在浩大而变幻莫测的产业浪潮中,很难定义一群人推动某个产业发展的作用,更不要说面对的是世界级巨头林立、高端芯片几乎全部依赖进口的中国半导体产业。当我们试图追溯中国集成电路产业30年发展轨迹时发现,发现在年曾经出现过一个不起眼的小小奇点。
文字
陈伊凡
图片
电子系级校友
编辑
乔元春
全文约字,预计阅读时间25分钟
一本清华大学无线电系85级(无线电系后改名为电子工程系,85级同学自称为EE85。以下简称:EE85)的花名册上,印着一串串名字,赵伟国、虞仁荣、舒清明、冯晨晖、赵立新、任志军、赵立东、刘卫东、魏军、韩杰、郁群慧、吕煌……他们如今已是半导体领域上市公司的创始人、高管抑或是半导体领域创业者。
在产业的大海上波涛翻涌,每一个企业都是行驶的航船,在变幻莫测的浪潮中起起伏伏。属于中国的支流在这三十年里逐渐汇入全球产业的浪潮,随之汇入的,是一大批中国企业,而来自EE85的船队,成为清华无线电系毕业生中数量最多的一支。
这群人中,许多人在这条路上走了几十年,还有一些在重新创业的路上。采访中,几乎每个人都说自己遇到了中国半导体发展的黄金时代,踌躇满志。
这他们与30年前毕业时,是截然不同的景象——国内半导体产业几乎一片荒凉,极少有人从事半导体工作。大二选专业时,更是“极少人愿意选择半导体”,过了10年、20年、30年,离开这个行业的人纷纷洄游,在这个曾经“门庭冷落”的行业重聚。
选择
年,是清华微电子所成立的第5年,摩尔定律已走过了20年,英特尔向全球推出了新一代的微处理器,AMD开始涉足CPU。
中国的半导体产业,尚在起步阶段,即使是代表着国内最高科研水平的清华微电子所也落后国外产业水平几十年。刘卫东还记得,当时“允许我们国家购买的半导体设备技术水平相差美国20-30年,与日本差距15-20年。”
这一年,在清华大学东区学生宿舍10号楼,住进了一群大一新生。从安徽考到清华来的高峰进入清华无线电系,和来自江苏的王红卫成为了室友,那时的他们对于半导体的了解只限于“半导体收音机”。
高峰和王红卫那届,清华无线电系正在做一项试点,大一不分专业,等到大二才开始分科,9个班中,半导体专业就占了两个班,足见当时清华对于半导体人才培养的重视。另外分别是通信、图像、雷达、微波、光电子、电子物理等7个专业。
那个年代,进入半导体专业,很多人并非出于理想,更不是为了工作,若非要说,也许可以归结为机缘。王红卫回忆,当时招他进无线电系的顾祖毅老师是半导体专业的。大一时,班主任周育诚老师也是半导体专业,于是他便成为分专业时为数不多第一志愿报半导体的人。
高峰宿舍8人中,6人选择半导体专业,而他们6人也就同室5年,成为了EE85整个本科学习期间同一专业同室居住的兄弟。班主任周育诚时常鼓励他们,说半导体很难,但将来一定有希望,大有发展前途,在之后的三十年里,这句话被逐渐验证。
NeuronBasicTechnology首席科学家王红卫半51
刘卫东和室友吕煌、黄文勇也是被安排到半导体专业的,开始学习时对于半导体也是一头雾水,不太懂半导体是什么,谁能想到,二十多年后的今天,刘卫东成立了一家传感器芯片设计公司,黄文勇成为了一家国内少数能够自主研发MOCVD监测设备企业的CTO,吕煌进入投资行业,投资了大批如今已在国内上市的半导体公司。
80年代,半导体行业不吃香并非没有原因。年,中国的半导体产业近乎空白,就在电子部厦门集成电路发展讨论会,提出“普及推广5微米技术,开发3微米技术,进行1微米技术科技攻关”之时,大洋彼岸的英特尔和IBM已完成了1微米制程,半导体的发展推动了终端PC和操作系统发展迅速,微软在这一年上市。世界半导体产业的发展正在经历一轮变迁,以美国主导的半导体行业在一路狂奔之后终于到了极限,日本半导体产业在蓄势多年后爆发。
