近年来,美国不断对华为采取压制和遏制措施。封杀措施从最初的手机禁令到谷歌GMS禁令,最后上升到芯片禁令和OEM禁令。这样几乎全方位的高压措施,让我国人民第一次感受到了中美在半导体领域的巨大差距。
所以这两年互联网上充斥了大量中国半导体落后美国这么大差距的原因。但大部分文章分析原因都很简单粗暴,大部分文章把中国半导体落后的原因归结为之前“做优于买”的趋势。
但事实上,我国半导体的落后并不能用简单的一两句话来概括,这涉及到历史沿革、国际环境、国家政策、企业行为等诸多原因。要真正理解今天中国半导体产业的困境,就必须把时间转回新中国成立时,以客观公正的历史找出中国半导体产业落后的原因。
当我们把时间回溯到新中国成立之初,你会发现,虽然我们的半导体产业起步较晚,但一开始并没有处于极其落后的局面。
比美国技术差不了多少的中国半导体起步了
1949年新中国成立的时候,经过几十年的战争,中国的一切都是徒劳,所有的领域都是一片废墟。无数出国留学的学生都会有一种强烈的为新中国服务的感觉。钱学森、邓稼先、李政道等科学家不顾一切困难和危险,从美国等西方资本主义国家回国,掌握先进知识,投身祖国建设。
在这一波回国投身新中国建设的浪潮中,在美国普渡大学任教的王守武,在麻省理工学院任教的谢喜德,在哈佛大学任教的黄畅等等,在半导体领域拥有先进学术经验的科学家,构成了新中国成立后第一批半导体产业的基石。
虽然当时这些科学家无法带回美国先进的工业设备和材料,但当时全国人民都充满了激情和斗志。西方没有教我们自学,西方也没有给我们自学的机会!即使缺少材料和设备,中国的这一批半导体科学家,也凭借这份热情和努力,硬生生的拉起了中国半导体行业的架子。
那时候,其实中国的半导体和美国差距并不大,至少只有五年。在加强军事和国防力量的重大科研项目推动下,甚至有些技术领域比日韩早了好几年,后来出现在世界半导体格局中的BLACKPINK。
可以说,从20世纪50年代到60年代的十年间,中国在半导体领域最先进的技术与世界上最先进的技术没有太大的差异。
但是从60年代开始,在这个好的开端就出现了各种动荡和动摇,直到我们之间的差距拉大,以至于在接下来的60年里,我们只能跟随着美国、日本、韩国等半导体技术,甚至到现在也没有赶上最先进的步伐。
那么过去60年发生了什么?
世界半导体“战国史”时间表
事实上,纵观全球半导体行业,三个主要国家是美国、日本和韩国。在过去的60年里,发生了无数大大小小的事件。我们可以尝试横向展示这些国家和我们国家在每个阶段发生的事情,看看我们的问题出在哪里。
首先,看看20世纪60年代。
此时的美国是全球半导体产业的来源国,也是技术最好的国家。半导体行业著名的“摩尔定律”最早是由英特尔创始人戈登·摩尔在1965年提出的,它奠定了半导体行业每年半会有一次大版本迭代的发展进程。
但是此时全球和美国还没有进入VLSI发展阶段,所以虽然已经提出了摩尔定律,但全球电子行业还没有出现混战时代。
此时的日本虽然在二战战败后满目疮痍,但作为冷战时期美国用来封锁亚洲东方集团的桥头堡,日本国内战后的复苏在很大程度上得到了美国的帮助。
在这种背景下,20世纪60年代,日本大幅度引进、吸收、消化和学习了美国的半导体技术。在政府、产业、大学三者结合的推动下,日本不仅建立了初步的半导体产业体系,而且开始具备了基于美国技术进行第二次迭代创新的能力。直到20世纪60年代的最后一年,日本才开始批量生产彩色电视机。
这时候韩国还没有开始涉足半导体,还处于朝鲜战争的恢复期。作为当时最接近中国和前苏联的资本主义阵营的先锋,韩国此时没有足够的精力发展半导体产业。
当时中国虽然在抗美援朝战争中确立了国力,但也让全国人民意识到了中国工业体系的薄弱,因此在五六十年代陷入了疯狂的“建设时代”。
在增产粮食、冶炼钢铁之后,全国掀起了“冶炼半导体”的新高潮。短时间内全国有40多家集成电路厂,但生产的产品质量并不令人满意。
但实际上,客观来说,并不是当时中国人狂热的单线原因,而是因为新中国成立之初,以美国为首的西方资本主义阵营成立了“巴黎协调委员会”,禁止向社会主义国家出售技术。鉴于我国在朝鲜战争中惊人的战斗力,“八通”从50年代开始就特别针对我国,导致我国在半导体技术上完全无法从外界获得技术实力,被迫在国内对半导体产品进行修补,效率和质量自然无法保证。
当时的人民无所畏惧,这是当时中国“半导体精炼”热潮的核心原因之一。
所以在60年代,美国在半导体领域遥遥领先,日本有第二次创新,猫是猥琐的长大,而中国只能自己玩。
然后,时间进入了70年代。
此时,美国的英特尔公司(Intel Corporation)在制造世界上第一个动态随机存取存储器(DRAM)方面处于世界领先地位,也正是从这个时候起,美国在大规模集成电路的开发过程中处于领先地位。
当时韩国三星已经开始涉足一些半导体行业,但是还没有下定决心好好进攻这个领域。毕竟全世界都知道,半导体行业烧钱未必能出人头地。所以现阶段韩国半导体行业还没有开始发力。
此时,日本在大力发展半导体产业60年的基础上,积累了丰富的经验和技术实力。1972年大规模生产MOS集成电路已经不再困难,当时日本的发展速度极快。日本作为亚洲四小龙之一,国民经济发展迅速,所以日本集成电路产业在半导体产业上赶超美国一直是“国策”。
