我国半导体产业的现状和发展前景.doc

                      五、半导体篇                               我国半导体产业的现状和发展前景                      电子信息产业已成为当今全球规模最大、发展最迅猛的产业，微电子技术是其中的核心技术之一（另一个是软件技术）。现代电子信息技术，尤其是计算机和通讯技术发展的驱动力，来自于半导体元器件的技术突破，每一代更高性能的集成电路的问世，都会驱动各个信息技术向前跃进，其战略地位与近代工业化时代钢铁工业的地位不相上下。当前，世界半导体产业仍由美国占据绝对优势地位，日本欧洲紧随其后，韩国和我国台湾地区也在迅速发展。台湾地区半导体工业已成为世界最大的集成电路代工中心，逐步形成自己的产业体系。我国的微电子科技和产业起步在50年代，仅比美国晚几年。计划经济时期，由于体制的缺陷和其间10年“文革”，拉大了和国际水平的差距。进入80年代，我国面对国内外微电子技术的巨大反差和国外对我技术封锁，我们没有能够在体制和政策上及时拿出有效应对措施。国有企业无法适应电子技术的快节奏进步，国家协调组织能力下降，科研体制改革缓慢，以致19801990年代我国自主发展半导体产业的努力未获显著效果。    “市场开放后，集成电路商品从合法、不合法渠道源源涌入，集成电路所服务的终端产品，以整机或部件散装的形式，也大量流入，但人家确实考虑到微电子的战略核心性质，死死卡住生产集成电路的先进设备，不让进口，在迫使我们落后一截，缺乏竞争力的同时，又时刻瞄准我们科研与生产升级的潜力，把我们的每一次进步扼杀在萌芽状态，冲垮科技能力，从外部加剧我们生产与科研的脱节，迫使我们不得不深深依赖他们。我们的产业环境又多多少少带有计划色彩，不能很快与国际接轨，其中特别是对微电子产业发展有重大影响的企业制度、资本市场、税收政策、科研体制等，又不适应市场经济要求，使得我们在国际竞争中缺乏活力”。 许居衍院士，2000年。20世纪90年代，我国半导体产业的增长速度达到30%以上，但其规模仅占世界半导体子产业的1%，仅能满足大陆半导体市场的不足10%。即使“十五”期间各地计划的项目都能如期实施，到2005年，我国半导体产业在世界上的份额，顶多占到2%3%。自己的设计和制造水平和国际先进水平的差距很大，企业规模小、重复分散、缺乏竞争力，基本上是跨国公司全球竞争战略的附庸，自己的产业体系还没有成形。我国半导体产业如此落后的现状，使得我国的经济、科技、国防现代化的基础“建筑在沙滩上”。在世界微电子技术迅猛发展的情况下，我国如不努力追赶，就会在国际竞争中越来越被动，对我国未来信息产业的升级和市场份额的分配，乃至对整个经济发展，都可能造成十分不利的影响。形势逼迫我国必须加快这一产业的发展。“十五”计划中，加快半导体产业的发展被放在重要地位，这是具有重大意义的。发展中国家要追赶国际高科技产业的步伐，一般都会面临技术、资金、管理、市场的障碍。高科技的产业化是一个大规模的系统工程，需要科研和产业的紧密结合，以及各部门的有效协调，而这些都不是单个企业所能跨越得过去的。在市场机制尚未成熟到有效调动资源的情况下，高层次的组织协调和扶持是必需的。构建具有较高透明度的政策环境和市场环境。有助于鼓励高科技民营企业进入电路设计业领域，鼓励生产企业走规模化和面向国内市场自主开发的路子，形成产业群体。要打破部门界限，整合全国力量，在引进消化吸收的基础上，加快自主创新，掌握自主知识产权，走出一条创新之路。要重视子人才培养，稳定人才队伍，吸引国外优秀微电子人才。在半导体产业发展的目标和途径，以及市场定位、技术路线等方面，需要有战略性的决策和通盘的政策考虑。政府坚定明确的发展政策，合理的投资融资方式，灵活高效的企业经营方式和能够鼓励企业和个人的积极性创造性的激励机制，是产业得以成长的必要条件。                        半导体：信息时代的制高点产业电子信息技术是当代新一轮科技革命的核心，是当今“全球化”和“知识经济”的最重要物质技术基础。微电子技术又是电子信息技术的核心和基础。我们今天处在一个真正的技术革命时代，而微电子技术的突飞猛进是这个革命的最基础的组成部分。微电子技术是在半导体材料上采用微米级线度加工处理的技术。其主体产品集成电路（也就是半导体器件的主体），构成电子产品的核心硬件。20年前，托夫勒的第三次浪潮预测信息技术革命将深刻改变人类生活，在许多中国人的心目中这还是一个可望不可及的梦想，但今天梦已经成为现实。正是微电子技术的巨大进步和大规模应用，把人类带进了信息时代。    半导体是信息时代的基础产业正如钢铁、机械、电力是大工业时代的基础工业，半导体工业可说是是信息经济时代的基础工业。    首先，半导体是电子信息整机产品中占据核心地位的部件。当今从世界范围看，GDP 每增长100-300元，需要10元左右电子工业产值和1元集成电路产值的支持。2000年，全球电子信息产业贸易总额约11.4万亿美元，2005年将达到2.6万亿美元，成为全球第一大产业。