刘卫东还记得在校期间给老师们“打零工”的日子,大家用坐标纸刻红膜来设计芯片,老师说,在国外,已经在用计算机设计芯片了。
在高峰读硕士时,“国内最先进的生产线也只能做到4寸,清洗设备时都是手动拉出来,按照指令人工清洗,而国际上已经有很多8寸的自动化生产线了。”
年,美国社会学者EverettM.Rogers的《硅谷热》风靡全球,展示了20世纪50年代至80年代硅谷关键发展时期的创新历程。
这一年,一些学生进了老师的实验室,提前接触到半导体工艺及设计,黄文勇和郁群慧就在其中,这段经历后来证明对他们影响是终其一生的。
宏思电子总经理/飞天诚信股份有限公司副总经理郁群慧半52
年,大三的黄文勇和另外两名同学进了钱佩信教授的实验室,研发快速退火炉。这是一种集成电路工艺设备,做集成电路时有一个工艺是离子注入,但当离子注入之后,晶圆里的一些晶格就错位了,因此需要把晶圆快速加热到一定的温度,让其中的晶格恢复到原来的状态。当时,这种快速退火的设备都是国外厂商主导,有丰富工程化经验的钱佩信教授想到,为何不能用高频感应加热炉加热石墨片,让高温石墨片加热晶圆,线圈自身温度低,晶圆温度高且均匀。高频炉是一项成熟的的技术,在浮法玻璃生产制造过程中,就用到高频炉熔炼法熔炼玻璃。
于是,他便组建一个班子研制用高频感应加热的快速退火设备。黄文勇还记得第一次走进钱老师实验室的场景:屋子里放着一台有电冰箱差不多宽高的国产高频炉,里面是很大的电子管,上面有很多旋钮。钱老师希望能够把高频炉改造成计算机控制的。
微机控制高频炉项目一做就是近三年,黄文勇毕业设计论文写的就是微处理器控制的高频炉,拿了毕业设计二等奖。这种工程化的训练,对黄文勇后来进行MOCVD检测设备的研发起到很大作用。
半导体专业中,少数女生之一的郁群慧在年进入清华微电子所技术开发部跟着张建人老师做芯片设计。郁群慧没想到,这个决定影响了自己之后的三十多年,并和她的职业生涯深深绑在一起。
摩尔定律进行到了第23年,1平方厘米大小的硅片上集成有万个晶体管,标志着半导体进入了超大规模集成电路阶段。
此时,改革开放走到第十个年头的中国开始了合资化的探索,年,在上海元件五厂、上无七厂和上无十九厂联合搞技术引进项目的基础上,组建成中外合资公司―上海飞利浦半导体公司(现在的上海先进)。赛格电子配套市场在深圳开业,是全国首家专门销售国内外元器件及配件的市场。技术成果转化的浪潮开始在中国涌动,联想成立,引进了年产万块电脑主板的生产线。
尽管中国已在进行合资化探索,指望“靠市场换技术”,但这样的效果并不明显。郁群慧还记得,她们当时都是拿国外芯片解剖分析,做“反向设计”的工作,把国外的集成电路版图提出来,进行仿真。这样的路径,很像当年美国人富尔顿到英国当学徒,学习英国工业革命的成果,再将这些学到的成果带到美国。
集成电路的设计版图需要进行验证,是否符合工艺的设计规则,没有工具,都是靠人工把版图彩打出来,然后用肉眼去看有没有与规则不符的地方,在清华微电子所,这个在当时已代表国内半导体行业领先水平的实验室里,常能看见这样的场景,一群研究人员趴在大桌子上,凑近图纸上检查错误,用肉眼验证设计版图。
更多人选择的是除了半导体以外的其它专业。高峰的室友冯晨晖被分到电子物理专业,来自新疆的任志军和北京的赵立东学习通信,虞仁荣学图像处理,赵伟国学微波。
谁也没想到,多年以后,这些当初被其它专业选择的人,纷纷步入了半导体行业,其领导的公司成为了如今中国半导体行业里极为重要的企业。赵伟国将紫光集团带入半导体领域,走出了一条通过收购发展中国集成电路产业的路;虞仁荣后来走市场倒逼研发的道路,韦尔半导体如今的市值超过千亿;任志军从紫光国微总裁的位置离职,成立了一家集成电路封装测试企业;而冯晨晖参与创立的卓胜微成为国内射频领域和无线连接方向上极具竞争力的芯片设计企业。
