中国芯片往事

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一、引子

1957年1月6日上午,美国旧金山海岸的候船室里,一位身着紫色旗袍的中年女子坐在靠窗的一排沙发上,窗外是忙碌的码头和碧蓝辽阔的太平洋。

女子约莫四十岁光景,但仍然气质出众,眼神明亮且睿智。此时现在,她看起来似乎兴奋中略带焦虑,眼睛时不时望向手腕上的表。

其时针约莫指向十点时,女子身边走过来三小我私家,两男一女。其中一个男子用绅士的口吻问道:

“您是林兰英博士吗?”

“是的,我就是。”女子一边允许一边起身,神情中隐隐透露些不安。

“林女士您好,我是海关的事情人员,这两位适才一直在寻找您。”说话的男子将手引向身旁的一男一女。还没等林兰英打招呼,他们就先出示了证件:

原来是美国联邦观察局的观察员。

这两名观察员对用一种不容拒绝的语气对林兰英说要检查一下她的行李,然后就将林兰英领到码头运送行李的地方,空荡荡的栈台上只放着林兰英的两只行李箱,其他的行李都已被运上船。

看到自己的行李箱,林兰英的心脏开始收缩,因为紧张。但此情此景,她只能强作镇定,配合观察员的要求打开自己的行李箱。

这两名观察员似乎要寻找什么,但在行李箱里一阵翻腾之后,无所收获。可最后,他们在箱底翻到了一个纸包装的盒子。

“这是我买给母亲治肺病的药,请你们轻一些。”林兰英接过这个纸盒子,向观察员解释道。说着,她将纸盒打开,将内里的药瓶拿出来给他们看。这些药瓶里装的是紫玄色的液体,瓶口密封得很好,药名、生产厂家、生产日期什么的也很齐全。

观察员将药瓶拿在手里端详了一会,没发现什么可疑之处,也就将瓶子放了回去,接着去检查第二个行李箱。

第二个箱子里,主要是一些书籍、条记资料之类的杂物,另外,也有一盒药。

“这些也是治肺病的药,和适才谁人箱子里的一样。”林兰英取出药盒,语气平缓地要把药盒给两名观察员看,但手却在轻微地哆嗦。

天知道,现在她的心正因为紧张而“砰砰砰”地撞击胸腔。

不外,可能是因为适才已经检查过药盒,两名观察员并没有对药品过多怀疑,而是对行李中的条记、资料兴趣浓重。他们一页一页地核对这些条记、资料,怀疑这些资料中包罗美国的国家秘密。

