浅谈我国当代半导体技术的发展

科学技术是第一生产力，是推动人类社会发展的革命性力量。半导体技术作为当代科学技术的前沿，是当今高精尖科技的重要支柱之一，对当今世界经济发展、产业转型升级的影响更是不可小觑^[1]。当今世界各国都逐渐意识到半导体技术的重要性，并思考半导体产业在本国的发展中到底扮演什么样的角色。全球主要经济体也开始将半导体产业上升为国家战略发展核心地位^[2]。

作为微电子专业的一名学生，我想结合这次中国马克思主义与当代的课程作业浅显谈一下我国当代半导体技术的发展历程及其在我国科技发展中的战略地位，这有助于我端正自己的态度，将自身的发展与专业、行业、国家的发展有机结合，明确自己的前进方向。

早期探索

我在刚接触半导体领域时有一种错觉——我国半导体产业发展落后于欧美国家是由于起步较晚，新中国在早期没有余力去发展半导体技术。但随着近几年的深入了解，我发现还是有较大出入的。早在20世纪50-80年代，我国就已经对半导体技术有了早期探索。谢希德先生、王守武先生、王守觉先生、林兰英先生等新中国第一代半导体人更是为我国早期半导体技术的发展做出了难以估量的贡献。王守武、王守觉两位先生成功研制了中国第一批锗合金扩散高频晶体管——π401型晶体管，为我国电子计算机从第一代（电子管）升级到第二代（晶体管）提供了充分条件。当时我国对半导体技术的态度主要是侧重科研，迫于当时的工业条件，尚且没有规模化生产的能力。

世界上第一款锗晶体管于1947年在美国贝尔实验室诞生，其发明人名为William Shockley，半导体或者微电子领域的同志们对此人应该都比较熟悉。1957年，我国北京电子管厂制造出国内第一批锗晶体和锗二极管。也就是说我国半导体产业起步并不算晚，在起步阶段仅仅与美国相差十年。并且之后1965的年DTL电路、1966年的TTL logic电路等与西方国家差距也不大。上世纪六十年代末至七十年代初由于种种原因，我国半导体产业受到较大影响，但仍保留了比较完整的科研和独立发展体系，核心科研能力顽强生存了下来，我国与全球的差距也并不存在不可逾越的鸿沟。

改革开放初期我国就开始了对半导体产业链的基础战略布局。我国第一座具备规模化生产的晶圆厂是始建设与1980年的第四机械工业部无锡742厂，获当时国务院投资2.8亿人民币。该厂1980年从日本东芝引进全套三英寸半导体晶圆厂，采用5微米制程，并于1982年起投产，被认为是中国第一个具规模半导体晶圆厂。1982年国务院成立“电子计算机和大型集成电路领导小组办公室”，统筹协调半导体相关产业发展，促进形成南北两个微电子基地的产业布局。1986年电子工业部提出集成电路技术《531发展战略》，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。

1990年8月，国务院决定在“八五”（1990-1995）期间推动半导体产业升级，中国半导体产业进入亚微米时代，这就是当时著名的“908工程”^[3]。但是“908工程”的进行并没有顺风顺水。当时国内处于改革开放初期，半导体技术虽具有战略地位，前期主要靠国家投资，政府作为产业创新领导者具有局限性；没有考虑市场因素，且国内市场开放有限；另外还有美国对中国早期的技术封锁等其他因素。1995年，我国在“908工程”的经验基础上启动了“909工程”，注重推动面向民用市场的半导体产业发展，对相关企业比如中兴、成都华微电子、中国华大等进行扶持，对市场扩张起了重大作用。2000年国务院颁发10号文件标志着中国半导体产业真正进入全面快速发展的阶段，同年中芯国际成立并快速成长，对当时中国半导体创新体系的发展具有重要意义^[4]。

“908工程”， “909工程”对于中国早期半导体技术的发展起了极大的推动作用，并对21世纪中国半导体产业有实实在在的借鉴意义。回顾我国早期对半导体技术的早期探索并非“一穷二白”，是有较为扎实的基础的，我们应正确了解、看待过去，积极推动半导体技术现在以及未来的自主创新。

