关于IC制造业的发展介绍和分析

十六年前，时任中芯国际CEO的张汝京去美国招贤纳才时，直言不讳地指出：

中国集成电路一穷二白，还在低端上重复。

当时中国的集成电路水平刚刚达到350纳米，而国际上已经达到130纳米，并且开始向90纳米进军。两者相比，技术落后20年，业内差距大约是5个世代。

十六年后，中国成为全球最大的芯片市场，我国的芯片制造厂已遍地开花，仅在上海就形成了“一带两区”为主架构、聚焦张江的微电子产业基地。但数据显示：2015年全球半导体市场规模达3352亿美元，中国市场规模高达11024亿人民币。据海关统计，2015年进口集成电路3139.96亿块，进口金额2307亿美元；出口集成电路1827.66亿块，出口金额693.1亿美元。2015年进出口逆差1613.9亿美元，国内集成电路产品的自给率偏低的情况仍然没有得到明显改观。中国的IC制造不但要承受产业本身发展高风险投入的压力，还需要面对强大的半导体巨头的竞争和打压，虽然有了突破，但是国际竞争力却依然薄弱。

历史鸣响：低起点，只能靠引进

芯片被喻为国家的“工业粮食”，是所有整机设备的“心脏”，是一个国家独立、安全的重大保障。

1996年3月，国家对建设大规模集成电路芯片生产线的项目正式批复立项，这就是业界俗称的“909工程。”“909”工程项目注册资金40亿人民币（1996年国务院决定由中央财政再增加拨款1亿美元）。 “909”工程立项之时，***、李鹏都曾指示“砸锅卖铁”也要把半导体产业搞上去。

朱镕基总理也曾严肃地说：“这是国务院动用财政赤字给你办企业，你可要还给我呀！”

近20年后，李克强总理出席国家科技战略座谈会时多次讲到“要将中低端产品提升到中高端产品”并点名“芯片”—“目前芯片还需要进口，每年要因为芯片进口花费2000多亿美元，这笔钱与每年进口石油花费的金额差不多”。

“芯片”，成为国之痛。

上海华虹微电子，作为“909工程”的主体承担单位，最先开始了我国的“芯”征程。鉴于整个中国都没有这样的技术和经验，初创的华虹选择与日本NEC公司合作，组建了上海华虹NEC作为“909”工程的主要承担者。 在另一边的台湾，张汝京也一次次把目光抛向大陆。虽然在美国、台湾的知名芯片厂有多年工作经验，被人誉为“建厂高手”的张汝京在大陆，还是犯了难。 当中芯国际在上海浦东张江打下第一个桩时，整个国内产业，既没有成型的专业半导体制造设备，也缺乏必要的先进制造业人才。 起步时的一切硬件、软件都需要从国外引进。 引进的目的不能仅仅是生产的产品线，而是必须从根本上提升我国IC产业的装备制造水平，这其中最为重要的就是要学习、消化吸收、再创新。然而，我们这条路走得格外艰难。 事实上，早在八十年代末，我国就开始从日本大量引进IC生产技术，当时国内的最大IC厂家742厂（华晶集团）就是在那时候从日本东芝公司引进IC生产技术，同时向东芝引进IC生产技术的还有韩国三星。

目前，韩国三星已成为韩国第一大企业。据美国市场调查公司IHS2016年的数据显示，作为世界第二大半导体芯片供应商，在过去的一年里，三星电子正在逐步缩小在半导体市场上与英特尔的份额差距。与此同时，韩国的SK海力士以4.8%的份额击败高通成为第三。

而号称“中国内地规模最大、技术最先进的集成电路芯片制造企业”的中芯国际，虽在2015年全球晶圆代工厂销售额排名中位列第四，但22.36亿美元的销售额与排名前三的国际晶圆厂之间悬殊甚大（分别为265亿美元、47亿美元、44亿美元）。

在国际上，由于体制差异，作为西方国家眼中的战略产业，有关半导体的一切技术、设备都受到了严格的输出限制。我国只能在西方国家许可的范围内大量引进技术。自主研发的道路格外艰难。

“必须在现有的产业技术范式内快速追赶，即引进消化再创新和集成创新。”上海华虹宏力半导体制造有限公司（下文简称"华虹宏力"）副总裁陈瑛说，“坚持市场导向，长期的、坚持的技术开发，坚持在每个技术开发节点有创新。IC制造业是资本、技术密集型的行业，这条路是很艰难的，过程也是很痛苦的。生存的压力、盈利的压力时时萦绕在创业者、领头人的心头。”