但让观察员失望的是,他们并未在林兰英的条记中发现什么可疑信息。最后,在强制搜身后,只得悻悻地扣下了林兰英一张6800美元的旅行支票。

……

汽船的汽笛声淹没了码头的嘈杂喧哗,这艘名为“威尔逊”的客船徐徐驶出口岸。

它的目的地,是遥远的东方,是中国。

林兰英站在汽船的甲板上,粘稠湿润的海风扫在脸上,带着一丝海腥味。她看着远方徐徐缩小的码头和更远处的摩天大厦,又看看脚旁的行李箱,心跳徐徐平复下来。

那两名观察员不知道的是,在他们放过的第二个行李箱的药品盒子里,装的是500克锗单晶和100克硅单晶——这正是他们久有存心要寻找的工具。

这些锗单晶和硅单晶是美王法律划定的禁运物品,是制造半导体晶体管的半导体质料,是林兰英在美国留学时期的学习结果。

▲在美国时期的林兰英

它们更是林兰英要献给祖国母亲的礼物。

二、英雄

上面这一段,其实是新中国建立后,许多在半导体领域学有所成的留学生们回国履历的真实写照。

1955年9月的日内瓦集会中美大使谈判,中方一个重要的目的,就是争取在美留学生和科学家回国。

虽然这次谈判最终没有实质性效果,但事实上,新中国建立后,在中方的努力下,仍然有一批科学家先后突破美方的重重阻碍和刁难,回到了祖国。例如我们熟知的钱学森先生。

林兰英也是其中之一。在芯片半导体领域,另有一些如雷贯耳的名字:黄昆、谢希德、王守武、夏培肃……

也许,你没有听说过这些名字,但他们都是上世纪五六十年月新中国半导体领域生长的奠基人,为中国半导体行业的起步做出了不行消逝的孝敬。

1956年6月,在周恩来总理的主持下,国务院制定了《1956-1967年科学技术生长远景计划纲要》,这是中国半导体技术攻坚战的开始。其时,北京大学团结复旦大学、吉林大学、厦门大学和南京大学开设了半导体物理专业,专业的主任和副主任划分是黄昆、谢希德。

黄昆1941年结业于燕京大学,随后到西南联大攻读物理系研究生。其时年仅二十出头的他,天资聪颖,曾与杨振宁、张守廉并称物理系“三剑客”。从西南联大结业后,黄昆即留学到英国。

▲在英国时期的黄昆

在英国期间,初出茅庐的黄昆就提出了关于杂质和缺陷X光的散射理论模型,这一模型厥后被证实。因为结果优异,黄昆被诺贝尔奖得主玻恩看中,两人配合完成了固体物理学领域的权威专著《晶格动力学理论》。

1951年,黄昆毅然回到百废待兴的新中国,在北京大学任物理系教授,并到场建立了中国第一个半导体物理专业。他与谢希德合著的《半导体物理学》至今都是我国理工专业以及科研人员必念书目。

▲黄昆(前排左二)和北京大学第一届半导体偏向结业生留影

谢希德女士在1947年赴美国史女士学院留学,后又转入麻省理工学院专攻理论物理,1952年,她在辗转多地后终于同爱人曹天钦回到祖国。

回国后的谢希德恒久在复旦大学担任科研和基础教育等事情,对推动中国以及国际半导体行业的科研理论生长做出了重要孝敬。

▲黄昆和谢希德合影

前面我们说到的林兰英女士在回国后的第二年,就卖力研制成中国第一根硅单晶,这仅比美国晚一年。

▲1958年,林兰英主持研制的中国第一根硅单晶

1961年秋天,在林兰英的领导下,中国第一台开门式硅单晶炉制造乐成。1962年,林兰英又主持拉制出了中国第一根无位错的硅单晶。

▲林兰英在应用物理所事情

1962年,林兰英又接纳水平布里奇曼生长法,乐成为我国制备了砷化镓单晶。砷化镓是第二代半导体质料,很是重要。

▲林兰英等研究组研制的大尺寸砷化镓抛光晶片

而林兰英及其科研组制备的砷化镓单晶,在制备纯度和电子迁移率等方面都到达了国际领先的水平。

其实在林兰英之前,1957年,同是半导体科学家的王守武就在北京电子管厂拉制出了中国第一根锗单晶。次年头,王守武又与同事互助,研制了我国第一批锗合金结晶体管。

▲王守武先生

这里插一句,北京电子管厂就是厥后中国显示面板企业京东方的前身,IT之家在之前先容中国显示面板工业的文章中讲到过,详见IT之家《国产屏幕40年崎岖崎岖逆袭路,炼就全球第一、第二》一文。

王守武1945年考入美国普渡大学深造,1950年即回到祖国。1957年林兰英博士回国时,他曾第一时间前往林兰英所住的宾馆,发动她到其时中国的半导体事情组担任质料研究组的组长,研究硅单晶的拉制。因为在其时硅是比锗更先进的半导体质料。

▲锗晶体管

1958年,王守武组织建立了我国第一家生产晶体管的工厂——中国科学院109厂。这个厂在当年各项条件都很艰辛的情况下,奋斗到1959年,为我国109乙型盘算机提供了大量所需的锗晶体管。