目前问题所在

当今所谓高精尖科技的“卡脖子”问题主要来源于中美博弈，半导体技术首当其冲，从“中兴事件”到“华为断供”，看似是对国内企业的个别针对，实则是对中国半导体产业的重大冲击。自美国的技术封锁之后，我国半导体产业链的问题充分暴露，整个生态存在不完善、发展不充分等问题，整体竞争力不强。

首先从供应链来讲，部分技术发展滞后。我国高端芯片的自给率不到1%，被美国Intel、AMD等行业龙头控制；主要芯片载体——硅晶圆，大部分来自日本、德国、韩国；设计转移载体——光刻胶，主要来自日本、韩国。从国际上来讲，这种垄断趋势也是愈演愈烈^[2]。

制造技术是关键问题。目前国内先进的制造设备完全依赖进口，其中就包括热点话题“光刻机”。华为作为中国芯片龙头，其旗下海思的芯片设计已达到世界先进水平，但关键问题在于芯片制造，中芯国际是中国的芯片制造龙头，最先进的工艺为14nm，而国际上如三星就已计划在2025年实现2nm的量产。国内虽然已经斥巨资引进先进生产设备，但大多都是适用于上一代技术的设备，但这样就已经是得益于之前国外先进设备对中国的出口没有任何限制，同样也导致我国忽视了半导体产业链发展的基础研发，制约了我国半导体产业的发展^[5]。

国内半导体企业也存在问题。半导体行业的技术门槛和资金门槛相比于传统的科技行业更高，更难跨越。Intel、AMD、SAMSUNG等国际半导体巨头存在完整的生态链，从产品设计、产品制造、产品销售、产品研发等方面已经形成了自身完整的产业闭环，在一定程度上有自给自足的能力。反观国内的企业，更多的是以代工厂的形式存在，在产业链上处于非常尴尬的地位，其产品大多无法直接面向终端市场，又无法满足国内所有市场，究其原因是缺乏核心竞争力，技术更新迭代速度缓慢。这里不得不提出研究投入的问题，国内的许多企业一般不愿意去做基础研究或者说没有能力做基础研究，没有足够的资金支撑和人才支撑很难实现技术跨越，为实现生产获利只能采取成本相对较低的措施——引进国外先进技术，这不利于企业进行技术攻克。

半导体行业的人才缺口仍在扩张。据2020-2021年版《中国集成电路产业人才发展报告》显示，由于目前我国正在对集成电路产业进行布局和发展调整，2020年我国直接从事集成电路产业的人员约54.1万人，同比增长5.7%^[6]。《报告》中预计2023年前后，整个行业人才需求将达到76.65万人左右。也就是说，集成电路行业将存在20多万的人才缺口，这同样也是制约我国半导体产业链进一步完善的重要因素。需要注意的是，我国的芯片设计人才相对饱和，但仍缺少行业领军型的高端人才。对于芯片制造业，工艺工程师很少，具有充足经验的工艺工程师更是极度匮乏，这与我国目前高校对半导体人才的培养模式脱离实际以及整个半导体产业结构的不均衡有直接关系。

如何解决

当今世界，科技竞争越来越成为综合国力竞争的关键，原始创新成为科技竞争制高点，自主创新能力成为国家竞争力的决定性因素。科技创新活动演化为创新体系的竞争，创新战略在综合国力竞争中的地位日益重要^[1]。早在党的十八大就提出实施创新驱动发展战略，到十八届五中全会提出“把创新发展作为五大发展理念之首”，到十九大强调“创新是引领发展的第一动力”，再到十九届五中全会“科技创新战略部署”，同时十九届五中全会审议通过的规划建议又提出“科技自立自强”深刻反映出我们党对科技创新、科技独立自主的重视，也反映出科技创新在我国科学技术发展中的作用日益凸显。这对我国半导体技术体系的创新和发展方向有重大的借鉴和指导意义。而且我个人看来，更需要以创新为前提，以半导体产业的现有问题为攻关方向，穿插合适的解决方法，对症下药。