年是EE85级毕业的一年,东欧剧变世界局势风起云涌,中国的对外开放进一步扩展,做出了开放上海浦东新区的决定。针对微电子产业制定国家规划——“工程”启动,投资20亿元建设国际的1微米(0nm)制程工艺的晶圆制造产线。
互联网曙光初现,PC电脑的繁荣推动以英特尔为首的半导体产业狂飙突进,浪潮中的舰队不断增加,装备升级。苹果、IBM和摩托罗拉组成财团AIM的PowerPC、精简指令集计算(RISC)阵营的MIPS、Alpha等与英特尔形成龙虎相争态势。
但这场被称为“电子产业史上最疯狂”的十年,在最初,似乎并未传导到中国。无线电系那年毕业的半导体专业学生60多名。在国内,与半导体相关专业的工作在那个时候寥寥无几,如果留在北京,对口的是酒仙桥的北京电子管厂,也就是京东方的前身,或者首钢NEC的合资公司。
毕业
年夏天,老图书馆前的银杏绿了五回了。一批清华无线电系半导体专业的毕业生们拿着简历,在校招大厅穿梭,踌躇满志,但却找不到对口的工作。
刘卫东就去了和通信相关的岗位,在那年夏天提着行李,坐着火车,去了石家庄参与模拟移动基站的微波腔体设计,“当时世界上已经在推GSM(数字全球通),而我们还在干模拟基站,大家都明白,太落后了,干出来也不会有市场竞争力。”
室友吕煌回到泉州老家,就业于一家烟草行业的企业。
另一拨人选择了继续读研究生。黄文勇继续留在老师的实验室研发快速退火设备,郁群慧在清华继续读研,高峰则选择了中科院微电子中心就读硕士学位,上下铺兄弟王红卫则在清华微电子所直博,直到年毕业。
EE85同学相聚,从左至右:久好电子董事长刘卫东(半51)、清华电子系教授宋健(无51)、石溪资本合伙人高峰(半51)以及昂坤视觉副总经理黄文勇(半52)
在改革开放春风吹拂下,中国的半导体产业在年之后,开始有了发展的势头,世界半导体产业格局在变化中前进。年,华为集成电路设计中心成立,即海思的前身。第二年韩国三星超越日本NEC,首次成为世界第一大DRAM内存制造商,在日本之后,韩国的半导体产业崛起,势头迅猛。同年春,邓小平南巡,改革开放的步伐进一步深入,三星公司在中国惠州设立了手机工厂,是最早在华设立的工厂之一。
在微电子中心读研的高峰到韩国学习交流,在韩国南亚半导体株式会社学习使用当时国际先进的大规模集成电路用的设计软件——Compass来设计芯片。彼时,这个与中国一海之隔的国家,在美国和日本的基础上,实现了DRAM领域的赶超,并在年先于日美,开发了M的DRAM。
韩国工程师对高峰他们说,韩国发展集成电路,实际是向日本学习,同时聘请许多日本的“周末工程师”到韩国进行指导,韩国人认为中国半导体也有机会,“因为市场大,人才多”。
这个判断如今看来确实不假,但在90年代初的中国,芯片设计刚起步,产业链不完善,高峰很快意识到现实的残酷。
后来,高峰回忆,点明了当时造成这种情况的根本原因,就是没有足够大的用户来支持国内的产业链发展。他大一的室友冯晨晖有一个形象的比喻,“中国庞大的终端和用户市场,才是半导体产业得以蓬勃发展的土壤。”
卓胜微电子股份有限公司副总经理冯晨晖电物5
就在高峰为韩国半导体产业发展速度惊叹不已时,正在美国读博的冯晨晖去了一趟硅谷,在这个位于旧金山东南部的圣克拉拉谷地,他看到了与在清华,甚至在波士顿校园里截然不同的景象。年轻、活力、创新,充斥街头,随处可听见新鲜出炉的创业点子。方兴未艾的互联网和计算机技术引来了各地风险投资的热捧。年,英特尔发布了第五代微处理器——奔腾(Pentium),上面有万个晶体管,以兆赫的频率运行,《财富》杂志在一期封面中放上了奔腾芯片的照片,上面密密麻麻叠着词句——“新的计算机革命”。Yahoo、Broad