“廉颇”华润微

远川科技评论 · 2020-10-28
中国半导体的“黄埔军校”

编者按:本文来自微信公众号“远川科技评论”(ID:kechuangych),36氪经授权发布。

作者:杨健楷

编辑:董指导

支持:远川研究所科技组

1980年,无锡太湖边的742厂,突然来了几个日本工程师。742厂从做二极管起家,还承担着我国新型半导体的研发重任。习惯了埋头苦干、自己摸索的工人们,对日本工程师的到访,自然充满了疑问、好奇。而事实上,日本工程师此次前来是为了一个大项目。

上一次外国人成建制地来到中国工厂,还是五十年代初,苏联援建了156个工业项目。而这一次日本工程师的到访,则是由访日的总设计师牵线。也基于此,原来毫不起眼的742厂,就此站上了舞台中央。

742厂先后承担过三次中央级别的引进项目、被誉为半导体的“黄埔军校”,也是触动中芯国际诞生的契机。然而,随后的岁月里,742厂历经数次转手、沉浮,不禁令人发问:廉颇老矣,尚能饭否

01 天将大任:命运眷顾的开端

日本工程师到742厂,是为了让老百姓看得起彩电。

当时国产电视芯片量产难度大,导致彩电供给不多,完全满足不了老百姓需求。所以国家计委在1978年时就给742厂下了任务书:2.76亿元,引进东芝5微米产线,装配500万台彩电。

对于日本企业而言,这是一桩好生意。东芝正在DRAM芯片领域与美厂酣战,急需资金购买各类设备,以充实“军火库”。而5微米产线,对中国企业很重要,但对于日本已经是即将被淘汰的“落后产能”,不必担心新技术泄密。

对于中国而言,这是三十年来第二次技术路线转轨。“以市场换技术”的思想在彼时萌生,“引进、消化、吸收、再创新”的学习路径也提上了日程。而正在全力追赶美国的日本科技公司,也成了当时的最佳选择。

双方一拍即合,742厂引进了东芝5微米芯片产线,当时,全国花了13亿引进33条产线,742厂就花了20%。这条产线,除了一般的设计、制造、封测三大环节外,还有设备、材料和“三废”处理系统,几乎无所不包,成为改革开放后中国引进的最大最齐全的芯片产线。

设备有了,人还缺。于是,电子工业部特地从重庆24所调了500人来到太湖之滨,成立了无锡分所。后来,24所无锡分所与742厂合并。工厂与研究所双剑合璧,从东芝引进的5微米工艺产线在1985年通过验收。

随后,742厂承担了“531”工程的使命,向全国传播芯片技术的火种。各路考察团纷至沓来,742厂不仅送技术资料,还外派工程师支援。厂长王洪金甚至大手一挥:到742厂学习,除了吃饭要钱,住宿不要钱!

口气很大,但742厂的生存压力并不小。为了加快量产,742厂也摸索出了几条教科书路径:

产学研结合,与东南大学联合办学,培养芯片人才。一方面,东大负责给企业职工做经常性培训、考试,即便是资深的工程师也需参加考试。另一方面,东大派来教授,培养微电子专业人才,本科生前三年上理论课,最后一年到厂里实习,“真刀真枪的搞毕业设计”。

搭质量体系,要求原材料生产商执行ISO9000标准,和上游厂家建立信息联络员,并配备第三方审核。组织供应商每年开会,分享成功经验,奖优汰劣。成立行业协会,便于国内工厂互通有无,加速整体进化、促进市场挖掘。

人才、质量、市场三管齐下,742厂成为“芯片之王”。1987年,全国生产了近8000万块集成电路,742厂占比达到40%。

742的表现,吸引了国家的进一步投资,而且有了一个响当当的名字:中国华晶。

02 遭遇危机:学习曲线陷阱

1990年,华晶已经集齐了国家半导体工程里的“三颗大龙珠”:日本东芝5微米产线、德国西门子2-3微米产线、美国朗讯1微米以下产线(即908工程)。在这个过程中,华晶也积累了丰富的经验,比如:

公司知道怎么省钱了。产能要扩大时,职工们否决了简单粗暴“买设备、多投料”的方法,而是充分利用旧设备,自行研发新工艺,只用了3000万就达成翻倍目标。相当于,华晶用十分之一的预算,建了一个与原来东芝产线产能相当的新厂。

公司的研发也在提速。1993年底,华晶引进的西门子2-3微米产线,按时通过中德两方验收。仅一年后,华晶的1-1.5微米研究开发线建成通线。同时,华晶先后制出1微米芯片、DSP芯片、1兆位maskrom等在国内一骑绝尘的新产品。

然而,随着消化、吸收不断发展,华晶终于遇到了“学习曲线陷阱”:再创新。没有再创新,就很难进军高世代线。就像高考生拿到了一套带解法的卷子,重复做很嗨,但如果换了另一套难度更高的卷子,问题就会出现了。

为什么“再创新”如此困难?因为除了中间的生产环节,华晶的上下游两头都在外。

设备、材料等上游环节,跟着最先进的生产线往前演进,落后的产线无法培育先进的上游。而电子整机等下游环节,也在最具消费力的市场诞生,后进国家只能被动接受先进经济体的产品输出。没有掌握终端产品规格的话语权,落后的产线只能采取中低端市场的替代策略。

而随着时间推移,国内对华晶的评价也在发生变化,有人甚至认为,华晶908工程,可能搞不定了。

担忧在于无情的时间。第一次引进东芝产线,审批两年,学习五年,一共七年。第二次引进西门子产线,审批五年,暂停两年,学习三年,一共十年。第三次引进也就是908工程,审批两年,找合作伙伴花了三年。在1995年时,全球芯片工艺早已推进到了1微米以下,而908工程却还没什么动静。

而另一个令人更加心虚的问题则是:市场在哪里?

