦一刻间被惊醒。我们是怎么沦为今天这一步的?

  一些人不识时务,又翻出了四五十年前的新闻片段。1956年国家提出“向科学进军”,国务院制定科技发展12年规划,将半导体、计算机、自动化和电子学列为重点发展目标。

  1959年,美国搞出了世界上第一块集成电路,此时中国已经搞出了晶体管,并于1965年成功研制出了中国第一块集成电路。中国从小规模集成电路经过中规模集成电路,再发展到大规模集成电路,仅用了7年时间,这以1972年四川永川半导体研究所(现电子工业部24所)研制成功的我国第一块PMOS型大规模集成电路为标志,而美国用了8年。

  我们建起了早期的半导体工业,掌握了从拉单晶、设备制造,再到集成电路制造全过程,积累了大量的人才和丰富的知识,相继研制并生产了DTL、TTL、ECL等各种类型的中小规模双极型数字逻辑电路,支持了国内计算机行业。当时具备这种能力的国家除中国外,只有美国、日本和苏联。

  1960年代,我国就开始布局研发光刻机,彼时荷兰光刻机生产巨头ASML尚未成立。1965年中国科学院研制出65型接触式光刻机。1970年代,中国科学院开始研制计算机辅助光刻掩模工艺。1972年,武汉无线电元件三厂编写了行业生产指导《光刻掩模版的制造》。

  1982年科学院109厂的KHA-75-1光刻机,这些光刻机在当时的水平均不低,最保守估计跟当时最先进的佳能光刻机相比最多也就不到4年。1985年,机电部45所研制出了分步光刻机样机并通过验收,中国在分步光刻机上与国外的差距不超过7年。

  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,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。

  1975年,北京大学物理系半导体研究小组,由王阳元等人,设计出我国第一批三种类型的(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要晚五年,但是比韩国、台湾要早四五年。那时韩国、台湾还根本没有电子工业科研基础。

  1979年上海元件五厂和无线电十四厂甚至成功仿制英特尔公司1974年推出的8080CPU,比德国仿制成功还早一年。

  1983年,国防科技大学研制成功运算速度每秒上亿次的银河-I巨型机,这是我国高速计算机研制的一个重要里程碑。

  很多资料显示,1980年代中期中国的半导体产业虽然没有超越当时世界最先水平,但是差距并不大。更重要的是,我们打造了从单晶制备、设备制造、集成电路制造的全产业链,基本不依赖国外进口,也就是说,中国以一国的供应链去追赶整个西方发达国家联盟的供应链。到1970年代,中国大陆的电子工业、半导体工业水平,已经是仅次于美国,领先于韩、台、日。

  只要我们沿着这条路走下去,虽然不一定达到世界第一的水平,但是总会有一个位置。可是如今却处处被人卡脖子。为什么?

  原因无他,光刻机项目下马半导体领域的很多夭折,与运十下马、核潜艇下马、北斗的前身导航卫星下马、核潜艇下马,许多的国防高科技项目下马等等都是一个道理。毛泽东时代,我们勒紧裤腰带搞出来一个又一个的前沿高科技项目,这些项目在1980年代却被统统“下马”。从此,“造导弹的不如卖茶叶蛋的”。

  1950~1976年,我国用于科技研发的经费占国民生产总值的比例,平均在1.28%,达到当时几个初等发达国家的平均水平(如意大利、西班牙)。到了毛泽东时代后期,随着我国经济实力的不断增强,这个指标增加到2.32%,达到同期几个最发达国家英、法、西德的水平,仅比当时的美国、日本低一些(美国长期为2.8-3.0%,日本70年代以前1.6%,进入70年代后与美国接近)。

  但是从80年代开始,R&G/GDP却被大幅度下砍,到了80年代中期,全社会对研发经费投入的R&G/GDP值不到0.7%。1984年以后由于“拨改贷”造成了的困境,使企业基本无力进行研发投资,R&G/GDP骤然降到0.6%以下。

