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中国半导体产业40年:想要艰难突围,必须独立自主

作者:wangsu123
日期:2020-05-20 09:51:33
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5月5日,SMIC向上交所提交了招股说明书。从纽约证券交易所退市一年后,SMIC选择回归a股,登录本网站。

目前,代表SMIC最先进的14纳米技术的芯片麒麟710A已经安装在荣耀4T上,这意味着SMIC经过几年的磕磕绊绊,终于将产量提高到了商业水平。

01前一天晚上

上海漕河泾是中国最早的半导体开发区。1988年也成为中国半导体企业集中的一年。一些种子后来长成参天大树。

1984年7月2日,上海漕河泾微电子工业区通过决议,开始筹建。11月16日,经上海市政府批准,上海漕河泾微电子工业区开发公司成立。没人预料到中国的硅谷会从这片小土地上发展起来。

1988年6月7日,上海漕河泾新兴技术开发区成立。两个月后,上海贝灵微电子制造有限公司在这里成立,成为开发区第一家真正的半导体公司。不久,上海北陵完成了中国第一条4英寸生产线。

也是在1988年,被人民称为“907”工程(90年代的第七个五年计划项目)的绍兴工厂成立了。这是甘肃省天水市第871国营工厂的一个分厂。后来,它更名为华越微电子有限公司,“907工程”的实施标志着中国开始依靠国力发展半导体。然而,绍兴工厂的国有性质限制了其市场化和工业化的进程。

第一家中外合资半导体公司也同时出现。这家上海飞利浦半导体公司后来更名为上海先进半导体制造有限公司,并延续至今。

1989年2月,在江苏省无锡市召开了“85集成电路发展战略研讨会”。会议提出了“加快基地建设,形成规模化生产,注重发展专用电路,加强科研和配套条件,振兴集成电路产业”的发展战略,对产业产生了深远影响。

同年8月,会后成立了最大的工程项目。无锡华晶硅微电子公司是由原742厂和永川半导体研究所无锡分院合并而成。后来,该公司更名为中国华晶电子集团公司,并开发了中国第一个256K动态随机存取存储器芯片。后来,华润收购了华晶,华润微电子成为中国唯一一家主要采用IDM模式的半导体企业(一家垂直整合的半导体公司,负责从设计、制造、封装和测试到销售自有品牌集成电路的一切事务)。

2020年2月27日,华润微电子有限公司在上海证券交易所科技创新板上市。上市后,华润集团董事长傅育宁表示:“华润‘中国核心’在追求商业利益的同时,必须有忧患意识和长远目标。要主动承担国家在核心技术和重要产业链上赋予的新使命,通过不断努力,早日实现“不再受制于人”

这种一直延续至今的理想主义给了中国半导体行业一个特殊的背景。独立自主已经成为这个行业的追求。

1992年,南方巡回演讲发表,影响了中国未来的命运。很少有人知道“科学技术是第一生产力”这句名言,是在总设计师参观上海北陵的时候发生的。

1995年12月13日,“909工程”启动,这是中国第二次向高端半导体高地发起冲击。

甚至“砸锅卖铁”也会推动半导体行业。

1996年2月,在原电子工业部和上海市政府的共同努力下,上海华虹(集团)有限公司成立。这个体现国家意志、总投资超过中华人民共和国成立以来所有集成电路项目总投资并将超过100亿美元的庞大项目,从一开始就朝着“市场化和商业化”的方向设计和发展。