第一次引进,面向彩电,而80年代几乎每省都有国营彩电厂,国家也实行了市场保护政策,消化华晶的芯片产能不成问题。第二次和第三次引进,都面向程控交换机,彼时“七国八制”,通讯设备市场竞争惨烈。和国际相比,步伐缓慢的华晶,拿什么去绑定这些每时每刻都在变化的公司?

屋漏偏逢连夜雨。华晶的下游合作公司,也遭到了“水货”产品的冲击,销售下滑,导致华晶也订单稀少。

1997年,华晶工厂内原定满产1.2万片的0.8微米工艺产线开动,只用了一半的产能。而当年华晶亏损达到了2.4亿。华晶大门口竖起了“危机意识和紧急行动”的标语,而又该如何行动呢?

03 转型求生:制度换活力

1998年1月中旬,908工程对外验收通过,在场领导、以及美国朗讯副总裁都热烈鼓掌,但与会的华晶人心里,却无一不沉重:908是通过验收了,但最新一轮909工程,已与华晶无缘。

华晶人自感有负于“民族重任”。但归根结底,华晶的巨亏,不是因为不努力,而是不管多努力,华晶都无法走出“摩尔定律牢笼”:

官方对电子产业的重点工程有两个终极诉求:满足国计民生,追逐摩尔定律。前者关乎市场需求,后者关乎技术前沿。不管是哪个诉求,都必须满足经济性、可持续性的要求。也就是说,最终的现金流回报应该是正的。

而要完成两个终极诉求,需要先后走完四步:学习好技术,构建产业体系,满足市场需求,追逐最先进的制程。事实证明,仅第一项任务就已经足够耗时了。而且,还要和审批赛跑,两年的审批通过,摩尔定律下正好技术提升一代,产线刚上线,就落后了。华晶背负着时代使命赋予的包袱,最终陷入了“摩尔陷阱”。

反思之后,华晶管理层拟定了“以市场为龙头”的方针,四处奔波找订单。在华晶上下焦头烂额的时候,中国台湾芯片创业者恰如其当地出现了。

中国芯片业的先驱朱贻玮曾回忆,他从燕东微电子退休后,在1997年赴台参与两岸同仁交流会。当年,他协助一些创业者来大陆考察,台胞关于在沪设立8英寸厂,和为绍兴华越或无锡华晶解困等问题进行了商谈。1998年,美国康奈尔大学博士陈正宇设立了香港上华,参与无锡华晶产线管理。

这是一次历史性的接触。上华先是做“来料加工、委托管理”业务,随后还与华晶组建了合资公司,成为大陆国营电子厂“混改先锋”。混改后,华晶由原来的设计生产一体化IDM模式,转为专营芯片代工的Foundry模式,造就了大陆历史上第一个芯片代工厂。

华晶设计公司矽科的章程里增设了“竞争力提升制度”,混改激发了经营活力:人还是140来名,设备没有更新,但改制后的4个月,开发量较往年增加一倍,开发速度则比以往快了一倍,上半年拿回来的销售额就有4000万元,在同业中排名前五。

而张汝京从中国台湾出来后,也是先到了无锡工作。看到华晶的改变,他也坚定了到大陆盖Fab厂的决心,有了中芯国际。

2002年,华润收购华晶,改名为华润微,在中美摩擦、芯片受困之际,登录了科创板。

04 历史进程中的华润微

从742厂到中国华晶,再到华润微,是中国芯片跌宕起伏、与时代共振的六十年。

742厂有英雄的气魄,他诞生于无锡棉花巷一家用土方法造二极管的工厂,完成了三大引进工程,并探索混改,闯出了一条新路;但它也有悲凉的故事,在当时的环境、条件下,追赶发达国家引导的摩尔定律,无疑是爬刀山,每前进一步都是血泪。

而回顾华晶,正如前总经理苏广平所说,为“我国电子信息产业发展当一块可靠的垫脚石”。华润微站在他们的历史遗产上,创造出了IDM的新大厦。对于历史悠久的国营电子厂,人们常问:廉颇老矣,尚能饭否?

但我们不妨换一个思路:江山代有才人出。

华晶作为“半导体黄埔军校”,培养出了一批人才。从华晶出来的人,有的留在无锡,成为江苏微电子业的中流砥柱;有的去了上海,成为华虹和中芯的骨干;而经历国际化锻炼,又回到大陆的程卫华,从华晶人到长江存储CTO,担下了存储芯片突破的重任。

正是这些百折不挠的芯片骑士,他们见证过朝阳和黄昏,体验过兴奋和心酸,成为了中国芯片事业的坚守者和未来的开创者。

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