中芯国际为了使国家02重大专项《65-45-32纳米成套工艺》如期完成，吴汉明副总裁和他的技术团队倾注了大量心血，“技术上的困难很多。每跨越一代技术，通常约1/4的技术是新的，而成熟技术也要在新的工艺条件中重新改良。这些东西是买不到的，只能自己去摸索。我们做65纳米，总共做了三万多片实验才把它开发出来，仅成本就有十几亿元。”

就这样，65纳米在完全独立自主研发下，几百个人用了近四年才完成。

图：陈瑛接受记者采访时拍摄的人物照片

现实选择：生存的压力，差异化的竞争

我国大陆半导体制造业是以代工为主的，在先进制程方面与台积电等国际代工大厂仍有明显差距，至今，两者之间的差距仍有进一步扩大的趋势。我国IC制造业仍处于爬坡过程中，一方面在持续投资，另一方面企业处于亏损可能是常态。

“从2011年至今，华虹一直在盈利，毛利率持续保持在约30%。”而之前企业曾长期承受着“痛苦煎熬”的建设压力。 1997年华虹NEC成立，国家投入上百亿。拿着国家的项目资金去“买”日本人的技术？在一片质疑声中，华虹顶着巨大的压力。时任电子部部长胡启立直接主持“909”工程，在他的回忆录中，我们能深深地感受到当时的艰难—迟迟找不到合作伙伴，被外国人嘲讽“中国人以为有了钱就能搞半导体”，搞“错位”了；工程开工建设之时，恰逢半导体市场低迷，全世界半导体工厂纷纷缓建或者停工；想自力更生，却发现已经开工建设的超净厂房难以容纳未来的发展，比需要的面积小了一半；和日本NEC公司合作谈判成功了，却又招来批评……

图：胡启立旧照

虽然我国已经有了华虹宏力与中芯国际两家集成电路龙头企业，但都在艰难地跨越半导体行业的“门槛”。这个“门槛”，就是企业的现金流要达到能够满足自身研发及产能扩充的需要，只有这样，企业才能进入正循环的自主成长阶段。

“我们既要尽自己之力追赶先进工艺，在强者之林站稳脚跟，但也不要在盲目追赶中迷失了自己发展的节奏，对于成熟工艺也要深耕细作，开拓疆土，把握发展的机会。”现任中芯国际CEO邱慈云说，“我们的策略是与国际巨头实现差异化和多样化，而非直接对抗。”

避其锋芒，寻求应用市场的“新点”，寻找差异化的细分市场，从技术追赶到技术创新甚至超越，不失为后来者可以参考的思路。

“华虹宏力依托多平台特殊工艺而显得一枝独秀，特别是具有活力的8英寸厂。”陈瑛说，“差异化竞争是我们的核心竞争力。”

事实上，华虹宏力在差异化创新上做得相当出色。在01和02等国家科技重大专项支持下，华虹宏力完成了8英寸特色工艺全面布局，形成了多项重大科技成果，加速了IGBT、MEMS等特殊工艺技术的研发。拥有有效发明专利1974件，其中美国发明专利88件。

在国际竞争中，华虹宏力的8英寸制造流程比对手更优，工序更少，性价比更高。目前在智能卡芯片市场上，华虹宏力与韩国三星并驾齐驱，占据了约30%的国际市场份额；不仅打破了跨国公司的垄断，甚至让许多原先的领先者被迫出局。

2013年，同处浦东的中国第二大和第三大的晶圆代工厂上海华虹NEC电子有限公司和上海宏力半导体制造有限公司完成合并，“华虹宏力”宣告正式诞生。合并之后，华虹宏力已成为世界第一大智能卡IC代工厂；功率分立器件平台出货量居全球8英寸代工企业首位，累计出货超过410万片晶圆；月产能也增加到近15万片。

“通过不断深耕市场，持续的投入与创新，壮大实力，才能在全球竞争中牢牢占据一席之地。”华虹宏力执行副总裁徐伟说，相对12英寸的先进技术，8英寸厂在技术节点上有它的局限性，但是立足差异化竞争一样能够给华虹宏力带来更多的订单和市场机会。随着“云物大智”等产业的蓬勃发展，给8英寸晶圆厂创造了巨大的需求潜力和庞大的市场空间。

“聚焦满足特定市场需求，如高安全性的智能卡、智能电网与智能电表、微控制器、无线射频、绿色能源、功率半导体、汽车电子、低功耗嵌入式存储器、LED照明以及满足物联网需求的MEMS和电源管理IC等技术工艺的研发和创新，力争世界领先。”