  因为缺少经费,我们自主研制的已经建立起来初步体系的计算机、集成电路和半导体研发都以“没钱”为由停掉了。这样的巨变导致我们错过了八十年代到现在世界电子技术高速发展的黃金四十年。

  与此同时,美国、日本半导体则进入了大发展大变革阶段。本来在半导体领域一文不名的韩国、台湾省等,也成为后起之秀。韩国从什么也不会,成为半导体第三大国。台湾省的台积电甚而成为世界第一大芯片代工厂。

  美、日、韩、台在芯片和半导体领域的成功,全都是全力支持和培养的结果。反观大陆,却自废武功,把自己最有前途的科研链、产业链阉割掉,浪费了三四十年的大好历史机遇。

  美国

  许多人以为美国的芯片和半导体是私营企业的功劳,岂不知美国政府在大学、国家实验室、私营公司实验室等科研机构投入了巨量的研发经费,囊括了基础科学的所有领域以及技术科学的诸多前沿。1945年美国政府投入的R&D经费(全社会研究与试验发展经费)为50亿美元,占全国全部R&D经费的83%,1960年代中期政府占总研发的支出仍占据2/3。

  而在半导体领域,1958年至1976年的研发支出中的43%都源于政府投入。此时正处于冷战时期,美国军方是半导体的最大客户。1960年代,美国军方对半导体工业产品的需求占全部半导体需求的一半。1965年,美国军方的订单就是当时整个美国半导体的28%,更是集成电路的72%。一直到20世纪90年代初期,美国军用市场仍然占芯片市场份额的约40%。

  而到了1987年,当日本半导体对美国半导体构成生死威胁时(1986年英特尔(intel)游走在破产边缘,为了生存,一口气裁掉了三分之一的员工。AMD净利润锐减2/3,National半导体从盈利5000万变成亏损1100万,接近8成的美国存储芯片企业破产)。为了应对危机,美国成立全国性的半导体制造技术联盟,联盟成员共同开发通用技术,共享知识产权成果。美国国会通过一系列法案,对日本存储芯片征收100%关税,启动了“301”调查,强迫提高美国芯片占有率,直接逼迫日本就范。

  从这些历史可以看出来,美国的半导体产业是在美国政府的大力支持之下才取得了辉煌成就。

  而中国建国初在半导体行业的成就,也同样是在政府的大力支持下建立起来的。我们的半导体行业,虽然起步晚,但是奋起直追的速度,却是非常快的。

  我们以计算机为例:

  第一代计算机采用电子管。美国研制出第一代计算机用了4年(1943-1946,标志:宾夕法尼亚大学莫尔学院的ENIAC);而中国通过学习苏联的技术,仅用3年就完成了(1956-1958,标志:中科院计算所的103机),并生产了50台左右。

  第二代计算机采用晶体管。美国从第一代计算机进入第二代计算机花了9年时间(1946-1954,标志:贝尔实验室的TRADIC);中国用了7年(1958-1964,标志:哈尔滨军事工程学院,即国防科技大学前身的441B机),生产了约200台。1965年中科院计算所研制成功了我国第一台大型晶体管计算机:109乙机;对109乙机加以改进,两年后又推出109丙机,在我国两弹试制中发挥了重要作用,被用户誉为“功勋机”。

  第三代计算机采用中、小规模集成电路。美国用了11年(1954-1964,标志:IBM公司的IBM360);中国用了7年时间(1964-1970,标志:中科院计算所的小规模集成电路通用数字电子计算机“111机”)。我国研制的第三代计算机品种非常多。例如,北京大学、北京有线电厂和燃化部等单位联合研制的150机于1973年完成;借鉴美国IBM公司16位小型机技术的DJS-100机也于该年(1973)研制成功,它的硬件为自行设计,软件兼容;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“013机”等等。