所以美国半导体工业协会称“美国半导体工业是美国经济的倍增器”，韩国称其为“工业粮食”。 据有关资料测算，如以单位质量钢筋对GDP的贡献为1计算，小汽车为5，彩电为30，计算机为1000，集成电路为2000。半导体的巨大价值还表现在“用高新技术改造传统产业”上。例如，仅对我们全国各行业的风机、水泵（总耗电量占全国发电量的36%）采用变频技术进行改造，每年的节电量等于3个葛洲坝电站的发电量，对全国白炽灯的1/18进行节能改造，所节省的电能，相当于3座大亚湾核电站的发电量。所以有人提出，以半导体产值占GDP的0.5%作为进入信息化社会的一个指标。    近20 年来，全球电子信息产业迅猛扩张。半导体世界市场容量每5年翻一番。1999年世界半导体的销售额1570亿美元，2000年已达到1950亿美元。  这是我国信息产业部提供的数字，据国际半导体协会公布是2030亿美元。 如此推算，预计2012年，世界半导体产值1万亿美元，支持6-8万亿美元的电子设备产值，30万亿信息服务业产值（大约等于1997年全世界GDP总值）。            半导体对国家安全的战略意义    半导体制造技术在美国起步时，首先是用于军事目的。20世纪60年代中期，美国投入大量人力物力，搞了民兵导弹、阿波罗导航计算机以及W2F飞机数据处理器三大工程，将集成电路的可靠性提高了100倍，也促进了器件基础（设计、工艺、测试评价、组织管理）的完善，半导体产业由此跨入大规模生产的门槛。从海湾战争到科索沃战争，所谓“现代高科技战争”的概念，首先就是信息战、电子战。国家间军事实力的对比，在很大程度上是系统能力和芯片实力的较量。当今先进国家中，军舰、战车、飞机、导弹和航天器中集成电路的成本，已分别占总成本的22%，24%，33%，45%，66%。所以，对于象我们这样的的大国、掌握微电子核心技术就不仅仅是一个经济问题，不是可有可无，而是维护国家安全所必需。通用电路即使可以靠国际购买，也难以保证安全，专用电路更只能依靠自己的力量，否则将被别人卡住脖子，没有任何安全感。关键芯片和软件技术上的过分落后，战时就会变成聋子瞎子。奔腾微处理器被安装了“后门”，无密可保，连INTEL自己都承认了，这是众所周知的一个例子。所以，掌握微电子先进技术，关系到综合国力的提高，关系到国民经济的整体效益和国家安全。没有自己的半导体产业体系，也不能说掌握了自己的电子信息产业的命脉。正因为如此，世界各国（包括许多发展中国家和地区）对其高度重视，纷纷制定面向21世纪的集成电路中长期发展计划，以期争夺未来世界竞争的主动权。    全球化的产业和垂直国际分工当代半导体产业呈现典型的全球性垂直分工性质。美国是当今世界微电子技术进步的先驱，以其经济、科技实力和高强度创新机制，稳居全球领导地位，处于半导体产业链条的顶端。1987-96年，美国半导体工业年增长率15.7%，3倍于国民经济的增长速度；该国GDP增长部分的65%以上与微电子技术有关。在微电子技术日新月异的进展中，美、日、欧洲等发达国家垄断技术的局面，韩国、新加坡和我国台湾半导体制造业在世界上也占有举足轻重的份额。1990年代以来，我国台湾省半导体工业的年增长率达到30，6倍于GDP增长率（5.6%）。其总产值已占其GDP的5，成为名副其实的支柱产业。其信息产业规模在1996年即已达世界第三位。    相比之下，我国大陆近年来半导体集成电路工业占世界份额不到1%，只能满足国内15%左右的需求；处于国际产业链条的低端，这是我国微电子技术长期落后的集中反映。这种状态是不能令国人满意的。    国际经济竞争的战略制高点由于其重要战略地位，半导体产业从来就是发达国家竞相争夺的战略制高点。延续10年之久的美日半导体贸易战就是著名的案例。日本的半导体产业比美国晚了将近10年。1970年代，日本政府认定半导体产业的重要战略价值，制定了产业发展政策，组织官产学研协同搞技术攻关，及时抢占了新一代关键设备这个制高点，瞄准工业控制和消费类电子这两个市场空档，在国际市场奠定了可与美国比肩的半导体强国地位。到1980年代末，日本的半导体国际市场份额一度超过了美国，以致1990年的海湾战争，美国导弹中的很多核心芯片，都不得不依赖日本货，这使美国人感到，日本半导体芯片已威胁到美国的产业利益和国家安全。在这种情况下，一贯标榜奉行“自由贸易”、“自由竞争”原则的美国，毫不犹豫地拿起贸易壁垒和产业政策这两个武器，抵制日货，制定产业发展战略，用市场保护、税收信贷优惠、政府资助组织企业研发等典型的“通产省”式手段，大力扶持本国半导体产业。经过大约10年的贸易战，终以美国夺回主动权告终（当然，美国的“通产省”政策只是美国半导体重新称雄的原因之一，硅谷机制是日本所缺乏的）。这充分说明即使是在自由度很大的市场经济下，国家的必要干预，对产业发展也起着不可忽视的作用。可以说，半导体产业和技术的飞速发展，在很大程度上带有国家间竞争的背景，也是发达国家对其他后进国家保持技术优势的重要筹码。直到今天，美国可以将部分通用电路的制造技术转移海外，但始终努力保持CPU等尖端芯片的技术优势。                           