然而,1997年的亚洲金融风暴和2000年前后的互联网泡沫彻底粉碎了华虹的愿景。

“中国人认为他们能用钱制造半导体,”西方世界笑着说。

华虹的失败在于全球半导体市场的萎缩和日韩企业价格战的扼杀。也因为他们的眼光并不长远,华虹对这个“无尘车间”寄予厚望,至今尚未完工却一直落在后面。

后来,华虹试图与NEC建立合资企业。然而,人们认为,中国资金的使用并没有在中国半导体行业发挥主导作用,供应链也没有在中国形成。

从后见之明的角度来看,1997年的金融危机和半导体产业的产业转移是中国首次将世界半导体产业降至最低点的最佳时机。然而,它有问题。

02微光

英特尔在华虹成立的同一年,在上海投资建立了英特尔在中国的第一个密封测试工厂,这标志着供应链开始从美国主流半导体公司转移到中国。

这是全球产业转移。美国半导体行业转向日本、韩国和中国。在金融危机导致的工业崩溃中,德州仪器是美国受打击最严重的公司。在德州仪器工作了20年的张汝京也在名单上。

后来,张汝京回到了当时世界半导体产业的热点——台湾。当时,台湾有两个半导体巨头,成立于1980年5月的UMC和成立于1987年2月的TSMC。

联电业务量大,业务多。后来,著名的联发分公司、永琏科技、杨炼科技、联盛电子、原相科技、捷发科技都起源于联电,几乎形成了整个半导体产业的上下游产业链。

TSMC有一个明确的立场:“它不生产自己的产品,只为半导体设计公司生产产品。”

TSMC的模型被称为铸造模型,当其生产线完工时,比英特尔落后两代。然而,其创始人张忠谋仍然通过与英特尔首席执行官安德鲁的私人关系获得了英特尔的低端订单。

从那以后,TSMC一路狂奔于1995年在纽约证券交易所上市。

亚洲金融风暴对半导体工业的发展造成沉重打击。绝大多数芯片公司已经开始放弃生产重资产,因此TSMC收到了大量订单。

回到台湾的张汝京,他确信自己也想做晶圆代工。他很快获得了投资并建立了世界通信公司。在德州仪器校友会的帮助下,世界通信公司得以将这项技术推向地面并大规模生产。然而,TSMC关心沙发的一边,不希望任何人睡得很香。2000年元旦刚过,TSMC花了50亿美元购买世界半导体,迫使张汝京逃离。

晨光

张汝京的下一个目的地是上海。他带来了300多个前政府部门,还在开曼群岛注册了一家名为SMIC制造有限公司的企业。

1999年8月,上海市委、市政府发布“聚焦张江”战略决策,明确张江科技园应以集成电路、软件和生物医药为主导产业。当时,市长许亲自带着一行到了农田密布的浦东腹地,为他们提供了大面积的规划和建厂用地。

这片农田是张江的。

张江对SMIC的项目表示欢迎,该项目也使中国的半导体业务扎根。

SMIC登陆后,泰隆半导体和宏利半导体也相继登陆张江,逐步聚集了芯片行业的上下游企业,包括芯片设计、光掩模制造、测试、封装、设备供应和气体供应。40多年后,上海终于成为中国的半导体中心。

张汝京说:“世界芯片制造业的下一个中心将在上海”,而SMIC是中心的中心。中国芯片制造业也欢迎“上海速度”。

2000年8月,SMIC工厂的第一期工程奠基。

2001年6月,一期一厂和三厂B区竣工。

2001年8月,一家工厂进入现场,完成安装并开始试运行。

2002年1月,一家工厂正式开始大规模生产,这是一条8英寸的晶圆生产线。

2002年6月,第二和第三工厂开始在b区安装设备并进行试运行;

2002年9月,工厂2和工厂3的B区开始大规模生产。SMIC完成了三条8英寸晶圆生产线,SMIC项目的第一阶段基本完成。

2003年1月,SMIC大规模生产了0.13微米。当时,TSMC最先进的制造工艺已经是0.09微米。

上海迫切展示了中国在高端制造业和半导体行业的决心。

对于中国半导体产业的发展来说,政府支持、资本接受和先到先得的关键点是显而易见的。

上海地方政府不仅为SMIC的国际政策、土地和资金让路,还简化了流程,为高端制造业让路。第二,大量资本的流入不仅在短时间内建立了几条生产线的基础,而且稀释了股份和风险。

在SMIC早期,大量的二手设备是从欧、美、日、韩和台湾进口的。它们首先被发射,然后被重复。此外,张汝京开始从TSMC挖人,并大规模收购世界级半导体。

2003年9月,SMIC完成了第二轮筹资,筹资总额达到6.3亿美元。10月25日,SMIC用2.6亿美元的股票和现金交换了摩托罗拉天津MOS-17工厂的股份。SMIC通过这次购买获得了0.12微米的加工技术,后来突破了90纳米的技术门槛。