  第四代计算机采用大规模和超大规模集成电路,今天的计算机都属于第四代计算机。这个过程美国用了9年(1964-1972,标志:美国国防部高级研究规划署与伊利诺斯大学联合研制的ILLIAC-IV);中国用了8年(1970-1977,标志:航天部陕西骊山微电子公司的77型机)。77型机是中国第一台自行设计研制的,采用大规模集成电路的16位微型计算机。另外,参照美国Intel8008机型的国产DJS-050微机,也于该年(1977)由清华大学等单位仿制成功并通过鉴定。

  中国计算机事业的起步比美国晚了13年,但是经过毛泽东时代老一辈科学家的艰苦努力,中国与美国的差距不是某些人所歪曲的“被拉大了”,而是缩小了,从12年缩小到10年,再缩小到6年。到毛泽东离开我们之后不久,中国的计算机水平仅比美国落后5年。

  在1980年代前半期,在“造不如买买不如租”、“大下马”的潮流刮遍神州之前的一段时间,计算机行业也取得了一系列的成就。

  1977年4月的全国微型机专业会议上,确定了中国微机今后的发展方向为参照Intel8008的DJS-050系列五个机型,以及参照Motorola6800的DJS-060系列四个机型。这两大系列的样机于1980年前后陆续研制成功。

  在1979年11月陕西的微型机交流会上,参展的国产微型机有六十多个品种,包括我国当时速度最快、外部设备最齐全的微型机DJS-061-1。

  1982年,参考DG公司NOVA16位小型计算机,采用国产中大规模集成电路的DJS-153小型计算机研制成功。同时与NOVA-3机兼容的DJS-185机也由上海电子计算机厂完成。

  1983年,中国国防科技大学自行设计的“银河I”巨型计算机通过鉴定。它是一个每秒向量运算1亿次的巨型计算机系统。成为我国第四代计算机中的巨型机代表机型。

  同年,南京的734厂研制成功紫金1号,这是美国苹果公司的仿制机;装有中文操作系统CCDOS的16位长城0520-A诞生。

  可以想见,如果我们继续沿着“独立自主自力更生”的方针,沿着“创新为主,引进为辅”的道路走下去,我们一定可以在计算机和半导体行业取得深厚的积累,不至于像如今这般被卡脖子。只可惜1980年代中期后,这个方针就被抛弃了。在“造不如买买不如租”、“下马”风潮下,在“市场换技术”的风潮下,我们不禁沦为了“引进一代,落后一代”的趋势,越是引进越是落后。

  日本

  朝鲜战争后,美国欲将日本打造成为对抗苏联和社会主义阵营的桥头堡,为此美国主动向日本转让了数百项技术,从晶体管到黑白电视机到录音机。在美国技术的扶持下,东芝、三菱、松下、索尼、NEC、夏普等企业快速崛起。

  1964年,美国德州仪器公司制造出了世界上第一块集成电路。为了引进这项技术,日本运用了迥异于中国的“造不如买、买不如租”的方式。日本一直有强烈的贸易保护主义政策。为了保护国内产业,日本政府提出了极为苛刻的条件:德州仪器必须在三年内向日本公开相关技术,并且市场占有率不得超过10%。德州仪器为了进入日本市场同意了,德州仪器和索尼成立合资公司,双方各自占有50%的股份。通过严苛的保护政策,日本政府在引进核心技术的同时,还保护了本土企业的发展。

  不过,日本芯片行业腾飞的起点,更是源于其在1976-1979年实施的日本超大规模集成电路计划。日本在消化了美国技术后,开始了日本特色的举国体制研发创新,由政府牵头,联合日立、NEC、富士通、三菱、东芝筹集资金737亿日元,设立LSVI技术研究所,其中通产省补助291亿日元,占39.5%,这几乎是当时通产补贴支出的50%。研究所内的合作和竞赛机制很重要,当时是有20%的项目是通用性,是各个大企业派人合作开发的。通产省官员等定期将竞争的人员组织到一起进行汇报,交流想法,相互促进。