半导体产业的技术经济特点半导体的市场竞争性既源于芯片在信息产业中的核心与基础地位，又跟微电子的技术创新特点和高竞争性有关。微电子技术的不断创新，导致电子系统升级所带来的巨大经济效益，引发了同行在人才与资金上的剧烈竞争，并因此推动了产业的国际化。    一日千里的微电子技术目前广泛应用的数字集成电路，是将大量逻辑电路蚀刻在半导体芯片上，电流通过“门电路”时以高、低电位实现逻辑运算。微电子有两个著名定律，即“器件按比例缩小定律”和“摩尔定律”。“器件按比例缩小原理”。MOS器件的横向纵向尺寸（沟道长、宽度等横向尺寸和栅层厚度、结深等纵向尺寸）按一定比例K（K-1.4）缩小，单位面积上的功耗可保持不变；这时器件所占的面积（因而成本）可随之缩小K2倍，器件性能可提高K3倍。所以器件越小，同样面积芯片可集成更多、更好的器件，还降低了器件相对成本。这是摩尔定律的物理基础，也正是这种物理特性，刺激了加速的技术创新。摩尔定律指出，芯片集成度每18-24个月增长一倍，价格不变，或者说器件尺寸每三年缩小K倍，技术整体更新一代。现在这个规律已经成为全球半导体技术发展指南（roadmap），“这种把技术指标极其到达是限准确地摆在竞争者面前的规律，就为企业发展提出了一个永难喘息，否则就永远停息的竞争法则”。  许居衍，2000年。最近30年来，集成电路制造技术经历了10代。1970年，存储器容量只有1K，线宽10微米。现容量为1G、线宽0.18微米存储器将投入批量生产（2001年）。1991年，日立公司宣布64M DRAM，在1020平方毫米的芯片面积上，集成1.4亿只晶体管，集成密度达到70万管/平方毫米，1.5伏电压，功耗44毫瓦，寻址时间50纳秒。目前主流加工技术是8英寸硅片，0.25微米线宽。12英寸硅片0.18微米已经批量生产。据国际权威机构预测，到2014年，半导体芯片加工技术将达到18英寸硅片、0.035微米特征尺寸（线宽）。当集成电路线宽达到0.1微米及以下，标志着半导体制造技术及器件、工艺理论随之全面进入纳米领域。硅基芯片的微细加工技术将可能到达极限。届时，微电子的基础理论、材料技术和加工技术都可能发生革命性的变化。我国专家预测，21世纪微电子技术的具体发展趋势主要以下三个方面： 集成电路的特征尺寸将继续缩小，与硅CMOS相关的器件物理、电路结构和材料体系将不断创新，但由于长期的科研投入，其产业能力和知识积累决定了硅基工艺在21世纪内仍起骨干作用。21世纪的微电子技术仍将以硅为主流； 随着加工工艺向深亚微米、设计工具从逻辑级向系统行为级描述发展，集成电路（IC）将发展为系统芯片（System on a Chip, 即SoC），在一块集成电路上可以集成108-109甚至更多的晶体管，实现功能强、速度快、功耗低的系统； 微电子技术与其他学科相结合，将产生一系列崭新的学科和重大经济增长点。微机电系统（MEMS）和DNA生物芯片便是微电子与其他技术成功结合的典型范例。  关于加快我国微电子产业发展的建议，2000年。    产业的技术构成半导体是典型的技术主导型产业。制造技术（工艺）的更新、更高性能的设备研制开发，则扮演着技术先导的角色，是微电子技术中的制高点。半导体产业包括设计、前道加工、测试、封装、销售等环节。包括超净（厂房），超纯（水），超微细，超精度等内容。其中前道加工工艺技术（微细加工）是核心技术。微细加工的技术水平成为半导体产业进步的特有表征。随着微细程度的不断提高（特别是当前到了亚微米、深亚微米阶段），以及电路结构越来越复杂，导致加工工艺越来越复杂（多层布线、三维结构等）：制造工序由以前的几十道发展到400余道，同一硅片上光刻次数已增加到15-20次之多。加工尺寸已缩小到光波长范围，开发应用电子束制版，深紫外光投影光刻，等离子刻蚀，激光刻蚀，精密离子注入搀杂，超微结构技术等。加工工艺的复杂化对支撑产业不断提出新的要求：要求高精度、高效率、高可靠性、高自动化程度的专用设备和新原料，形成“一代产品，一代设备，一代工艺，一代材料”节奏分明的发展关系。 支撑产业的主要构成大体如下：材料：单晶硅片（或其他半导体基础材料），超纯气体，超纯用水，各类化学药品设备：光刻、刻蚀、分子外延、离子注入、溅射、化学气象成长、封装等仪器：显微、测试、厂房：超净厂房。                      表5-1 半导体产品和设备的发展线宽代表设备元器件整机3微米图形发生器、扫描投影光刻机、平板等离子刻蚀机，64KDRAM  8086CPU16位微机2-1.5微米电子束制版，分步重复投影曝光机，反应例子刻蚀机256KDRAM80386CPU32位微机0.35微米比Ii线波长更短的准分激光（DSW）及同步辐射光（SOR）为光源的X线式电子束或聚焦离子束刻图设备64MDRAM笔记本式计算机   资料来源：马宾：电子信息产业的作用与发展，1996因此，半导体制造需要极其严格的管理。数百道工序，每道工序的成品率哪怕降低0.1%，总成品率就会大幅度下降。    产业经济的特点半导体产业的基本经济特点是高强度投入和高强度技术创新、高风险、高收益和和高度国际化。 半导体芯片越做越小，投资越来越贵。