中国集成电路发展的出路在哪里

自从改革开放以来,我国的IC用量和产量几乎平均以每年20%的速度在同步增长,估计到2005年中国集成电路产量需求达到200亿块以上,销售额达到800亿元以上。世界上的地方都曾出现过好几次IC市场惨淡的局面,但在中国20多年来一直都没有出现,所以IC市场的中心正在不断从美国、欧洲、日本等国家向中国转移,IC的生产中心也在不断地从其他国家或地区转移到中国。

去年的8寸晶元生产厂宣布在广东珠海市落户,以及联电和台积电IC生产厂商在国内苏州、上海投资办厂,一下子把中国的IC产业推向了世界高峰。现在,世界上任何一个IC生产厂家的产品或相同型号的IC几乎在中国都可以找得到,中国IC市场的份额已经占全世界的五分之一以上。并且这个分量还在继续增长,因为中国是一个产品加工能力最强和市场潜力最大的国家。

作为一个IC的使用者,我对我国IC产业的发展感到很欣慰,也感到叹息。欣慰的是IC产业在国内的蓬勃发展必然会带动中国电子工业及其他产业的蓬勃发展,并且我们的IC产量和产值很快就可以赶上日本、欧洲和美国。IC的发源地在美国,二十多年前传入欧洲和日本,十年前又传入,现在又传到了中国。在IC产生技术方面,日本用了26年才赶上美国,而只用了十年多一点时间就赶上了美国,这不能不说是一个奇迹。根据统计,2000年以来我国的IC产业每年都有30%以上的速度增长,因此可以估计,用不了十年,我国的IC产业就可以赶上美国。

严格来说早在二十年前,国外的IC生产技术就已经传入中国,但中国一直没有把握住机会,因此我们不能不叹息。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(现在的华晶)就是在那时候从日本东芝公司引进IC生产技术的,同时向东芝引进IC生产技术的还有南韩三星。现在可以检讨一下我国二十几年来IC产业的发展是个什么样子,我们可以用信息产业部(以前叫电子工业部或四机部)一位领导的真心话来概括:我们二十多年来用于引进IC(彩电用)生产的钱,光利息用来买IC都用不完。是什么原因造成中国IC产业发展这么令人感叹?

很多不知情的人都把责任归于日本没有真心向中国人传授技术,那么尔后中国从欧洲引进的IC生产技术又怎么样呢?上海非利蒲半导体厂、上海贝岭半导体、还有深圳的赛意法半导体公司等等,当时引进技术的时候技术水平也应该是很先进的了吧,但为什么也发展不起来?中国没有IC用户吗?中国IC市场的容量每年都有上百亿元的增长,把它摊到任何一个IC企业,这个企业都会被掌死。如果拿今天的三星与中国任何一个企业相比,就会知道中国的IC企业到底输在哪里?

我认为,我国的IC产业不是人们所认为的是输在生产技术上,因为三星公司也是与我国华晶公司同时引进日本的IC生产技术,并且目前在三星公司工作的很多高级技术人员也是中国人,因此我们只能认为,我国IC产业的失败,是输在管理和体制上。

先天不足,后天营养不良,是我国IC产业失败的一个重要原因。中国是一个计划经济色彩很浓的国家,虽然是改革开放了,但一些大的技术的引进项目,还需要国家政府部门进行立项、审批和拨款,而目前国内大多数的企业还都是国营企业,国营企业在争取技术引进项目的时候一般都会弄虚作假。这些企业为了争取得到国家技术引进项目,可以说是不择一切手段,其中在写可行性报告的时候,首先是把技术引进的必要性写得天花乱坠,然后把经济效益也写得非常可观,最后把投资写得非常节省,只有国外同类的三分之一,目的就是要先拿到项目,资金不足上马后再申请。

因此,技术引进项目在一开始就是先天不足,经常是一边引进技术设备一边修改方案,最后把资金用完了,还不能正常生产,更谈不上日后设备更新和技术改造了。如:华晶半导体厂(742厂),IC产生技术引进项目在进行到第一期工程后,因资金不足就基本停止了下来,但为了向政府部门报喜,表示项目超前完成任务,提前出产品,不得不向东芝公司买进IC半成品进行封装,然后打上自己的品牌,一个自力更生,独立生产的IC产品就这样诞生了。但直到今天,华晶半导体厂当年的雄伟目标一直都没有实现过。

思想保守,不重视技术引进,企业缺乏活力,是国内IC生产厂家失败的另一个重要原因。在政府领导的眼里,引进IC产生技术和设备,IC产品就可以像面包师烤面包一样,等着面包出炉了,殊不知IC产品最关键的技术还在前头,就是产品技术开发。