▲中国科学院109厂旧址

同年,王守武受国家科委和中科院的委托,开始筹建中科院半导体所,并于1960年9月建立中科院半导体所,这标志着中国半导体工业体系开端建成。

1959年前后,中苏交恶,苏联停止了对中国的技术援助。但全球半导体工业生长的程序不会等人,美国的仙童公司已经研制出了可用于大规模量产的集成电路。

而在这种难题的情况下,上面我们提及和未提及的中国科学家们仍然在用自己过硬的技术和能力紧追世界的程序。他们在1965年研制出了我国第一块集成电路,比美国相差不到7年。

接下来,中国就进入了“轰轰烈烈”的十年动乱期。

三、韬略

1995年12月11日,晚。

时任国家电子工业部部长胡启立同志和他的几位同事乘坐飞机抵达武汉机场。此行他们的目的是前往宜昌考察为三峡工程船闸配套的GPS项目。

但让胡启立意外的是,刚来到武汉没一会儿,他就接到了来自国务院办公厅的电话,电话那头要求他11月13日回北京出席总理办公集会。

11日晚刚到武汉,13日就要回北京,时间可以说是相当赶。12日,胡启立驱车400多公里从武汉到宜昌跑了一个往返,在三峡只短暂停留了三个小时,当晚便乘飞机赶回北京。

12月13日上午,国务院总理办公集会准时举行。

这场集会,确定了我国电子半导体工业有史以来(以其时来看)投资规模最大的一个国家项目——909工程,这个项目目的是投资100亿元,建设一条8英寸晶圆、从0.5微米工艺起步的集成电路生产线。

这次国务院办公集会的内容,胡启立会前并不知道,他厥后回忆时,用“始料不及”来形容刚知道909工程的反映,也没有推测在未来十年里909工程会在自己的生活中占据重要的位置。

其时国家向导人观光了韩国三星的集成电路生产线,用“惊心动魄”四个字来归纳综合我们在集成电路上和韩国的差距,并指出,就是“砸锅卖铁”也要把半导体工业搞上去。

IT之家在前面讲到,1965年我们研制出第一块集成电路的时候,和其时的美国差距也只有不到7年,何以到1995年,差距就到了惊心动魄的田地了呢?

其实我们并不是没有进步,只是进步太慢。

文革十年,前面我们说到的一批精英科学家们大多遭受了不公正待遇,中国大陆半导体工业生长陷入低谷,并逐渐被台湾地域、韩国遇上。

文革之后,革新开放前夕的1977年12月5日,《人民日报》头版刊发了一篇题为《电子水准是现代化的标志》的社论,电子半导体工业再次受到决议者的重视。

文章中说:

我国电子科学技术同世界先进水平相比,还是比力落伍的。我们必须认可这种落伍。认可落伍是为了消灭落伍、赶超先进。中国劳感人民是智慧的,宽大工人和科学技术人员是有志气、有能力的。他们不是突破了帝国主义、社会帝国主义的封锁,为原子弹、氢弹爆炸,为卫星上天和返回地面,做出了自己的孝敬吗?……中国人民有信心,一定能够实现毛主席的遗愿:‘要在几十年内,努力改变我国在经济上和科学文化上的落伍状况,迅速到达世界上的先进水平。’

这篇社论也吹响了新时期中国刻意生长半导体工业的军号。

可是,重视并不代表我们已经清楚认识到半导体这一特殊工业自己生长的客观纪律。

谁人时候,我国科学技术坚持的是“引进、消化、吸收、创新”的目标,在这个目标的指引下,1980年,江南无线电器材厂开始和日本东芝公司互助,引进日本的彩色和黑白电视机集成电路5微米全套生产线。

▲江南无线电器材厂

江南无线电器材厂IT之家之前在先容LPDDR内存的文章中也说到过,详见《LPDDR5 风起于小米10,浪激在中国半导体之内存江湖(下)》一文,它就是当年的无锡742厂,厥后的无锡华晶电子。

引进日本的技术后,江南无线电器材厂确实也发生了巨变,一时间成为中国半导体的明星企业,从六十年月一家不满300人的小厂发展为1985年总产值到达2亿7800多万元的企业,他们的集成电路产物成为其时海内“熊猫”、“金星”、“凯歌”等品牌电视机的首选。