市场容量平均每4-5年翻一番，投资额也是平均每4年翻一番。1970年代的3英寸线，投资额仅0.25亿美元，现8英寸线投资额10亿美元，12英寸线投资额20-30亿美元。全球平均，历年设备投资占历年销售额的20%以上。 20年来，芯片产量和性能成千万倍提高，而芯片平均售价只有轻微上涨，所以巨额设备投资必须靠大规模量产才能收回。设备折旧期至多5年，故芯片制造成本中，设备折旧费和在制品占用资金占了主要部分。这既促进了市场竞争的国际化，同时也造成全球市场在扩张中的周期性波动（所谓“硅周期”）和贸易摩擦。 由于研发与生产线投资费用越来越高，为分担风险，分享利益，世界上各大公司共同组成国际行业协会，颁发发展路线图，合作进行设备和工艺技术开发。如美国的SEMATECH（半导体工业协会），SIA（半导体制造协会），欧洲的IMEC等。 半导体产业和软件产业一样，人才和知识是最重要的资产。产业各环节都需要高素质的专业人员，而产品的不断升级所带来的巨大收益，又推动高科技人才薪酬的上涨，推动了国际性的人才竞争。这就是多年来摩尔定律赖以实现的高强度的“创新竞争”机制。跟上这一竞争节奏得以生存发展；停滞就意味着淘汰出局。                        韩国台湾发展半导体产业的经验半导体产业和其他高科技产业一样，后进国家（地区）在这一领域要实现追赶，面临资金、技术、管理和市场这几大障碍，这是必须跨越的门坎。而微电子技术的高强度创新以及投资特别巨大的特点，这几个障碍就显得尤为突出。 在半导体产业，继日本的赶超之后，实现成功追赶的的典型范例是韩国和我国台湾。韩国采用类似于“日本模式”的跨越路径，政府选定重点大企业集中扶持，企业则选准存储器制造这个高起点产品，筹集巨资，大力引进国外技术、大力吸引海外韩裔高级科技人才回国，组织自主开发。如此，韩国几个主要的电子企业用较短的周期掌握了关键的设计和工艺技术，开发出足以国际在市场占有一席之地的产品系列。韩国的跨越式发展中，强烈的赶超意识和团队精神，对聚集人才、合作攻关的作用不可忽视。而获得高级人力资源是提升本国技术水平、缩短技术差距的主要因素。台湾半导体产业发展的特点，是其管理层通过产业鼓励政策和营造开发区，提供稳定优良的创业环境（包括著名的新竹工业园区），吸引海内外投资者，以国际代工（foundry）为基本市场定位，经逐步积累，形成加速发展。台湾当局通过对关键技术研发的资助和各项优惠政策，特别是重视、鼓励与美国产业聚集地（尤其是硅谷）的技术交流和跨洋合作，吸引华裔企业家和科学家，前来创建集成电路代工企业和设计公司。当形成了产业聚集效应，则工艺技术和产品的自主研发也就逐渐发展起来。韩国和台湾实现微电子技术跨越的共同有利因素，是获得高级制造设备、跟进国际技术发展比较容易，而面临的共同障碍是本地市场相对狭小。韩、台企业主要得益于与跨国公司结成战略联盟，以克服市场障碍。韩、台的实例说明，后进国家（地区）被排除在国际性的高科技领域之外或被置于产业链底层的态势，并非永恒和“必然规律”；问题在于是否真的想搞，和怎样利用有利条件或创造条件，跨过上面所说的“四大门坎”。所谓追赶，就是全面提高本国（地）微电子科研水平、形成自主产业体系，并具备一定的国际竞争力（而不是提出不切实际的赶超目标）。为了跨过技术、资金、管理和市场门坎，要求高强度的技术引进，要求有效动员本国的工业和科技基础，缩短技术引进-消化-再创新周期，否则将掉进“引进陷阱”而不得自拔。这也是韩国、台湾成功经验的核心之所在。                          我国半导体产业发展的曲折历程我国大陆半导体工业：起大早，赶晚集30多年来，我国微电子科技和工业的发展历程，从大的方面看可分为改革开放前的自主研发创业时期（19651978），和改革开放后的引进、提高、和和重点建设时期（1979）。    我国半导体产业起步于1950年代。1965年，我国已自主研制成第一块硅数字集成电路，仅比美国日本晚了几年，而且势头不亚于同处于半导体发展初期的美国。在外部封锁条件下，我国半导体产业，按照军工主导、科研创新带动模式，形成了自己的一套产业体系。国家曾组织三次全国规模的大规模集成电路（LSI）大会战，以逻辑电路、数字电路为主，主要为计算机配套，开发出了自己的109、130、220、370计算机系列。而且自主开发出配套的设备、仪器、原料，形成了生产能力。为今后发展打下了基础。当时，微电子科研生产领域的广大科技人员干部职工，发扬了自力更生，艰苦奋斗的精神，也有许多感人的事迹值得大书特书。正是美国在半导体制造技术获得全面突破和进入大规模生产阶段，日本半导体产业崛起的时期。由于封闭的外部环境，自身工业基础薄弱，半导体科研和生产工艺发展长期停滞，和国际水平的差距迅速拉大。 改革开放以来，面对国外巨大的技术优势，我国半导体发展模式经历了重大转型。由过去重基础、科研先导模式的“惯性延伸”（19781984），引进尾追（19851989），逐步演变为目前的三资为主（1990）的发展局面。  许居衍，2000年。    