因此,从1976年开始,日本政府领导了“超大规模集成电路计划”(VLSI Program),汇集了东芝、三菱、日立等国内半导体前沿公司,形成了强大的技术阵容。日本国内半导体产业的发展花了三年时间才大有起色,一度占领全球集成电路市场的美国公司也无力应对。
20世纪70年代中期,中国终于进入稳定期,但半导体行业却大幅落后于美国和日本。为了解决国内半导体产业发展的瓶颈,王守武等国内半导体专家抓住中日复交的蜜月期,于1973年赴日本研究,看看有哪些先进的半导体技术和工艺。
在这次检查中,日本NEC提出将3英寸半导体生产线转让给中国,但代价是我们至少要支付3000万美元的技术转让费。
遗憾的是,当时中国只支付了1500多万美元,还不到NEC提出的最低转让成本的一半,所以不得不放弃这个技术转让计划。这一次,恰恰是中国距离世界上最先进的圆晶生产技术还相差甚远的时候。如果我们国家这次有足够的钱购买这项技术,那么韩国的三星、TSMC、台湾省的联发科都没有问题。
但毕竟当时的中国太穷了,甚至直到2000年,21世纪初,中国还没有摆脱国家不富裕的局面,这可能就是为什么在接下来的几十年里,中国宁愿牺牲很多机会和时间进行自主研发,也要大力发展经济。
20世纪80年代,美日之间的“半导体战争”开始了。
此时,日本半导体的市场份额一度成为世界领先者,尤其是在存储芯片方面,其技术和工艺直接超过美国成为世界第一。
美国自然不会让日本这个年轻人随意成长。通过经济制裁和政治压力,将迫使日本政府签署一系列限制日本半导体产业发展的法规。
然而日本显然没有认识到这一点,于是转向大力攻克半导体材料。在占据了材料等上游产业的优势后,通过一次又一次的价格战,拖着美国半导体公司大幅降价迎接挑战,美日在集成电路领域展开了如火如荼的战斗。
但最终日本政府不仅被迫签署了广场协议,还签署了集成电路领域的半导体协议。20世纪80年代,日本集成电路半导体进入巅峰后,在美国的狙击下迅速倒向神坛。
这期间,韩国三星终于下定决心,要大力进军集成电路半导体领域,但刚下定决心,就被美日“芯片价格战”拖累。从1983年到1985年短短两年,三星几乎净亏损。
但是作为韩国的命脉财团,韩国显然不会让三星倒下,所以会毫不犹豫的挪用日本在二战中的战争赔款,用来给三星垫底,让三星在美日芯片战争中支撑自己。在不赚钱的十年里,潜心打磨圆晶制作技术,至少保证了三星的技术不落后于最尖端的技术。在韩国国力的帮助下,三星保持了其先进的技术。于是,当日本倒向神坛,全球市场份额迅速缩水时,韩国三星直接跃升,取代日本,位居行业第二。
20世纪80年代末,台湾省TSMC宣告成立。作为日本的“二狗”,台湾省当局自然非常重视半导体集成电路,在TSMC成立之初,给予金钱、优惠和支持,帮助其站稳脚跟。后来,美国在劳动力和技术转移方面取得了快速增长,已经发展成为世界上最大的圆形水晶铸造企业。
这时,虽然中国已经开始改革开放,国内企业也开始大幅度引进国外设备,但毕竟是20年前拉倒的。即使引进设备,也没有配套的技术和管理。另外,由于八通门的封锁,我们能买到的设备都被别人淘汰了。所以,虽然国外设备很多,但我们并不能真正把生产线投入生产。
此外,中国刚刚改革了国家体制,开始打破国有企业的低效率,减少了国家层面的输血,使大量半导体企业走向市场,自力更生,自负盈亏。然而,由于上述实际情况,这些海外企业缺乏经验和研发能力。除去国家层面的输血,大家要么忙于扩张,要么衣食无忧,没有能力和精力做好研发。即使我们回购日本和其他国家的生产线,我们的技术和工艺仍然停滞不前,没有任何进步或增长。
也就是说,从20世纪80年代开始,中国的半导体产业开始全面落后于美国、日本和韩国。
国企双觉醒后,我们也不是没有一战的力量。
我们不会重复90后的历史演变。相信很多人已经熟悉了近30年国内半导体的发展。
其实从上面的内容不难看出,半导体行业60年来,从拿到好牌到最后打烂牌,有很多局限,更有多方面的因素。但是篇幅有限,无法一一呈现。我们不能从上帝的角度去指责以前的一些做法。毕竟很多事情都是无奈的,是当时最好的选择。我们只能说,现在醒来还不算太晚。
20世纪90年代以前,中国半导体行业的犹豫不决直接导致了中国圆晶生产技术的落后,但也保留和孵化了华虹李鸿、华立微电子、长江电子科技等国内早期优秀的半导体企业。直到21世纪,SMIC、华为、海思、上海微电子等世界知名的半导体企业才诞生。
虽然我们落后了很多,但不代表我们会一直落后。得益于国家的繁荣和企业顶尖的半导体设计能力,中国正在对世界先进的半导体技术发起猛烈的攻击,虽然从某些角度来看,国内集成电路的发展热潮有点类似当年“提炼半导体”的感觉。
毕竟,今天与过去不同,中国在宏观调控和供给侧改革方面已经有了相当充分的经验。我相信,五年后,我们已经实现了国内核心70%的自给自足,摩尔定律正在逐渐失效,中国最终会赶上世界上最先进的半导体技术和工艺生产,甚至可能引领第三代芯片革命的浪潮,这一天不会让我们等待太久。
所以现在我们有了一战的力量!
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