為何“集中力量辦大事”的模式無法改變集成電路產業落後的局面?_風聞
郭满天-经济史、产业史、技术史昨天 16:52
為何“集中力量辦大事”的模式無法改變集成電路產業落後的局面?
20世紀八九十年代,為了改變我國主要產業落後的局面,在產業主管部門(如機械工業部、電力工業部、冶金工業部等)的統一組織下各產業部門紛紛從西方國家引進先進技術,通過“引進——消化——發展”的步驟彌補了技術差距,成功實現了產業的發展。
在引進技術的產業中,成功的典型案例有冶金工業部通過寶鋼項目的建設引進冶金設備製造技術和電力工業部、機械工業部引進亞臨界火力發電技術等。
冶金設備和火電設備的技術引進是中國經濟發展過程中典型的“集中力量辦大事”的模式,這些項目的技術引進是國家統一組織的、統一實施的,調動了全產業的資源,國務院還有專門的“重大辦”(國務院重大技術裝備辦公室)來統一協調技術引進中的各種問題。
寶鋼項目的技術引進基本解決了鋼鐵工業發展的裝備問題,亞臨界火力發電技術的引進基本解決了電力工業發展的火電裝備問題,這兩個技術引進都是十分成功的。
電子工業部為改變我國集成電路產業嚴重落後的局面,在九十年代同樣從發達國家引進了先進的集成電路製造技術,先後實施了“908工程”和“909工程”。
這兩項工程也是中國“集中力量辦大事”的典型,特別是“909工程”是中央領導決策、電子工業部和上海市領導直接負責實施的項目,但為何“909工程”未能改變中國集成電路產業落後的局面?
是“集中力量辦大事”的發展模式有問題,還是存在其它方面的原因?
“909工程”簡介

為縮小與國外先進水平的差距,電子工業部90年代初向中央提出了建設“909工程”的建議,並在總理辦公會議上獲得批准。
通過艱辛的談判,“909工程”選擇日本NEC為合作伙伴,引進NEC的技術建設了國內第一條8英寸集成電路生產線,工藝水平達到0.35微米。
“909工程”是我國電子工業“九五”期間(1996~200)最大的集成電路項目,投資預算近百億,超過了建國以來國家對電子工業投資規模的總和。
“909工程”項目由電子工業部部長鬍啓立和上海市副市長直接擔任華虹NEC的負責人,表明了國家發展集成電路產業的決心。
為了吸取“908工程”決策時間過長的教訓,中央領導批准“909工程”特事特辦,由電子工工業部和上海市的主要領導直接擔任工程的主要負責人。
為什麼中央和電子工業部要集中力量建設一條8英寸集成電路生產線?
因為集成電路生產線的建設成本極高,在1995年一條8英寸生產線的總投資需要10億美元,一條12英寸生產線的總投資更是高達14~16 億美元。
集成電路生產線不僅投資規模巨大,而且維護成本極高,每年的運行維護、設備更新與新技術開發等成本佔總投資的 20%左右。
中國當時不僅集成電路產業的技術落後,經濟實力也十分薄弱,如果不集中資金就無法建設耗資巨大的先進集成電路生產線。

“909工程”是成功還是失敗了?
“909工程”的發展是十分成功的,電子工業部通過“909工程”項目成立了華虹NEC公司,建成了我國第一條8英寸集成電路生產線,發展遠遠超過最初的預定目標。
1、從集成電路製造工藝來看,華虹NEC的工藝水平比規劃目標提高了兩代以上。
“909工程”原計劃引進的是0.5微米的生產工藝,但NEC實際提供的是0.35微米的工藝,投產的產品是當時國際主流的0.35微米64M存儲芯片。
2000年華虹 NEC再次從NEC引進了128M存儲器工藝和0.24微米邏輯工藝技術,集成電路製造工藝相比計劃目標已經提升了兩級。
通過與比利時IMEC的合作研發,2003年華虹NEC完成了0.25微米標準工藝的自主開發,2004年0.18微米工藝生產技術實現量產。