分散引进，33条生产线不见成效“文革”结束后的1980年代初，我国科研队伍继承了20世纪60年代的传统，努力追赶国际水平。中国科学院北京、上海两个半导体研究所，于79年试制成功4K存储器，1980年就做出16K，1985年做出了64K存储器。但是，在巨大的进口潮冲击下，1980年代后期停止了在通用电路方面的追赶（256K存储器的研发计划被搁置），转而走技术引进的路子。1984年是我国的“引进年”。在大量进口汽车、大量引进彩电、冰箱生产线的同时，各科研、制造单位和大专院校，大量引进半导体器件生产线。从1984年到“七五”末期，先后共引进33条集成电路生产线（按每条线花费300-600万美元，推算共用汇1.5亿美元）。但是，由于当时“巴统”的禁运政策，引进设备基本上都是已经淘汰的，有的不配套，达不到设计能力，只有1/3可以开动。而且，企业急功近利，只讲生产不重消化，少有明确的消化吸收方案，也缺乏资金保障。 马宾，1996年。 由于引进前对企业实际承受能力、环境条件支撑能力分析不够，再加上管理不善，产品难找销路。结果，“都是三天打鱼、两天晒网这么弄，亏本了。弄到后来进不来人了。到后来，比起周围都落后了。”  （邹世昌院士，2001年3月访谈。所以，这33条线绝大多数没有发挥作用。据说到今天还在运营的只剩下一条线（中国科学院的一条），其他不是当废铁卖掉，就是承包给外（港、台）人经营，失去了控制权。国家对治理电子工业的“散”“乱”问题，为振兴我国电子工业，曾采取了一系列重大措施。1982年，国务院成立电子计算机和大规模集成电路领导小组（大办）；1983年提出“南北两基地加一点”的战略（沪苏浙为南基地，京津沈为北基地，一点即西安），以扭转多头引进，重复布点；出台针对集成电路等四项产品的优惠政策；“七五”期间推行“531”战略（推广5微米，开发3微米，组织1微米攻关）。1990年起实施“908工程”等等。今天回头看，这些措施确实起到一定作用（如没有这些措施，情况可能更不妙），但并没有缩小我国和世界水平的差距。  “908”项目：从决策到投产用了7年    1978年，无锡742厂（今华晶厂）投资2.8亿，从日本东芝引进全套彩电用线性集成电路生产线（5微米技术），1982年起投产，1985年国家验收通过。华晶的全套引进在当时是比较成功的项目。为改变我国当时只具有5-3微米线宽集成电路技术能力的落后状况，1990年8月，国家决定投资20亿人民币，上马“908工程”。包括一条6英寸生产线（最后定在华晶厂），一个后封装企业，10个设计公司，还有6个设备项目。目的是加强华晶已有型号并扩大1微米集成电路的生产（后又增加了亚微米技术），并“从此贯彻自力更生为主的方针，将IC之根扎在中国国土”。 马宾，1996年“908工程” 吸取了“33条线”教训，强调了集中投资。但是，在实际上马过程中，仅仅立项就用了4年（1994年立项才获批准），突出暴露了我国决策机制之迟缓，不能适应高科技产业快节奏发展的弊病。据反映，当时有关各方面在选点问题、产品选择（上通用电路还是专用电路）等问题上，各有关方面意见不统一，协调困难。同时又面临美国对我出口设备封锁，引进过程中被奸商坑骗，蒙受巨大损失（关键设备被美国海关无理扣押）。致使无锡华晶厂至今背着沉重历史包袱，时刻面临因债务过大而被上级“转卖”的威胁。当时的方针是要搞中外合作，由于找合作方困难拖延时日（不敢自己搞设备），最后还是引进一条二手的6英寸生产线。直到1997年左右才建成。新加坡的CHATER公司也是1990年开始引进生产线，两年建成，三年投产，到今天已经成为国际著名半导体公司。我们从立项到建成投产，用了几乎7年时间，投产之日即是技术落后之时。技术已经前进了几代。新建的0.8微米生产线，改制称为“上华公司”，承包给香港人，最近两年经营状况良好。    “909”的成功，增强了我国半导体产业界的自信    20多年来，我国半导体领域从争相引进、无所建树到“人财两空”，以致到后来谁都说“半导体不是好玩的”，“几十亿扔进去听不到响”，“上头一听半导体就头大”。 直到今天，信息产业部主管电子产品的领导还表示“我们搞半导体的，不敢把话说满”。直到“909”项目的成功，才使我国半导体产业界恢复了一点自信。“909”项目，可以说是到目前为止，我国由国家主导的半导体制造项目中最成功的一个。该项目1995年立项，共投资100亿人民币，其主体是一条8英寸，0.35微米的生产线（华虹NEC），其设备的先进性达到同期国际水平；另外还有若干集成电路设计公司。1997年开工建设，按照国际标准，18个月即建成，1999年底试投产，一年多来运行情况较好。在尚未达产情况下，2000年底，产量达到2万片，全年销售额17亿，利润3亿。909试投产当年赢利，在国际上也不多见。主要代表产品是64M随机动态存储器。目前正在试生产128M随机动态存储器。“909”是在吸取了历史教训基础上，由国家集中组织，一次性大规模投资取得的成果。但是，由于种种原因，产业化的两个门坎自主工艺技术和市场营销能力没有跨过去，仍选择了与日本NEC合资（我方占72%股份，日方占28%股份）。合作协议规定，由日方人员主管5年（任董事长），5年后移交中方。