  联合研发计划实施4年后,日本就取得了1200余项专利,商业秘密申请数达347件,所有参与计划的日本企业都可以共享这些“战果”。

  此前制造芯片的核心设备光刻机,日本需要从美欧进口,但日本的佳能、尼康很快后来居上,技术水平一度世界领先。直到2004年后又一次技术变革,荷兰ASML公司和台积电后来居上。今天日本的光刻机落后了,不过半导体的制造设备分为七大类,扩散炉、光刻机、刻蚀机、离子注入机、薄膜沉积设备、化学机械抛光机、清洗机,不只是光刻机一种。日本在其他种类的设备制造领域,还有一些代表着世界领先水平。

  此举大力推动了日本半导体的大发展。1980年,日本DRAM存储芯片仅有30%市场份额,而美国是60%。1985年英特尔被逼退出DRAM市场。1986年日本在DRAM存储器芯片领域的市场占有率,一度达到80%。

  此后美国开始了对日本半导体的围剿。日本半导体的市场占有率,也从1986年的40%跌到2011年的15%。而美国却在1993年成功取代日本,重新坐回世界最大的芯片出口国的宝座。

  不过,在半导体的高精尖的原材料领域,日本依旧占据着世界第一的位置。据SEMI推测,2019年日本企业在全球半导体材料市场,所占份额达到66%。19种主要材料中,日本有14种市占率超过50%。而在占据产值2/3的四大最核心的材料:硅片、光刻胶、电子特气和掩膜胶等领域,日本有三项都占据了70%的份额。最新一代EUV光刻胶领域,日本的3家企业申请了行业80%以上的专利。

  2019年,日韩之间闹矛盾,也打起了贸易战。日本断供了韩国几款半导体材料后,没多久韩国三星掌门人就飞往日本恳请松口。日本在半导体高精尖原材料领域的实力由此可见。

  韩国

  1980年之前的中国,已经在半导体和电子工业领域具备了比较完整的的科研体系、人才体系、工业体系。而此时的韩国在半导体和电子工业领域还毫无基础。要技术没技术,要人才没有人才。

  1969年5月,三星成立电子公司,主要生产电冰箱,给日本的三洋代工12英寸黑白电视机。1974年三星负责人从下定决心要建立半导体工业和芯片产业,不顾集团管理层的劝告,自掏腰包出资入股Hankook半导体公司,1977年底又合并成立了三星半导体。但是此时,三星和韩国半导体企业只能从事简单的晶体管和IC电路组装,所依赖的材料和生产设备都必须进口。可见其人才、技术、工业基础是多么差。

  而到了2018年,芯片在韩国总出口中却占比20%。三星电子、SK海力士(原为现代电子,后被SK收购,改名SK海力士)和美国的英特尔一样,是世界上仅有的3家能独立完成芯片的设计、制造、封装、测试到销售的整个链条的公司。(华为海思只设计芯片,却不能生产、测试;台积电不负责设计,只负责代工生产)。

  当然,韩国的芯片产业依旧无法摆脱日本半导体行业高精尖的原材料,也无法摆脱光刻机巨头ALMS公司,无法摆脱美国的一些技术(三星、英特尔、海力士、台积电都是ALMS公司的股东)。但是其从无到有的巨大成就,对于这样一个5000万人口的小国、穷国来说,却是辉煌的。韩国的电子工业在快速发展,而我们14亿人口拥有半导体全产业链、科研链的国家却是挥刀自宫、自废武功。

  韩国究竟是如何发展起来半导体和电子工业的?下面我们主要以三星电子为例说明。

  韩国与美国、日本一样,与1980年代之前的中国一样,都是运用国家力量给半导体产业提供巨大的政策、资金等配套支持。

  1975年,韩国政府公布了扶持半导体产业的六年计划,强调实现电子配件及半导体生产的本土化,而非通过跨国公司的投资发展半导体产业。最重要的是,韩国政府放任三星等企业在金融系统吸纳资金。

