再过不到一个月,就是我国第一个建制化半导体研究机构——中国科学院半导体研究所成立60周年的日子。在这家国字号研究机构的主页中,是这样介绍成立背景的:1956年,在我国“十二年”科学技术发展远景规划中,半导体科学技术被列为当时国家新技术四大紧急措施之一。为了创建中国半导体科学技术的研究发展基地,国家于1960年9月6日在北京成立中国科学院半导体研究所,开启了中国半导体科学技术的发展之路。
于是问题来了:为什么60余年前半导体技术已经被列为国家紧急措施,到现在我们还被卡脖子?对于这个问题,本文将溯源历史,进行探究并尝试回答,全文大约6500字,分为三个部分:1. 从最成功的科学规划到国家紧急措施,以及两位女性的高度;2. 从失去的10年到窘迫的20年,以及两家企业的选择;3. 从乱花渐入迷人眼到梦醒时分,以及两件事情的影响。
1964年,我国第一颗原子弹爆炸成功,1967年,我国研制成功第一颗氢弹。“两弹一星”的成功,为新中国政权的挺立,以及后面重返联合国成为“五常”,起到了巨大作用。而“两弹一星”的成功,源自我国第一个科技规划《1956-1967年科学技术发展远景规划纲要(草案)》的成功。
1956年3月,国务院正式成立以陈毅副总理为主任的科学规划委员会,李富春、聂荣臻等负责具体组织领导工作。
对于这个规划,领导人给予厚望,比如周恩来指示要求,要按照需要和可能,把世界科学的最先进成就尽可能迅速地介绍到我国来,把我国科学事业方面最短缺而又最急需的门类,尽可能迅速地补足起来,根据世界科学已有的成就来安排和规划我们的科学研究工作,争取在第三个五年计划期末,使我国最急需的科学部门能够接近世界先进水平。
经过深入讨论,科学家们达成共识,认为最重要、最紧急的有6项,即原子弹、导弹、计算技术、半导体、自动化技术、无线电电子学。前两项属于军工技术,国家已有特别安排。后面的四个领域,国际上发展很快,在我国还是空白,但它们又是直接服务于“两弹”的前沿尖端技术。专家们认为,必须采取紧急措施,把它们搞上去。
1960年9月6日,在中国科学院物理研究所半导体研究室基础上,中国科学院半导体研究所正式成立。
这段历史中,有两位秀外慧中的女性,对我国半导体和计算技术发展起到了巨大推动作用。一位是被称为“中国半导体材料之母”的林兰英。林兰英1918年生,福建莆田人,是第一个在宾夕法尼亚大学获得博士学位的中国人。她1957年辗转回国,1958年即在中科院拉出中国第一根硅单晶。林兰英随后又转向砷化镓材料及器件研究并取得重大进展,又被称为是“中国太空材料之母”。
另一位是被称为“中国计算机之母”的夏培肃。夏培肃1923年生于重庆,1950年获得爱丁堡大学博士学位,1951年回国,一年后加入华罗庚召集的计算机研制小组。1960年,主持完成我国第一台自行设计的通用电子数字计算机——107机。70年代末期,主持研制成功高速阵列处理机150-AP,用低成本实现运算速度高于美国当时对我国禁运的同类产品的性能,为我国石油勘探等领域作出了重大贡献。
从氢弹爆炸成功之后到改革开放,我们国家发生了什么事大家都知道了。但是,科技发展并不等人,这十几年也是半导体技术迅猛发展的时候:1967年,美国应用材料公司创立,这家名为材料的公司,实际上是全球最大的半导体制造设备供应商。1981年,该公司推出AME8100刻蚀系统,此后该公司的刻蚀设备和技术一直独步天下。对了,我国最厉害的半导体设备商中微半导体的不少核心骨干,就在这里历练过。
改革开放以后,知识分子成为工人阶级的一部分,领导人宣誓我们迎来了“科学的春天”。正当很多科研人员以为可以回归正常大干一场的时候,有些人发现,自己的饭碗保不住了。在国民经济崩溃边缘的起点上,要想重新发展半导体等高新技术,无疑难比登天,最直接的困难是没钱。
总之,进入新世纪前的20年,由于经济原因,我国的科技事业和科技人才队伍,是不断收缩的,毕竟相比于半导体或其他科研工作,解决好眼前的吃饭问题,才是最最重要的事情。不过,即使在中国科研如此窘迫的日子里,我国也保留了一支半导体研发队伍,并积极向美国、欧洲、日本等国派出大批留学人员,这为保持国内外科研联系交流,以及一部分人学成归国后发挥作用蓄积了力量。
加入WTO以后,我国进一步融入世界经济,国内外科技交流合作也进一步深化。对于我国来说,民用半导体市场刚刚起步,由于科技积累和科技成果供给实在有限,且由于短平快的赚钱效应刺激,引进国外技术成为主流,即所谓“造不如买,买不如租”。而对于欧美国家和企业来说,出于抢先占据中国庞大市场的考虑,也纷纷进入中国,把他们好的赖的,各种层次的技术产品都往中国输出,即“以技术换市场”。
这一时期还发生了两件在我国科技史上都有影响的大事。一是“汉芯”事件。集成电路是上海市重点发展的高新技术产业,为此上海不惜花大价钱引进企业和人才。以美国摩托罗拉公司芯片高管身份回到上海的陈进,因而成为官方重点支持和宣传的对象。2000年5月,陈进在上海交大组建芯片与系统研究中心,并开始承担国家863项目“汉芯DSP芯片”的研发。
仅仅16个月,“汉芯1号”就宣布研发成功,鉴定专家组认为,“汉芯1号”及其相关设计和应用开发平台,达到了国际先进水平,是中国芯片发展史上一个重要的里程碑。
二是设立国家科技重大专项。1956年的12年科技规划是我国科技规划的成功样本,取得了“两弹一星”等代表成果,因此在历史上留下了浓墨重彩的一笔。
50年以后,国家再次组织大批顶尖专家,研究编制《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)》,并通过规划确定了我国到2020年科技发展的16个重大专项,其中涉及集成电路的有2项,分别是“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品”(俗称01专项或核高基专项)和“极大规模集成电路制造装备与成套工艺”(俗称02专项)。
通过上面的梳理,我们大致可以总结回答本文开头提出的问题:计划经济时期,老一辈科学家的战略眼光,把半导体列为国家紧急措施,重在解决国防建设之急需。市场经济时期,半导体产业技术是综合国力的较量,是一项牵扯面广的系统工程,没有钱是万万不能的,急功近利没有耐心也不可行。从战略机遇期到缠斗博弈期,我国需要从新时期国家安全(也包含产业安全)的高度,来审视半导体和集成电路产业技术。
从治标来看,当前或许可以集中火力,尽快实现一些急需技术的自给,甚至拿下一两项可用于反制的技术。而从治本来看,非得从系统提升我国基础研究开始。