从这个意义上说，这条先进生产线的（技术和营销）控制权目前还没有在自己手里。这不能不说是一个遗憾。鉴于我国在国际半导体产业目前所处的位置，“909”项目毕竟体现了我国产业的重大进步。饭总要一口一口吃。“909”引进了国际当今主流技术和装备，具有资产控制能力，为培养自己的队伍创造了极好的平台。正是“909”的成功，为上海和华东地区形成新兴半导体产业群落带来了大好契机。象“909”这样由国家作为投资主体花大钱投资一个项目，对产业界来说实属难得的机遇。这样的机遇以后也不会多。所以，确实要珍惜这个平台，消化先进技术、培养好队伍，实现我国半导体产业的历史跃迁。    “我们希望，华虹NEC能证明，半导体在大陆上是可以玩的。不会钱投进去收不回来的。只要你这条路走通了，民间资金，国外资金就会投向半导体产业。华虹NEC在中国半导体产业界，起了一个先导作用”。  邹世昌（华虹NEC副董事长）访谈，2001年3月。    半导体设备长期被外国卡脖子半导体产品平均3年更新一代，加工技术也随之升级，所以，半导体支撑产业制造设备、测试仪器和原材料是产业升级的关键，其中设备更是产业的要害和咽喉。掌握了制造设备的创新能力才算到达了行业的制高点。在国际半导体界，关键设备的研制能力完全被美日欧洲企业所控制。韩、台、新加坡尽管芯片制造能力（主要是工艺）很强，但也没有开发关键设备的能力，基本依赖进口。当前，鉴于设备投资已达天文数字、并且还在按几何级数递增，国际半导体界开始走联合研制的道路（如SEMATECH，IMEC），但我国在制造技术方面还是“幼儿园”水平，故没有真正进入这些国际组织。长期以来，我们在半导体领域的引进，受到来自西方的严格封锁、限制或遏制。“巴统”对我禁运清单中，先进半导体制造设备一向列在首位。冷战结束、巴统取消后，西方仍对向我国半导体技术的出口实行严格限制和封锁，力图对我保持2-3代的技术优势。胡启衡（前国家科委副主任）曾说，外国人在电子信息方面，对我们实行“围而不歼”。我们没有掌握的技术，他们不卖，但一旦我国自己研制出来，外国马上通知，这种产品和技术可以卖给我们，以抢占市场，把我们的新产品扼杀在襁褓之中。这种例子20年来来举不胜举：“1981年前，卡特政府在集成电路关键设备方面对我国禁运。1981年，我接近/接触式光刻机在国内通过鉴定，1982年美国即向我出售接近/接触式光刻机.。“1984年，我们研制出图形发生器，同年美国GCA出售3600、3696机给中国。“1985年，清华、电子部某所鉴定投影光刻机，同年美国放宽这类设备的禁运。“1985年4月，700厂平板等离子刻蚀通过鉴定，85年下半年等离子干法刻蚀开禁。“1986年，我国64K DRAM研制成功，美国同年10月对华出口放松3微米技术。当时我国未掌握2微米技术设备和4英寸硅片3微米的整条生产线，谈判持续8年未放行。     “电子部某所要引进256K技术，外国一直不给我们。国防科工委，科学院研制就要成功了，它们就给了。“某所引进光刻机，不给，沈阳仪器厂第一代、第二代做出来了，就开始给我们”。  马宾，1996年。没有自己的设备技术能力，虽然引进了设备，但没有材料，备品、备件，还要用大量外汇购买。而且零备件的严重短缺和不能及时供应，成为产业一大障碍。“买不到，买不全，买不起，买不完。买了也用不起”。有的厂请外国专家维护服务，人家一上飞机就开始计算人工费，1小时80美元。面对国外长期的严格技术封锁，国家计委曾将关键微电子专用设备列为国家“六五”、“七五”攻关项目。10年中研制出各型光刻机、电子束曝光机、掩膜缺陷自动检测系统等多种关键设备。今天，我们可以自己设计制造0.5微米级的各类关键设备，应该可以适应中低端生产线的投资需要了。这说明我们在电子高技术设备方面是有一定自主开发能力的。（各类微电子光学设备都有共同基本技术，形成若干中技术含量很高的模块，有很强的传统性，技术集成性。国外在某一项或几项单元技术上获得创新知识和突破，即产生新一代设备）。面对跨国公司对半导体设备的垄断，和国内产业界对外国设备的依赖，我们不能让自己的设备制造业自生自灭。“尽管对外开放，并不能获得所需的技术，外界对我们放松程度时机，取决与我自身的技术进展程度，没有自己在设备方面的工作，引进谈判的基础都没有”。 技术引进，国产化和我国电子专用设备产业发展对策的探讨，董大为。但是，由于我国财力有限，技术难度大，受工业实力和工艺支持的制约，以及力量分散等原因，导致攻关研制周期长（5-8年），实用化程度低（多数只停留在出1-2台样机阶段），追不上国际进步的速度，也难以适应企业的迫切要求；另一方面因缺乏统一计划协调机制，使用单位热衷于引进中低档专用设备；引进设备后也难于作为研究消化对象（不论部门内还是部门之间都是如此）。引进“33条线”时期，就已经严重冲击了自己的电子设备制造业。此后一代复一代的引进，许多企业掉进“引进陷阱”，无法形成良性循环，使我们在产业整体落后国际水平数代的情况下，仰赖洋人的“恩赐”，亦步亦趋。面对国外强大技术优势和遏制，我国半导体支撑产业面临两难境地。由于缺乏有效应对措施，政府主持的官产学研结合攻关机制的效能明显降低。