搞过电路设计的工程师都会清楚,开发一个电子产品,比较复杂一些的一般都需要一年甚至两年的时间,而开发一个IC产品需要的时间还要更长,因为IC样片试制出来后还要作电路试验,还需要整机厂的配合。况且以前搞IC设计基本上都是手工操作(用胶带贴图),特别是搞模拟电路设计对设计师的技术水平(经验)要求更高。光有IC产生技术和设备,还需找米下锅,而IC产品设计在国内IC产生技术刚引进的时候还是个空白,对IC产品设计人才的培养最少需要三到五年的时间,并且当年连师傅都没有到哪里去培养。

因此引进成熟的IC技术产品是解决IC产生厂当时等米下锅的唯一出路,但是在自力更生,自主开发等思想的指导下,只好让IC技术开发人员加班加点,重复别人的劳动,让IC生产设备耐心地等待着新产品的诞生,和静静地等待着衰老。因为,IC产品技术引进多么丢中国人的脸。

而在此同时,南韩三星却每年花几亿美金来进行技术引进,然后用同样的生产设备进行IC生产,并把产品源源不断地卖到中国,每年几十亿元的钱也源源不断从中国人的手中流入别人的口袋。你看多可惜,中国就这样失去了一次IC发展的好机会。今天三星半导体公司的产品样样均有,这些产品完全都是他们自己设计的吗?我看不是,我相信大部分产品都是靠引进技术进行生产的;连日本人卖给中国人的生产设备也是通过引进,然后改造再卖给中国。而在国人看来引进设备还可以,但引进技术就是耻辱,中国人能把卫星发射上天,为什么就不能开发IC。

20世纪末IC技术得到了长足的发展,特别是个人电脑发明以后,IC生产技术和IC电路开发技术,无论是在效率上或者在性能上,以及在产能上都比前10年最少增长了100倍。英特尔公司在进行80286 CPU电路布图设计的时候基本上还是用手工贴图的方法,而到了80386 CPU电路布图设计的时候才开始采用CAD技术,正是因为CAD技术的飞速发展才引起今天IC技术的进一步飞速发展。今天IC的生产和开发技术越来越集中,并且产能已基本集中在几个世界级的IC企业手中,而且IC生产是一种高投入,高产出,高风险的行业。中国领导已经初步认识到这一点,要想让现在国内的IC企业(国营企业)直接去追赶国外的IC企业巨头,已经是不可能了,那样只能白白地丢失更多的钱。

上个世纪将要结束的时候,国家在IC产业方面进行了政策调整,原来只允许国营企业涉及的IC产业,现在反过来鼓励民营企业进入IC技术领域,并把民营企业的概念延伸到外商在国内投资企业的范围,这一观念的改变使得二十多年笼罩在中国IC产业顶上的阴云,一下子变得豁然开朗,随着IC企业向转移,以及国外IC企业竞争的激烈,和国外留学人员创业的浓厚兴趣,在2000年以后的几年里,我国从事IC技术的企业一下子猛增了400多家,其中大部份都是海归人员新办的IC设计公司,中国IC产业的春天终于到来了。

与此同时一些代表国家IC技术的产品,如:方舟1号、2号;龙芯1号、2号;汉芯等CPU产品在政府的大力支持下,在短短的两年里也陆续在不同场合亮了相,并得到政府部门的嘉奖,同时也给中国政府的官员面子增加了光彩,证明政府的支持是正确和有效的。

没有人怀疑,CPU不是当今IC技术中的王冠,英特尔公司独领20多年,靠的就是CPU一枝独秀。但是CPU与其他IC产品不同,它不但需要硬件支持,更需要软件来支持,没有一大帮热血沸腾的软件开发队伍跟进,不断地开发应用软件来支持,任何先进的CPU都会变成废物。对于CPU电路性能的优越性我们暂且不说,但如果我们自己生产的CPU采用的是别人的IP,那么我们的CPU到底有多少优势,能与英特公司抗衡吗?如果我们自己生产的CPU采用的是自己的IP,手中已经掌握大量软件资源的软件公司愿意跟进吗?况且开发自己的IP谈何容易,如果选用别人的IP,还需乖乖的给别人交一笔知识产权费。

那么中国IC产业的出路在哪里?实际上这两年华为、中芯等IC开发公司的实际行动已经作了回答,就是要搞那些能与自己产品配套的IC,和别人还没有进入的,某个新领域的IC,这样才可能会成功。

当一种主流文化形成以后,一般人只能跟着它走,谁要是想与它作对,必须量力而行,估计一下自己有没有那么大的实力,和敢不敢付出那么高的成本。目前WINDOWS操作系统已经积累了5000多万行原代码,虽然它很不尽人意,但谁想准备用新的操作系统取代它都是一件很难的事情。很多人都希望用LINUX来取代它,这种想法过于简单,很多人已经实践了好几年,在这方面花的钱起码也有十几亿,现在还没有看得出有成功的希望。