  1982~1987年韩国政府投入3.46亿美元贷款,也带动了20亿美元的私人投资。为了弥补先进技术上的差距,三星创始人李秉哲冒着破产的风险,砸下20亿美元投资半导体事业,并且从美国日本大举网罗半导体人才和技术。

  1983年之前,三星电子虽然有很多动作,但是却都没有什么突破。直到美日贸易战来临。美国急需一个同日本一样人力资本廉价的打手,对付日本,三星就这样上场了。

  三星首先着力于DRAM存储芯片,相比于CPU芯片来说,DRAM技术难度较低。三星聘用了5名有半导体设计经验的韩裔美国科学家以及数百名美国工程师,买来了美国技术,建立起第一条芯片生产线。

  三星当时的成本是日本的4至5倍。日本的半导体企业为了打击三星,联合与三星进行价格战。1984-1986年间,64k DRAM芯片内存卡价格从每张4美元暴跌至每张30美分,而三星的生产成本是每张1.3美元,也就是说,每卖出一张内存卡便亏损1美元。即使有韩国政府的大力补贴,这款64K DRAM芯片还是给三星带来了3亿美元亏损。

  但是即使亏损也要继续生产、继续研发,并且要不计代价逆周期加大投入。而不是像1980年代后的中国,科研只要烧钱就要下马,企业只要亏损就破产,贱卖国资。政府不仅不给企业投资,银行还要给企业断贷。

  三星大力引进美国、日本等的人才和技术,又开发出256k DRAM芯片,并且逆周期扩大产能。1987年3月,美国政府以日本没有执行协议为名,决定对日本进行3亿美元的进口限制,国际市场DRAM价格回升,三星的256K DRAM芯片终于摆脱亏损。

  1990年8月,三星正式成为世界上第三个拥有16M DRAM内存芯片的企业。日本企业又一次与三星打价格战,芯片价格直接跳水。美国企业也扛不住了。于是,美国对日本和三星同时发起了反倾销诉讼。然而,美国对日本企业征收了100%的反倾销税,而对韩国只征收0.74%!此举明显对三星有利,日本企业进一步被排挤。

  1990年之后,日本经济泡沫爆发,日本电子企业缩减了芯片研发的投入,并对研发部门进行裁员。三星将这些被裁技术人员高薪聘请。

  韩国国内对半导体既有资金上的无限支持,在科研上也搞出了举国体制。为加强科研突破,韩国政府组织“官民一体”的DRAM共同开发项目,韩国电子通信研究所KIST联合三星、LG、现代与韩国六所大学,集中人才、资金,一起对4M DRAM进行技术攻关,政府承担了1.1亿美元研发费用的57%之多。此后16M和64M DRAM的研究开发,科研投入共计900亿韩元,政府就投资了750亿。

  1993年,三星的半导体存储业务做到了全球市场第一,其后的20年一直保持世界第一。据市场调查机构TrendForce统计,目前全球存储器市占率当中,韩国三星电子市占率全球最高,达到43.5%,SK海力士居第二名,占比29.2%。

  随着三星的业务越做越大,其对科研的投入也愈来愈大。从存储芯片进而扩展到半导体和电子工业产业链的绝大部分领域。也深度介入了ALSM公司EUV光刻机的研发。

  今天三星在芯片设计和制造方面都是世界前列,苹果、高通、AMD、英伟达、特斯拉都是其客户。三星电子已经拥有从芯片设计到生产到手机终端的完整产业链,芯片产值已经多年位居全球第1的位置。2019年被英特尔超越。