自主创新能力因“研究无依托，投资无回报，开发无市场”，逐渐萎缩。综合科技水平，比西方落后15-20年甚至更大。20世纪90年代，我国半导体产业快速发展，但这在很大程度上，已经是纳入跨国公司的范畴中的发展（所谓“融入世界经济”）。从“以市场换技术”，演变到“以市场换资金”，结果技术、市场都在外商手里。我国整体电子信息市场和电子信息制造业，从1990年代以来持续快速扩张，尤其是计算机、电信、互联网在城市中呈爆炸性的增长。在这10年中，我国电话普及率从4%左右扩张到20%；移动电话从80年代的一片空白到2001年的1亿用户。但是，我国的电子信息产品制造业，基本上还停留在低附加值的装配业水准上。其原因，就是电子产品整机的核心部件半导体芯片，自己无力满足。百条彩电生产线和33条集成电路生产线的比较许多人喜欢用80年代引进数百条彩电、冰箱生产线，通过自由竞争形成强大的家电企业并占领市场份额，来证明市场机制、自由竞争即可实现产业结构优化、提高产业技术水准的观点，以及“自由竞争下重复建设的浪费，小于集中投资下行业垄断带来的社会成本”的观点；并以此为论据反对借重国家政策的力量，集中财力和组织力量扶持战略性产业的必要性。但是，学术界很少有人提起1980年代集成电路分散投资、重复建设，最后落得两手空空的历史（在数控机床领域中也有相同的案例）。“引进百条彩电生产线”和“引进33条集成电路生产线”，一个成功一个失败，说明了什么？“彩电生产线”基本上是装配线，使用简单劳动即可（关键在生产管理）；后者是需要多项产业和高科技支持的技术密集型生产；一般来说高科技产业需要科研生产各环节多部门的有效配合，需要更大的研发成本，而这正是发展中国家所缺乏的。对于技术含量不同的产业来说，技术、资金、管理、市场的门坎是不一样的，门坎太高，单个企业无法跨过去。遗憾的是，关于这一点，我们很多经济学家至今没有给予认真的注意。中关村的高科技民营企业，可以占领大部分计算机市场的份额，但计算机利润率只有3%，而英特尔连续多年纯利润率在30%以上。我国的集成电路生产企业，只要质量过关，能饱满生产，利润率也在20%左右。但是，被看好的国产手机生产行业，2000年国内11个厂，只有两个企业赢利，原因就在于芯片依靠进口，被人家卡了脖子，芯片和软件进口成本已接近进口整机成本。现大量使用的各种IC卡，当初我们不会做的时候，进口一个卡5元，后来我们会做了，老外降到3元，现在大批量供应，他只好降2元左右所以，业内专家大声疾呼：我国微电子领域这种状况，使我国的经济建设和国防建设的基础“建在外国的领地上”，严重受制于西方国家和跨国公司；这种现状非改变不可。                   产业构成、供需情况和整体差距    产业的构成1980年前，我国半导体产业已经形成较完整的包括设备、原料、制造、工艺等方面的科研和生产体系，主要分布于原电子部（信息产业部）、中国科学院和航天部系统。改革开放以来，经过大规模引进消化和90年代的重点建设，目前我国半导体产业已具备了一定的规模和基础，包括已稳定生产的7个芯片生产骨干厂、20多个封装企业，几十家具有规模的设计企业以及若干个关键材料及专用设备仪器制造厂组成的产业群体，大体集中于京津、沪苏浙、粤闽三地。我国历年对半导体产业的总投入约260亿元人民币（含126亿元外资）。现有集成电路生产技术主要来源于国外技术转让，其中相当部分集成电路前道工序和封装厂是与美、日、韩公司合资设立。其中三资企业的销售额约占总销售额的88%（1998年）。民营的集成电路企业开始萌芽。    设计：集成电路的设计汇集电路、器件、物理、工艺、算法、系统等不同技术领域的背景，是最尖端的技术之一。我国目前以各种形态存在的集成电路设计公司、设计中心等约80个，工程师队伍还不足3000人。2000年，集成电路设计业销售额超过300万元的企业有20多家，其中超过1000万的约10家。超过1亿的4家（华大、矽科、大唐微电子和士兰公司）。总销售额10亿元左右。年平均设计300种左右（其中不到200种形成批量）。现主要利用外商提供的EDA工具，运用门阵列、标准单元，全定制等多种方法进行设计。并开始采用基于机构级的高层次设计技术、VHDL，和可测性设计技术等先进设计方法。设计最高水平为0.25微米，700万元件，3层金属布线，主线设计线宽0.8-1.5微米，双层布线。 陈文华，1998年。目前，我国在通信类集成电路设计有一定的突破。自行设计开发的熊猫2000系列CAD软件系统已开发成功并正在推广。这个系统的开发成功，使我国继美国、欧共体、日本之后，第四个成为能够开发大型的集成电路设计软件系统的国家。目前逻辑电路、数字电路100万门左右的产品已可以用此设计。前工序制造：1990年代以来，国家通过投资实施“908”、“909”工程，形成了国家控股的骨干生产企业。其中，中日合资、中方控股的华虹NEC（8英寸硅片，0.35-0.25微米，月投片2万片），总投资10亿美元，以18个月的国际标准速度建成，99年9月试投片，现已达产。该工程使我国芯片制造进入世界主流技术水平，增强了国内外产业界对我国半导体产业能力的信心。