中国科学院软件所倪光南院士早在几年前就指出,中国集成电路的发展方向是搞系统芯片和与之相配的嵌入式系统软件。目前在世界上系统芯片虽然还没有形成规模,但嵌入式系统软件发展非常快,从事嵌入式系统软件开发的人员也越来越多,这也给将来系统芯片的发展打下了良好的基础。

在这里我不愿意作为算命先生来推算中国最近诞生的方舟、龙芯、汉芯等产品的命运,但如果没有政府的继续支持,可以肯定他们往后的日子非常艰难,但政府鼓励发展自己的CPU也情有独钟,我们无法评论。

几年以前我与华邦公司总裁杨先生进行交流的时候,他就指出:最近美国十几家IC公司联合起来生产POWER-CPU与英特尔公司抗衡,都没成功,今后几年谁再去搞CPU,谁将会更快地死去。威盛是唯一一家敢与英特较劲的CPU公司,并且它还是一家生产电脑的公司,要不是自产自消,它可能很早就倒闭了,你看它现在活得是多么的艰难。除非国产的CPU公司也自产自消,或者政府一直愿意养着,要么也将很快地会倒闭。

杨先生原来就是搞CPU出身的,他深知CPU河流的深浅,所以他自己创建公司的时候就没有开发和生产自己的CPU,而是开发计算机图形处理芯片。华邦公司开发成功的两块图形处理芯片(用于电脑显示卡和VCD电脑放映卡)在97年前后出尽了风头,为公司赚足了发展资金。因此,公司在刚上马的时候产品选型非常重要,要么还没等站稳脚跟,产品很可能就要过时和被淘汰。

自从晶体管于上个世纪40年代后期、集成电路自60年代初期发明以来,半导体制造技术和计算机产业一直都在尔定律(每隔18个月性能翻一翻)以惊人的速度迅速发展,并创造了人类历史上的“数字文明”。在半导体这样的日新月异的产业领域,对于所有相关企业而言,永远都会有新机遇和新威胁。不管是拥有什么样的业绩和规模的企业,都会面临这样的业务环境的变化。

深知半导体产业战略意义的地区和国家为了增强半导体技术的竞争力都在不断投入庞大的资源。同时,半导体产业,技术开发、生产体制和客户企业等全球化趋势也越来越明显。翻开半导体产业发展史,半导体产业首先诞生于美国,然后扩展到欧洲,之后经日本和韩国,发展到和扩展到了中国。展望未来,毋庸置疑的是半导体产业将以惊人的速度在中国出现。所以,产业的发展将沿地区性和全球性两个方向推进。在半导体产业区域扩展的同时,构成这一产业的企业也经历了反复的重组和整合,拥有崭新业务模式的企业登台亮相。半导体产业构造的进化始终没有停止过。

到上世纪80年代后期为止,几乎所有的著名半导体制造商都是独立进行产品的策划、设计、生产和销售。这种业务形式被人们称为“integrated device manufacturers:IDM(集成设备制造商)”。这种业务形式在90年代初很快就被的半导体制造商创造的两种新业务形式所突破。这两种新业务形式之一是专门从事半导体生产的“半导体代工厂商(Foundry)”和专门从事半导体设计的“半导体设计厂商(Fabless)”。这是一种新的资源共享模式,它是由IP(知识产权)供应商和SOC设计服务公司来承担的一种产品设计外包模式。

除了上面的几种业务形式,如果还有更新的IC业务形式诞生的话,那一定是在中国。实际上国内很多人士都把SOC当成系统芯片来理解,而把IP当成专用SOC的指令或协议来理解。这样一来SOC系统芯片的用途就变得非常广阔,其功能比CPU还要优越,因为SOC表示的是一个应用系统,内含嵌入式软件,而CPU只是一个控制单元,必须与电路配合才能应用。因此在很多专业领域或产品,选用SOC系统芯片取代CPU组件是可行的。实际上在CPU之后出现的RISC和DSP芯片都是CPU的取代品,其性能比CPU更优越,只不过它们是用于不同的技术领域。

中国人口众多,人力资源丰富,产品种类需求多,IC需求量也非常大。SOC系统芯片应用灵活,性能优越,把它应用于各种数字产品输入输出接口电路之中,或作为中间件,把多种设备连接在一起,并配上驱动程序,将会大大地提高系统的工作效率。例如把SOC系统芯片应用于打印机之中,并把打印机的驱动程序嵌入SOC系统芯片之中,这样计算机就可以不需要安装打印机的驱动程序,计算机操作系统软件可以减小很多,因此计算机处理信息和传输内容也将减少,使计算机的处理速度可以大大地提高,并且用一台计算机通过一个输出口还可以与众多打印机联网使用。SOC系统芯片在未来信息家电应用领域作为通信接口或家庭网管一定会起到成非常大的作用。因此,我认为未来的SOC系统芯片一定为给中国的IC产业带来一线曙光。