2、從集成電路產能來看,華虹NEC的產能遠遠超過規劃目標。
“909工程”項目規劃的產能是2萬片/月,實際建設過程中在NEC的協助下華虹NEC的產能擴大至4萬片/月。
1999年,華虹NEC生產線達到第一階段產能目標5000片/月,良品率達到94%。
2000年華虹NEC的產能擴大至2萬片/月,2004年擴大至4萬片/月,2005進一步增加到5萬片/月,芯片設計業務規模與技術穩居國內前列。

3、從集成電路產品結構來看,華虹NEC成功轉型為芯片代工企業。
“909工程”原本規劃主要製造存儲芯片(DRAM),在項目實施過程中引進的也是NEC公司的DRAM技術,1999年 2月64M存儲芯片開始試投片。
由於存儲芯片價格的暴跌,2002年華虹NEC開始從單一的存儲芯片生產轉型芯片代工並獲得成功,逐步發展成為全球知名的芯片代工企業。
時至今日,華虹集團已經成為全球排名前列的芯片代工企業,芯片代工收入在國內僅次於中芯國際位居第二。
“909工程”項目本身的建設是成功的,華虹NEC的發展遠遠超過了最初的決策目標,但“909工程”的成功為什麼沒能改變中國集成電路產業落後的局面?
集成電路產業的特殊性
為什麼同樣是在中央政府的統一領導下,集中整個產業部門的力量引進國外技術,電力工業部和冶金工業部基本上都達到了預期目標,通過技術引進解決了產業部門發展的裝備問題,而電子工業部卻未能達到預定的目標?
為什麼“909工程”項目本身甚至超出了當初預定的目標,但是卻未能改變中國集成電路產業整體落後的情況?

與鋼鐵工業、電力工業等傳統產業相比,集成電路產業最大的不同在哪裏?
——在技術迭代速度。
集成電路產業最主要的特點就是技術迭代速度快,摩爾定律充分證明了集成電路產業的技術迭代速度。
1959年集成電路的工藝水平是10微米,1981年發展至1.5微米,2000年發展至0.18微米(180納米),2020年發展至10納米以下。
在“909工程”建設過程中,芯片製造的工藝同樣保持了快速的迭代,“909工程”本身的製造工藝也在不斷進步:決策時計劃引進的工藝技術是0.5微米技術,最後實際引進的是0.35微米工藝,2003年後通過自身的研發提高至0.18微米。
但是這樣的發展速度仍然不夠,雖然我們在進步,但是國際集成電路產業技術進步的速度更快,以英特爾、台積電、三星電子為代表的國際企業在2000年左右已經發展至0.18微米技術水平。
“909工程”本身的發展是十分成功的,“909工程”對中國集成電路產業的發展也十分有意義,但是在一個技術快速進步的產業中,“909工程”的成功還遠遠不夠。
華虹NEC是中國電子工業建設的第一條8英寸生產線,在華虹NEC的生產線投產時,國際集成電路產業已經建成了第一條12英寸生產線,相比8英寸生產線擁有更高的生產效率和成本優勢。

集成電路產業的技術迭代速度在所有產業中都是獨一無二的,冶金技術和火電技術雖然也在進步,但是技術進步的速度就沒那麼快。
以高爐鍊鐵技術為例,高爐鍊鐵技術在20世紀80年代基本上達到成熟,主要標誌是:
第一,高爐的大型化達到頂峯。由於材料強度的限制,國際高爐的最大容積達到6000m3無法繼續擴大,高爐大型化過程結束。
第二,高爐鍊鐵的能耗達到最優。高爐鍊鐵的能源消耗(主要是煤炭)指標噸鐵煤耗在下降到500千克之後繼續減少的空間減少,後期的技術發展主要是用噴煤取代焦炭,但是能耗指標基本不變。
對比寶鋼不同時期建設的高爐,2010年後寶鋼湛江基地的50503高爐,其主要技術指標相比80年代建設的1號和2號高爐進步相對有限。
因此從技術成熟度上來説,中國冶金工業通過寶鋼項目引進了一套技術相對成熟的設備,這中技術水平的設備可以在鋼鐵產業大規模推廣使用,而不用擔心設備的技術會很快落後,影響了最終的產品性能和生產成本。
鋼鐵工業的氧氣頂吹轉爐、連鑄機、熱連軋機和冷連軋機同樣都是如此,因此通過寶鋼項目引進的這些技術可以大規模推廣使用,中國鋼鐵工業通過寶鋼項目的技術引進基本解決了產業發展的設備問題。