在前8家生产企业中，三资企业占6家，总投资7.15亿美元，外方4.69亿美元，占66%。目前芯片生产技术多为6英寸硅片、0.8-1.5微米特征尺寸。7个主干企业生产线的月投片量已超过17万片，其中68英寸圆片的产量占33以上。表5-2 中国六大骨干集成电路生产企业现有芯片生产线月投产能力企业名称工艺水平圆片尺寸月投片能力华晶2-5（双极）1.5-3MOS0.8-1MOS455610000120006000华越2-5 双极15000上海贝岭1.2-2MOS410000先进2-3 双极0.8-1 CMOS56120006000首钢NEC0.5-3 CMOS68000华虹NEC0.35 CMOS820000资料来源：1999中国高新技术产业发展报告，P65。 浙江友旺（士兰）公司正成为第七个骨干集成电路企业。目前这些企业生产经营情况良好。2000年，七个骨干企业总销售额达到 56亿元人民币，利润7.5亿元，利润率达到13%。同年全国电子信息产业总销售额5800亿元人民币，利润380亿，利润率6.5%。封装：由于中国是目前集成电路消费大国，同时国内劳动力、土地资源价格相对便宜，许多国外大型集成电路生产企业在中国建立了合资或独资集成电路封装厂。 国内现有封装企业规模都不大，而且所用芯片、框架、模塑料等也主要靠进口，因此大量的集成电路封装产品也只是简单加工，技术上与国际封装水平相差较远。主要以DIP为主，SOP、SOT、BGA、PPGA等封装方式国内基本属于空白。集成电路封装业在整个产业链中技术含量最低，投入也相对较少（与芯片制造之比一般为10：1）。我国目前集成电路年封装量，仅占世界当年产量的1.8%2.5%，封装的集成电路仅占年进口或消耗量的13%14.4%，即中国所用85%以上的集成电路都是成品进口。2000年，我国集成电路封装业的销售收入超过130亿元，其中销售收入超过1亿元的14家，全年封装电路近45亿块，其中年封装量超过5亿块的5家。    材料、设备、仪器：围绕6英寸芯片生产线使用的主要材料（硅单晶、塑封料、金丝、化学试剂、特种气体等）、部分设备（单晶炉、外延炉、扩散炉、CVD、蒸发台、匀胶显影设备、注塑机等）、仪器（40MHz以下的数字测试设备、模拟测试设备及数模混合测试设备）、部分仪器（40MHz以下的数字测试设备、模拟测试设备及数模混合测试设备）国内已能提供。芯片制造设备，我国只具备部分浅层次设计制造能力，如电子45所已有能力制造0.5微米光刻机等。半导体分立器件：2000年，全年分立器件的销售额60亿，产量341亿只。    供需情况和近期发展形势20世纪90年代，我国集成电路产业呈加速发展趋势，年均增长率在30%以上。2000年，我国集成电路产量达到58.8亿块，总产值约200亿人民币（其中设计业10亿，芯片制造56亿，封装130亿）。如果加上半导体分立器件，总产值达到260亿元。预计2001年，集成电路产量可达70亿块。2000年，全球半导体销售额达到1950亿美元，我国半导体生产从价值量上看，占世界半导体生产的1.6%（含封装、设计产值），从加工数量看占全世界份额不足1%（美国占32%，日本占23%）。从需求方面看，据信息产业部有关人员介绍，2000年，国内集成电路总销售量240亿块，1200亿人民币。业内普遍估计，今后10年，半导体的国内需求仍将以20%的速率递增，估计2005年，我国集成电路国内市场的需求约为300亿块、800亿元人民币；2010年，达到700亿块、2100亿元人民币。    从近几年统计数字分析看，国内生产芯片（包括外商独资企业的生产和在国内封装的进口芯片）占国内需求量的20%25%，但国内生产部分的80%为出口，按此计算，我国集成电路产业的自给率仅4%5%。但是，有两个因素影响了对芯片生产自给率的准确估计。首先是我国集成电路的产品销售有很大一部分通过外贸渠道出口转内销，据信息产业部估计，出口转内销约占出口量的一半。如此推算，国内半导体生产满足国内市场的实际比重在12%15%。实际上，国内生产的芯片质量已过关，主要是缺乏市场信任度，而销售渠道又往往掌握在三资企业外方手中。但芯片走私的因素，可能又使自给率12%15%的估计过分夸大。台湾合晶科技公司蔡南雄指出：官方统计，1997年中国大陆进口集成电路和分立器件约50亿美元，但当年集成电路进口实际用汇达95.5亿美元。  产业论坛1998年第18期。 近几年大力打击走私，这一因素的作用可能有所减弱。但无论如何，我国现有半导体产业远远落后于国内需求的迅速增长则是不争的事实。由于核心部件自给能力低，我国的电子信息产业成了高级组装业。著名的联想集团，计算机国内市场占有率是老大，利润率仅3%。我国电子信息制造业连年高速增长，真正发财的却是外国芯片厂商。由此，进入1990年代以来，我国集成电路进口迅速增长。19941997年，集成电路进口金额年均递增22.6%；97年进口金额为36.48亿美元，96.06亿块。  陈文华，1998年。 1999年,我国集成电路进口75.34亿美元，出口（含进料、来料加工）18.89亿美元。  表5-3 我国