2004年3月18日,由于时差原因,SMIC在纽约证券交易所和香港证券交易所上市两天。

张汝京花了三年多的时间建立了六个工厂,制造过程从0.25微米到0.18微米再到0.13微米。

04战争

在SMIC忙于筹集资金、收购和准备上市的同时,海峡对岸的TSMC也在积极防范来自大陆的这一挑战。

2003年12月22日,TSMC、TSMC的北美子公司和沃夫科技公司联合宣布,他们已于美国当地时间19日下午在北加州联邦地区法院对SMIC提起诉讼,因为SMIC侵犯了几项TSMC专利。

这不仅仅是一场简单的专利诉讼,而是对中国大陆高科技企业国际化和市场化进程的一次攻击。同年,思科还在美国对华为提起诉讼。这场诉讼甚至被称为“世纪诉讼”。

TSMC声称,通过招募TSMC员工(人数超过100人),SMIC要求其中一些人向TSMC提供商业秘密,并要求SMIC实施禁令,支付10亿美元的赔偿金。

提起诉讼的当天,台湾当局发布了针对SMIC的临时禁令,限制其雇用TSMC员工和引进台湾技术。

公告发布的当天,SMIC对诉讼做出了回应:

SMIC一直尊重任何第三方合作伙伴的知识产权。TSMC的起诉不会对公司的业务产生任何影响。

此后,双方陷入了多年的诉讼拉锯战。对TSMC来说,抓住对手就是胜利,但发展中的SMIC负担不起。2005年1月30日,TSMC和SMIC达成和解协议,协议表明:

SMIC向TSMC支付了1.75亿美元作为专利授权和结算基金,该基金分六年分期支付。同时,TSMC有条件撤回与SMIC的所有法律案件。

然而,这还没有结束。随着90纳米工艺技术在SMIC的大规模生产,它又开始了。专利战又持续了三年。

最后,SMIC不得不披露其自己制造过程的技术来源,所有这些都是合法的,但这也证明了另一个事实,即如果不掌握核心技术并仅仅依靠引进,它就无法获得技术。

在这场拉锯战中,TSMC取得了快速的技术进步,先后攻克了45纳米和28纳米的制造工艺,而SMIC步履蹒跚,大规模生产仅生产了90纳米。

此外,为了达成和解协议,SMIC将在四年内向TSMC支付2亿美元现金,并向TSMC发行新股和认股权证。交易完成后,TSMC将持有SMIC 10%的股份。

几个小时后,SMIC宣布其创始人兼首席执行官张汝京辞职,因为他在寻求其他个人利益。

离开SMIC后,张汝京说:

我没有抱怨。我辞职主要是因为我要为输掉对TSMC的诉讼负责。我希望辞职能使双方“真诚和解”,并有利于SMIC的运作。

05混乱

张汝京的退出让SMIC陷入了至少两年的混乱时期。

人们普遍认为,张汝京的退出是SMIC和TSMC和解的先决条件。如果张汝京退出,TSMC只会选择与SMIC“有条件”和解。

失去张汝京的中央集权和平衡的SMIC的重担落在了与张汝京一起进入上海的河上。他当时是SMIC董事会的主席。

随后,华虹集团前CEO王宁国从张汝京接任SMIC CEO,杨士宁接任SMIC COO。

2011年4月19日,中国国家主权基金中投集团在SMIC投资2.5亿美元,获得11.6%的股权,成为SMIC第二大股东。

2011年6月27日,姜尚洲去世,7月13日,王宁国辞职。据悉,在“王宁国时代”,近100名董事以上级别的高级管理人员离开了SMIC。

8月5日,华虹NEC现任CEO邱慈云接替王宁国出任SMIC首席执行官兼执行董事。在长达一年的人事动荡中,SMIC已经稳定下来。

随着股权的变化,SMIC的国有化背景越来越重。上海实业、北大青鸟、大唐电信和中投集团的国有股东持股比例也从新成立时的10%左右(上海实业)提高到35%以上(累计)。

SMIC已经进入了国有化的重要矛盾。一方面,国有化背景的增加将直接影响国际社会对SMIC国际所有权性质的判断。民营企业和外资企业是否持股与国有企业在国际社会获得的各种支持完全不同。这方面的主要影响是对SMIC技术升级的不利影响。这方面的影响主要来自瓦塞纳尔协议的条款,甚至影响到消费者的选择。