  当然,韩国是美国的打手,美国不会让三星独大。1998年亚洲金融危机期间,三星股价一度跌至极低的位置,韩国政府外汇储备几乎告罄,政府面临破产,韩国不得不求助IMF和美国。在巨大压力下,韩国接受了美国和IMF一系列极为苛刻的条件。韩国开放了金融体系,修改了外资占据韩国企业的入股比例,从1996年10月的20%,提高到1997年12月的50%,又提高到1998年5月的100%。美国公司恶意收购三星,今天美资已经占据三星55%的股权,只不过管理权还由李氏家族掌控。

  但是毫无疑问,韩国这样一个5000万人口的小国、穷国,一个对半导体啥也不懂的国家,通过举国之力,在时代中抓住历史机遇,进行半导体突围而成世界第三的历程,堪称典范。而我们这样一个在半导体领域拥有全产业链、科研链的14亿人口大国,却自费武功,荒废三四十年的历史机遇,不能不让人感叹。

  台湾省

  再来看我们的宝岛台湾。成立于1987年的台积电,是今天芯片制造的第一大工厂。其创始人张忠谋,曾任德州仪器三号人物。其技术和管理才能,在美国时已经是业界知名。张忠谋被“蒋经国接班人”孙运璿,邀请担任台湾工研院院长,并许以“来了就是一哥”的承诺。(孙运璿是台湾地区行政管理机构负责人,1984年罹患脑溢血一度病危,导致蒋经国改变主意换了李登辉)。

  台积电2亿多美元的启动资金,48.3%都是由政府出资,其余24.2%由台湾省内企业分担,27.5%是由飞利浦承担。

  三星的起步是DRAM存储芯片,而台积电则是CPU逻辑芯片代工。美日贸易战,美国企业从存储芯片撤退,开始发力CPU等逻辑芯片。不同于存储芯片强一体化的要求,逻辑芯片可以将设计、生产环节分工,这就为台积电带来了机会。1988年,英特尔送来第一笔大单,并对200多道工艺进行了指导。

  台积电大量招揽大批从美国回流的人才,首先学习和运用美国的技术,进而技术突破,超越了美国技术。

  台积电最初的技术大多来自于IBM的授权。2003年,IBM希望把新开发的铜制程工艺卖给台积电,但张忠谋认为IBM技术不成熟,开始研发新技术。一年多后,台积电铜制程率先突破。IBM的代工技术霸权被终结了。十年后,IBM又倒贴15亿美元,将代工业务转给了格芯,彻底退出了这个领域。这是台积电的第一次技术突破。

  第二次技术突破则是光刻机领域。2004年,台积电打算另辟蹊径,研发湿法光刻技术。这项技术和当时的干法方案背道而驰,方案也遭到了当时“光刻机霸主”日本佳能和尼康的抵制,只有荷兰小厂阿斯麦尔(ASML)愿意尝试。最终,台积电完成了技术突破,ALSM也迅速崛起,击垮日本霸主成为行业巨头。

  ALSM公司的股权结构比较特殊,只有投资ASML,才能够获得优先供货权。也是因此,台积电和英特尔、三星、海力士一样,都是该公司的股东。ALSM公司最新的的极紫外光刻机(EUV)的研发,台积电也在其中做出了极为重要的贡献。台积电、三星、英特尔共同向ASML注资52.59亿欧元,用于支持EUV光刻机的研发。2014年阿斯麦(ASML)应用并制造出7nm工艺的极紫外光刻机。

  2004年,台积电拿下了全球一半的芯片代工订单,位列半导体行业规模前十。排名第二的则是韩国三星,它在存储芯片领域和日本死磕获胜,拿下全球30%份额。

  当然了,因为台湾地盘小,人也少,3000万人口,想建成一个全产业链的芯片体系不太可能。但是大陆有14亿人口,有大量的人才,有1960年代就开始的技术积累,有庞大的工业体系和消费群体,想建成一个独立完整的芯片和半导体体系也不是难事。但是事实并非如此。

  为什么连台湾都不如?