产业结构和模式需要调整。叶所（中国科学院微电子研究所前所长）在今年11月的题为《中国集成电路制造产业现状与展望》的报告中指出，中国的集成电路产业版图框架是最完整的，但具体从区域发展和产业链发展两个角度来看，国内仍面临较为明显的发展结构性不平衡现象^[7]。要解决芯片卡脖子问题，国内生态的解决思路不能依靠大而全，而是通过特色创新，建立局部优势，形成竞争制衡。加强产业链之间的联合创新，从“比”变成“联合研发”，实现共同发展。立足中国市场，探索产业新型模式即以系统和应用为中心，在目前设计+代工和集成制造（IDM）两种模式基础上，可能产生以融合为特征的新模式。

人才培养和储备是核心^[2]。人才储备是否充足一定程度上决定了我国半导体产业能否实现长足发展。一方面，在国家对国内高校的双一流建设背景下，要对高校的人才培养模式进行改革，积极培养半导体及相关研究和生产制造的高素质复合创新型人才，深化推进产学研合作模式；一方面，提高相关人才的待遇和福利，现在很多半导体、微电子专业的学生毕业后权衡薪资待遇后，更愿意从事软件设计和计算机相关的工作；另一方面强化对国外优秀人才的引进，尤其是在半导体领域的领军人才和创新团队，通过资金、落户、股权分红等方式吸引他们来华交流学习，从而迅速建立一支具有规模性、结构合理的高端人才队伍。

育强提弱，危险与机遇共存。即使目前国际环境对中国半导体产业并不十分有利，我们也应理性应对并保持清醒的认知。美国及其他国家对我国的技术封锁，是机遇也是挑战。贸易摩擦在切断供应链的同时，也为我国本土产品进入市场提供了难得的机遇。我们要知道，中国是全球最大的消费电子产品消费国，国际上的同行如果过度配合非技术、非市场因素向中国半导体产业链施压，就意味着要失去中国市场，而且是迅速的^[8]。叶所曾提到，我国半导体产业需要育强提弱，需要进行中长期统筹，不能有取巧心态，不能局限于从前的“单点突破”。2021年是“十四五”开局之年，我们要以“十四五”为着力点，一是确保28纳米以上的供应链要绝对安全，14纳米、7纳米的技术短板尽快补齐；二是以产品为中心，以行业解决方案为牵引进行技术产品研发；三是锻造长板，掌握足够的反制手段，真正摆脱受制于人的行业现状；四是持续发力科技创新，形成“研发先行，产业跟进，金融支撑”的创新体系。

[1]中国马克思主义与当代[M]. 2021年8月第5版. 北京:高等教育出版社, 2021 :177，177.

[2]黄晓莉.中美博弈背景下半导体供应链安全保障措施[J].现代雷达,2021,43(08):103-104.DOI:10.16592/j.cnki.1004-7859.2021.08.020.

[3] 半导体材料与工艺设备. 我国半导体早期发展与908和909工程[EB/OL]. 2021年12月15日[2021年12月22日]. https://mp.weixin.qq.com/s/4Q-xnxMZ22VlVaPxrBR5Qw.

[4] 陈委芹. 中国半导体产业技术追赶历程[J]. 科学导报, 2019, B(02):1-2.

[5]杨晓玲.论技术引进与自主创新——兼论我国推进技术进步的自主创新战略[J].天津社会科学,1999（06）:68-72.

[6]金叶子. 集成电路人才缺口仍超20万  这些岗位最紧缺[N]. 第一财经日报,2021-10-29(A10).DOI:10.28207/n.cnki.ndycj.2021.004823.

[7]骆轶琪.从追赶走向特色创新：国产半导体衔枚疾行[N]. 21世纪经济报道,2021-11-03(011).DOI:10.28723/n.cnki.nsjbd.2021.004536.

[8]张心怡.积极理性应对全球半导体产业变局[N]. 中国电子报,2021-05-21(008).DOI:10.28065/n.cnki.ncdzb.2021.000570.