另一方面,SMIC的扩张不得不接受国有资本的注入。SMIC项目在各地区的落地不仅促进了产业升级,也促进了各地方经济的发展。SMIC需要大量资金来实施这个项目。在这种情况下,SMIC必须保持巨额投资,这需要巨额资本。SMIC最初的融资目标是海外投资机构。然而,由于持续多年的亏损,包括对TSMC的补偿和新技术的落后跟进,最初的投资机构要么选择退出,要么选择接受稀释而不是继续投资,寻求国有股东并接受国有资本,这成了SMIC的最后手段。

因此,围绕SMIC,中央企业、地方政府、国家主权基金、台资和美国股东的股东已经形成。这种复杂的股东结构也代表了不同集团的利益。不同的需求导致了不同的声音和内部冲突。

邱慈云的继承将这种争议带入了利益趋同的上诉阶段。

2011年8月16日,SMIC宣布其首席运营官杨士宁将辞职,并于9月5日生效。

此后,邱慈云完全接管了SMIC的管理和运营。

2014年6月24日,国务院发布《促进全国集成电路产业发展纲要》,将集成电路产业发展提升为国家战略。9月24日,国家集成电路产业投资基金(以下简称“大基金”)成立。

随后,SMIC获得了30亿元人民币的巨额基金投资。2016年第三季度,当该基金到位时,SMIC突破了28纳米的进程。

06突破

2017年10月16日晚,SMIC召开临时董事会,正式宣布梁梦松为SMIC联合CEO,离开邱慈云。

此时,SMIC已经占据了世界第二大晶圆厂的位置,远远超过了第三大电力公司的市场份额。

随着梁梦松的加入,核心国际攻击10纳米(19纳米、16纳米、14纳米、12纳米、10纳米)的门槛逐渐被突破。

此外,随着中芯国际收购a股上市公司长电科技,中芯国际半导体产业产业链布局也已完成:中芯国际(制造)-中芯长电(中段碰撞)-长电科技(密封测试)-产业基金(支持)。

梁梦松到任后,SMIC突破14纳米工艺,于2019年第四季度实现了量产。

大规模生产的第一个客户是华为海斯公司的麒麟710A芯片。目前,该芯片已被用于荣耀播放4T标准手机。这一突破是SMIC 20年来首次将中国芯片制造技术纳入世界主流技术水平。

然而,TSMC已经商业化生产了2年的7纳米,三星已经生产了1年的7纳米。

以14纳米的产量增加为标志,SMIC代表了中国第三次冲击半导体行业高端制造业的决心和实力。

通过SMIC发布的最新技术路线图,我们可以看到10nm/7nm已经进入了客户介绍阶段,下一步是流式传输和大规模生产。

华为海斯14纳米麒麟710A的转让也标志着中国大陆最先进的芯片设计公司被认可为中国大陆最先进的芯片制造商。也许这种芯片的最终生产能力和销量不会达到一个很大的数字,但它无疑将为中国半导体行业注入活力:

该芯片是充分反映中国现阶段设计和制造能力的最高点。这是第一个真正意义上的“中国设计,中国制造”的芯片,由华为海斯公司自主开发和设计,由SMIC公司自主制造和控制,用于手机。

中国终于在主流市场与传统巨头站在了一起。即使在高端市场,也仍然存在两代人的差距。

机会07

2019年5月15日是中国科技史上值得纪念的一天。

这一天,美国总统特朗普签署了一项行政命令,宣布美国进入“紧急状态”,并禁止美国公司以危害国家安全和网络间谍为由购买、安装或使用外国竞争对手制造的电信设备。

最重要的是,该命令特别提到了对由外国竞争对手拥有、控制或管辖或指挥的公司生产的设备的限制。

显然,尽管禁令文件没有提及任何具体公司,但它实际上是针对中国设备供应商的,尤其是华为和中兴。华为占全球电信基础设施市场的28%,中兴占13%,中国两大电信巨头占全球电信基础设施市场的40%以上。

事实上,在摩托罗拉、朗讯和贝尔实验室之后,美国没有电信基础设施供应商。

同一天,美国商务部工业和安全局将华为及其70家子公司列入实体名单。

五天后,SMIC宣布从纽约证券交易所除名,理由如下:

1.美国存托凭证交易量与其全球交易量相比相对有限;

