奔腾思潮》江泽民与中国半导体产业的发韧(阙志克)

(示意图/shutterstock)

美国拜登政府于2022年宣布一系列限制半导体技术输出中国的措施。首先,高速运算 (high-performance computing) 应用领域的CPU、GPU、AI 加速器等美国产品,皆需经过审核才可出口至中国。其次,所有用于生产 (1)14/16奈米技术节点或以下的逻辑晶片、(2)半间距小于或等于18奈米的DRAM记忆体晶片、(3)128或更多层的NAND储存晶片的半导体制造设备,需经过审核才可出口至中国。最后,所有在实体清单(Entity List)上的中国公司里工作的美国公民或永久居民,都需取得美国政府的允许,才可在原公司继续工作。再加上2020年,川普政府禁止台积电与三星为管制名单上的中国公司如华为,制造先进积体电路,意谓着针对最高端运算晶片,美国既不许中国向外购买,也不让委外生产,更不允自己制造!

这一拳扎扎实实地击中了现今中国发展半导体产业的阿基里斯腱 (Achilles’ heel)。然而,中国半导体产业积弱至此,是因为它启动过晚或投入不足吗?其实不然。事实上,当台湾在1980年代风风火火开展半导体产业时,中国大陆也进行类似的计划,投资规模甚至更大。但中国那一波发展半导体产业的尝试,最终以失败收场,而台湾同样的尝试则成绩斐然,进而进军PC产业取得巨大的商业成功,从此逐渐拉大之后30年台湾与中国大陆ICT产业间的差距。

在中共国家领导人中,江泽民创下多项第一的纪录。他是第一位有大学学历(上海交大)、第一位工程师出身(电机系),也是第一个遵循邓小平设计的固定任期制,忠实执行政权的和平转移。本来江泽民在上海市书记任满后,计划回交大当教授,但1989年六四事件后,临危受命,硬着头皮担任第一个缺乏坚实党内班底的中共中央总书记。一般认为,江泽民的主政期也是中共开国以来在政治、经济和言论层面最宽松、最开放、进步最多的一段期间。然而,较鲜为人知的则是江泽民于1982 到1985年间创立、领导「电子工业部」的事迹,这些工作与今天中国半导体业为何仍受制于人息息相关。

其实中国在建国后就开始发展电子产业,早在1952年,中国就花费1亿人民币自东德引进技术,在北京酒仙桥建立北京真空管厂(现为北京京东方),年产1220万只,是当时亚洲最大的真空管厂。在电子人才的培养也开始得很早,1956年国务院制定科技发展12年规划,将电子工业列为重点发展目标,之后几年在北京大学物理系设立半导体专业,于中国科学院成立计算技术研究所及半导体研究所,在石家庄建立河北半导体研究所(现为中电集团13所),在四川永川县成立固态电路研究所(现为中电集团24所),在上海组建华东计算技术研究所等。

这些投入陆续也产出一些成绩:1973年北大领军的团队研制成功第一台每秒运算100万次的积体电路电子电脑—105机,1974年清华大学领军的团队成功投产小型积体电路通用数位计算机—DJS-130; 1975年北京大学物理系半导体研究小组设计出中国第一批1Kb DRAM动态随机储存器;1979年中科院半导体研究所成功批次生产4Kb DRAM, 1981年又研制成功16Kb DRAM。换言之,在1980年代初期,中国的自有半导体技术约落后美国六到八年,但明显领先台湾。

为了集中精力发展电子产业,中国政府于1982年5月,将第四机械工业部、国家广播电视工业总局、国家电脑工业总局合并,组建电子工业部,下辖约2500家科研院所和电子工厂,职工总数超过100万人,主要研制通讯、雷达、电视、电脑、无线电等装置。江泽民担纲首任副部长,并于1983年扶正。由于看重半导体制造技术,在1984到1990年之间,中国各地方政府、国有企业和大学,前前后后从国外引进总共33条晶圆生产线,如以每座300-600万美元估算,总投资达1.5亿美元。其中最有名的例子是耗资6,600万美元,于1982年从日本东芝引进3英吋技术,在江苏无锡建立5微米制程、月产能1万片晶圆的江南无线电器材厂,专门生产彩色电视机用的积体电路,最后其年产量达3,000万只晶片,用于40%的国产电视机、音响和电源。1985年该厂更成功试制出中国第一块64KB DRAM,比韩国只晚一年。

相较之下,台湾政府于1975年耗资1,287万美元,向RCA购买3英吋、7微米的CMOS晶圆生产技术,由工研院于1977年成功建置7.5微米的试产线。1980年联华电子成立4英吋晶圆厂商转工研院的技术。1987年台积电的第一个晶圆代工厂(6英吋、3微米) 开始量产。1989年宏碁电脑与美国德州仪器合资成立台湾第一家专注DRAM生产的6英吋晶圆厂。

由上可知,中国在1980年以前对半导体技术的自主程度,以及在1970 至 1990 年间对半导体制造技术的投资额,都远大于台湾。然而,三十年后台湾在半导体产业的发展却遥遥领先中国,为什么?

首先,1980年代中国政府投资的33条晶圆生产线,多数不具商业价值,原因是电子工业部缺乏规划产业政策的能力,及有效执行政策的权力,遂将国有电子企业单位的管理权,下放给省市地方政府,然而地方干部素质低落、贪污腐败,以致造成各式各样光怪陆离、成效不彰的投资乱象。

其次,1980至1985年间中国政府由于外汇短缺,为应付改革开放以来大量科研与基建投资所需的资金,不惜大开印钞机,造成恶性通货膨胀及广泛民怨。为扭转财政亏空局面,中国政府只好中途叫停大批研发项目,并片面实施「拨改贷」政策:国有企业的资金需求以前靠政府拨款,现改为向银行贷款,还要支付利息。其中半导体电子业相关的研发单位就成了这个政策急转弯最大的受害者之一,之前敲定的计划不是时程大幅延宕,就是干脆完全取消。

最后,虽然专业晶片制造的商业模式在1987年台积电成立前在业界就有人讨论,但是1980/1990年代中国晶片业者大都兼作晶片设计与制造,定位为IDM(integrated device manufacturer)厂,竞争的对象为当时技术相对领先的欧美日晶片公司。而台湾则一开始就全力拥抱专业晶片制造的营运模式,因此促成无制造能力晶片设计(fabless IC house)公司的崛起,进而成功抓住了在1990个人电脑盛行世代乘风而起的大好机会。退一万步说,即便这些中国业者在当时有眼光从事专业晶片代工的经营,最后也可能无疾而终,因为他们缺乏张忠谋浸淫美国半导体产业30年所建立的专业经验、名声与人脉,所以草创初期很难取得欧美晶片设计客户的信任及其晶片制造的生意。(作者为清华大学合聘教授)