  台湾邀请张忠谋这样的举动,就好比当年钱学森、邓稼先等人才回国。台湾许张忠谋以岛内一哥地位,人财物全面配合。钱学森、邓稼先等大才回国,开创两弹一星事业,由聂荣臻元帅负责,受毛主席和周总理直接领导,既有强有力的领导支持,加上全方位的人财物配合、体制机制,想不成事都不容易。

  为什么今天很多好政策都落实不下去。就是因为没有强有力的统筹,没有人财物的全面配合,没有体制机制的配合。

  为什么我们的半导体事业、芯片事业遭遇这么多的挫折,因为不仅没有人财物的配合,而且从1980年代就被全面切断,项目下马。

  光刻机如此,运十大飞机如此,北斗的前身导航卫星如此,核潜艇项目也是如此......

  运十大飞机已经多次上青藏高原试飞,最后却因为缺少区区3000万人民币航空燃油费用,被主动下马。大飞机的科研链、产业链、技术积累全部断代。

  共和国勋章获得者获得者、被誉为核潜艇之父的黄旭华回忆核潜艇下马时,也是感慨万千,核潜艇的弹道导弹发射成功之日,就是他们的失业之日。核潜艇一下马就是20年。“二十几年过去,美国走了多少型号,冷战结束,战争的危险并没消失。美国(包括日本)的科研工作一点没放松,而我们的科研生产都断线了。团队解散,很多人才都流失了。如果我们也像美日那样,技术抓的很紧,我们的技术水平不会是现在这个样子,就算不超过美国,也至少不会和他差这么远。”

  多少人有志报国,最后却落得项目下马。毛泽东时代勒紧裤腰带搞出来的前沿高科技也被毁了。

  荷兰ASLM光刻机巨头

  半导体的制造设备分为七大类,光刻机、扩散炉、刻蚀机、离子注入机、薄膜沉积设备、化学机械抛光机、清洗机。光刻机是其中的核心设备之一。

  世界排名前十的半导体制造设备提供商,美国有三家,分别为应用材料、Lam Research(科林研发)和KLA Tencor;日本有五家,东京电子,Screen semiconductor(迪恩士),日立先端科技尼康和日立国际电气;荷兰有两家,一家就是大名鼎鼎的ASML,另外还有一家ASM International。

  1960年代,我国就开始布局研发光刻机,彼时荷兰光刻机生产巨头ASML尚未成立。

  1982年科学院109厂的KHA-75-1光刻机,这些光刻机在当时的水平均不低,最保守估计跟当时最先进的佳能光刻机相比最多也就不到4年。1985年,机电部45所研制出了分步光刻机样机并通过验收,中国在分步光刻机上与国外的差距不超过7年。

  2004年之前,光刻机领域的巨头还是日本佳能和尼康。ALSM公司还是小公司。而后,台积电另辟蹊径,研发湿法光刻技术,与阿斯麦尔(ASML)合作。最终,台积电完成了技术突破,ALSM也迅速崛起,击垮日本光刻机霸主成为行业巨头。如今Intel、台积电、三星,格罗方德、联电以及中芯国际等晶圆厂的光刻机目前基本是来自ASML。

  ALSM最新的极紫外光刻(EUV)从1996年便开始研发,直到2014年才被阿斯麦(ASML)应用并制造出7nm工艺的极紫外光刻机。

  从以上历程可以看出,我们的光刻机曾经是有很大机会的。我们与世界先进水平曾经是比较接近的,并没有被甩开。在技术变革的大时代,我们也是有机会追赶上去的。但是这一切都因为1980年代的下马潮而戛然而止。已经研制成功的光刻机,都被停下了。

  上海微电子公司,成立于2002年,是今天国内唯一一家从事光刻机研发制造的公司,目前只能做到90nm。与ALSM还有很大的距离。设想一下,如果我们1980年代研制成功的光刻机项目能够继续进行,今天中国的光刻机水平会是如何?

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