华虹宏力工程师们在会议室研讨项目

“IC产业不进则退，退则死亡，没有其他选择！”这一点谁都知道，但往哪里走、怎么走？生存和发展，投资与回报，是现阶段企业面前最现实的问题。

新的突破，需要成百上千的技术参数的验证，需要几万次的实验；技术突破之后，还需要市场考验，在一场场实战中赢得信任和口碑。这个过程消耗了企业大量的人力、物力。高精尖的研发，只有通过漫长的积累。

华虹宏力已经掌握了银行卡IC制造技术，且“我们主要客户的安全芯片分别从国际权威认证机构获得了CC EAL5+安全证书和EMVCo安全证书，突破了国外芯片公司的垄断。”但目前还不得不面对国外芯片在价格上的打压，且大规模商用也受制于国内银行启用国产芯片存在的顾虑。 胡启立在《“芯”路历程》一书中，回望了国人在半导体制造业的失败经验，总结为：第一，把芯片工厂的建设简单的当成一条生产线的引进，以为有了设备就能生产；第二，单纯追求技术的先进性，不从市场需求出发，误认为集成电路的线宽越细越好；第三，认为只要有钱就能搞半导体。 这三点在今天依然值得我们谨记于心。

悠扬远歌：人才缺失，引进与培养并举

半导体产业一直是全球竞争，这些年来，在国内集成电路设计、封装、材料等发展滞后的条件下，已经走过约20年的华虹有着难以言说的痛。

“技术上的引进、消化吸收、再创新，一定靠的还是人。而华虹为引进和培养人才堪称不遗余力”，华虹宏力副总裁陈瑛女士说。

稀缺人才的缺乏和引进培养，成为半导体制造产业绕不过去的坎。

中国半导体产业长远发展，更为迫切的是需要提升在全球行业中的竞争力，缩小与国际上先进水平的差距。不仅是低端，高端的竞争力才是我们强国梦的关键，而关键的关键是人才。

“得人才者得天下，集人心者集大成。”作为中芯国际的创始人之一，在见证了这家巨头公司因为人事变动带来的震荡之后，王阳元院士这样感概道：“要建一个厂不难，要找到一个人才不易。”

IC咖啡创始人胡运旺认为，上海的优势是能够吸引来自全国各地乃至全球的人才，但只有能掌控产业链的管理人才和布局创新技术研发的技术人才才是IC创新所需的。“很多人才去了外企打工，他们大多只能做是给人打工的‘码农’，极少能做到参与顶层设计的岗位，而集成电路设计恰恰需要这样能够参与顶层设计的人才”。 “优势是人，劣势也是人。”IC咖啡上海站总经理王欣宇说，浦东人才的问题是难以稳定下来。高居不下的生活成本，让很多优秀的外地人才只能到上海周边户籍政策门槛相对较低的苏州、杭州等地，造成了人才空心化问题。

“技术可以买过来，人才买不过来，谁才是中国发展自主产业中坚力量？”邹世昌院士谈到人才，颇为着急，“只有建设自己的人才队伍，本土培养出来的人才，才能成为我们的技术中坚。”为此，华虹宏力构建了产学研协同创新、联合培养高层次人才的工作体系，与中国科学院上海微系统与信息技术研究所和复旦大学等单位进行了多方位合作，坚持开展了集成电路博士生培养计划和项目合作研发。同时，还推出在职学历教育补贴等举措支持员工继续深造。

在上海市科协的支持下，华虹宏力于2014年建立了院士专家工作站，这也是上海市集成电路行业的首家院士专家工作站。邹世昌院士、复旦大学张卫教授和中国科学院上海微系统与信息技术研究所杨根庆研究员首批引进，2014年下半年又引进中国科学院院士、西安电子科技大学郝跃教授组成专家团队，为企业发展提供战略咨询、培养人才队伍、指导技术攻关、促进科技成果转化等服务。

“我们联合培养博士生都很抢手，因为他们不仅了解理论，更重视实践。”陈瑛介绍说，“他们的博士论文，都是从企业生产实践中选题进行研究、撰写的。在五年硕博连读的过程中，他们已经熟悉、了解生产线，积累了宝贵的实践经验。”

迄今，华虹宏力成功已联合中国科学院上海微系统所、微电子研究所培养博士（含在读）、博士后共计30名，丰富了半导体的人才资源。

我们耳边仍然响着领导人最迫切的声音，也看到企业最奋力的拼搏。我国的IC制造要实现跨越，既不能盲目“引进”；也不能闭门造车，最终车不和辙。引进、消化吸收再创新，只有把引进的东西吃透、摸透再创新，最终“无招胜有招”。然而，这个过程痛苦而漫长，华虹宏力和中芯国际走了十几年才翻了一个小山头。

路正长，然而再黑暗的苍宇，也总有光刺破；因为，我们有不怕失败、勇于创新的人在。

图为《浦东科技》媒体采访当日场景