2.维持在纽约证券交易所上市、在美国证券交易委员会注册、遵守交易法以及相关义务的定期报告的行政负担和费用太大。

然而,人们普遍认为,SMIC此时宣布从纽约证券交易所除名。更重要的是,面对美国可能扩大的制裁,SMIC在判断其上市公司身份、评估其上市地位可能面临的资本限制和政府限制后,选择从美国退市,以在一定程度上维护其相对独立的市场环境。

SMIC退出纽约证券交易所也被认为是SMIC回归a股的预兆。美国禁令发布后的第二天,财政部和国家税务总局联合发布通知,在税收和补贴方面向半导体行业注入一剂强心针。为了稳定国内半导体产业,SMIC从国家层面给予了最大的支持。

“制裁”影响了SMIC的布局。2018年,在梁梦松的撮合下,SMIC以1.2亿美元的单价赢得了ASML、三星和英特尔制造的一台光刻机的订单。这是芯片制造过程中最重要的设备之一,世界上没有替代品。

原定于2019年第三季度交付的EUV(极紫外石版画)因美国的禁令而中断。有传言称,ASML选择推迟交货是因为它想避开美国“实体名单”的限制。一方面,ASML是一家在美国上市的公司。另一方面,TSMC、英特尔和三星都是ASML的大股东,都是美国的上市公司。

在一个拥有100,000多个零件的EUV,世界上有1,000多家供应商。这些供应商分布在世界各地。我们不知道其中有多少来自美国技术。

4月7日,中央电视台财经频道播出了一则2.5分钟的新闻,内容是关于中国5G手机和其他寻求国内替代产品的供应链。新闻稿的第一句说:

“中国是世界上最大的电子信息产品和组件生产国,每年生产世界上70%的智能手机、80%的电脑和超过50%的数字电视。海外爆发的疫情正在影响中国5G手机和其他电子信息产品的供应链,许多制造商已经开始寻找国内替代品。”

在疫情期间,中国面具向全世界开放,这成了中国制造面具的尴尬写照。“数以亿计的N95可以换成EUV”。低端制造业和高端制造业之间的剪刀差,让中国人意识到了一个事实,那就是,中国不能局限于低端制造业。然而,如果没有机器,它会到处跑。

2月14日上午,SMIC 2019年第四季度,SMIC联合CEO梁梦松和赵海军主持会议,介绍了新的N+1和N+2标准技术的进展情况。

梁梦松表示,与现有的14纳米工艺相比,SMIC的N+1工艺性能提高了20%,功耗降低了57%,逻辑面积降低了63%,SoC面积降低了55%。

虽然SMIC不知道这个N+1过程是10纳米过程还是7纳米过程,但根据上面公布的逻辑Mina和简化数据,它可能是7纳米过程。然而,业内也有报道称,SMIC将跳过10纳米工艺,直接开发7纳米工艺。

此外,梁梦松进一步澄清,在当前环境下,EUV工艺技术不会用于N+1和N+2代工艺技术。(ASML EUV)设备到位后,N+2后的工艺技术将转向EUV光刻技术。

这是SMIC首次正式明确表示,它可以在没有EUV的情况下开发10纳米/7纳米工艺的迭代。这是SMIC在当前环境下给出的最佳答案。

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随着SMIC加入该委员会的时间越来越近,美国也加大了对中国半导体行业的制裁。新的行政命令将最后期限延长了一年,并取消了25%的技术来源限制。SMIC的历史使命再次变得更加重要。

5月16日向SMIC注入高达22.5亿美元的“大基金”将基于SMIC在资金方面最大的支持,并将在科学创新委员会注册,这也可能是SMIC的又一次旅程的开始。

2008年的结论

SMIC 20年的发展体现了中国对半导体行业高端制造的追求。

始于1984年的“907工程”历时近40年,先后出台了几个五年专项计划,并设立了无数高新技术产业区,从政策、土地、招商引资等多方面发展半导体产业。

尽管在这一过程中出现了韩信等闹剧和土地诈骗、金融诈骗、资金诈骗等案件,但这并没有阻止一代又一代工程师和领导人的决心和意志。

1949年8月18日,文章《再见,司徒雷登》写了以下一句话:

封锁,封锁了十几八年,中国的所有问题都解决了。

面对禁令,除了获胜,别无选择。