電力工業引進的亞臨界火力發電技術同樣如此。
電力工業部在80年代引進的亞臨界火力發電技術並不是最先進的技術,日本和歐洲已經在發展超臨界火電技術,但是亞臨界火電技術是當時主流的成熟技術,而火電設備的使用週期往往高達幾十年,稍微落後關係不大。
中國的火電設備製造企業用了近10年的時間完成了亞臨界火電設備的國產化,使得亞臨界火電設備在90年代成為中國電力工業的主力裝備,為中國火電裝機容量的快速擴張提供了裝備保障。

在基本掌握亞臨界火電技術的基礎上,中國的火電裝備製造企業在2000年後繼續引進了超臨界和超超臨界技術,追趕上了火電技術的國際領先水平。
中國企業掌握亞臨界火電技術用了十多年的時間,但是2000年後製造超臨界和超超臨界發電機組只需要兩三年的時間,因為此時中國的電力設備製造企業的技術能力已經提高了。
目前全球火力發電技術的最高水平仍然是超超臨界機組,中國目前建設的火電機組主要也是超超臨界機組。
“909工程”的意義
“909工程”雖然沒能徹底改變中國集成電路產業技術落後的整體狀況,但是對中國集成電路產業仍有重要意義,“909工程”是中國集成電路產業的重要發展成就。
“909工程”不僅建設了先進的生產線,而且發展了技術能力,培養了大批的技術人才,代表了中國集成電路產業的追趕。
只有大家都有追趕的決心,有追趕的意志和信念,我們的集成電路產業就一定能夠發展起來。


事實上,正是由於大家的努力,中國集成電路產業與國外先進水平的差距一直在縮小!
2000年中國只有一條8英寸生產線,此時全球有252條8英寸生產線,中國集成電路產能的佔比微不足道。
2010年,中國建成了6條12英寸生產線,14條8英寸生產線,集成電路產業的生產能力顯著增加。
2020年,中國的集成電路產量更是在2010年的基礎上擴大了4倍達到2613億塊。
在芯片的製造工藝水平上,中國集成電路產業也在不斷追趕。中芯國際已經成功實現了14nm芯片的批量生產,最先進的製造工藝已經達到7nm以下。
華虹集團是僅次於中芯國際的第二大芯片代工企業,早在2018年也實現了28nm工藝的量產。

雖然美國從2018年開始集中打壓中國集成電路產業的發展,但是並未達到其目的,特別是華為頑強的抵擋住了美國的全面制裁。
華為智能手機Mate60的發佈意味着華為基本解決了智能手機的芯片供應問題,而芯片全面國產化Mate70的發佈更是中國集成電路產業的一個重大突破,意味着中國在重要電子產品——智能手機上有能力實現芯片自主。
智能手機是集成電路產業最大單一市場,智能手機採購的芯片金額佔全球芯片銷售額的四分之一以上,而且智能手機使用的芯片代表了集成電路的最高技術水平。
由於技術的快速迭代,集成電路產業是中國所有產業中追趕最艱難的產業,但是我們已經看到了追趕的曙光。
2000年前中國的集成電路產業在全世界還微不足道,2018年後美國的全面圍剿都已經無法阻止中國集成電路產業的發展。
集成電路產業是中國製造業體系極少數的短板之一,中國集成電路產業完成技術追趕將是中國製造業體系真正強大的標誌。