▲熊猫电视

江南无线电器材厂是起来了,但它只是恰巧的幸运儿。

其实这段时间的我们的实验存在重复引进等问题,而且引进之后没有治理和运作的能力和履历,没有消化、吸收。凭据其时的一份陈诉,全国有33个单元差别水平引进种种IC生产线设备,累计投资约13亿元,最终建成投入使用的仅有少数几条线。

用胡启立的话说就是“豪爽的热情煮出了一锅夹生饭。”

经由几年的实验和酝酿,1986年,电子工业部提出了“七五”期间我国集成电路生长的531战略。531战略的焦点是“普及5微米技术、研发3微米技术,攻关1微米技术”,这段时间的投资,降生了华晶、首钢NEC、上海贝岭、上海飞利浦等主干半导体企业。

不外这些企业大多在厥后的竞争中衰落了。这关系到531战略的一个问题,就是虽然目的完成了,但太依赖重复的引进计谋。

1988年,当我国集成电路年产量到达1亿块的时候,已经和美国相差了22年。

1990年8月,针对半导体工业,中央决议开始实施“908工程”。

908工程的主体就是华晶电子,同时要对上海飞利浦半导体、首钢NEC和上海贝岭举行技术升级,并在浙江绍兴引进一条微米级半导体生产线。

908工程的目的是在“八五”期间将半导体技术到达1微米,计划总投资是20亿元,其中15亿元用在华晶电子上。

然而,直到我们前面说的1995年,其他项目都顺利完成,唯独投入最大的华晶908工程仍然还在艰难举行。

1995年,全国集成电路产量4.6亿块,销售额35亿元,利润近5亿元,行业重复疏散的情况获得控制,工业集中度有所增强,结果是能看到的。但问题在于,此事我们仍然远远落伍于国际先进水平。

重新回到1995年12月13日上午的那场总理办公集会。

胡启立同志厥后在书中回忆,在讨论时,他和电子工业部副部长刘剑锋同志申述了建设半导体项目的难题。

刘剑锋同志说:“国家已往也搞过一些半导体项目,可是都不太乐成,原因之一是审批周期太长。”

时任国务院总理李鹏同志询问为什么会泛起这种情况。胡启立同志表现,半导体工业基本每18个月就会更新换代一次,相应的设备也要升级,其时我们层层审批的制度不能适应半导体工业快节奏的特点。

他以908工程为例,1990年确立,但光是经费审批就花了2年,从美国朗讯引进0.9微米产线花了3年,中间另有重复的论证,“直到今天仍然没有落实”。

总理立即表现:“为了保证速度,我从总理基金里调一笔美元直接汇到电子部的账号上,即是电子部有了一个活期存折,只要部长签字,不经层层审批即可动用。”

这足见其时党中央、国务院要缩小我国半导体工业和国际先进水平差距的刻意和气魄。

由此,我国半导体工业的909工程正式启动。

909工程项目注册资本40亿元人民币,1996年国务院决议由中央财政再增加拨款1亿美元,它从一开始就拿到了“特殊政策”,同时总结规避“908工程”的不足,誓要助中国半导体工业冲上高地。

在这之前,我国在半导体工业上的投资大多笃志于技术或者单一地引进产线,909工程的一个重要改变是,始终以市场为导向,建立独立运作的股份公司,资金使用有足够的灵活性和自主性。

909工程期间,降生了上海虹日国际、上海华虹国际、北京火红集成电路设计公司等,特别是华虹NEC在这一时期取得的结果是让人满足的。

到2005年,中国大陆已投产8英寸晶圆厂8座,12英寸晶圆厂1座,投入资金100亿美元。中国大陆集成电路工业泛起了前所未见的繁荣。

四、有为

我们将眼光转到1991年的深圳。

深圳市南山区南海大道与登良路交接的南油大厦,48岁的任正非小心谋划这刚刚建立四年的华为。没有什么意气风发,也没有所谓的大理想,有的只是让华为活下去的求生欲。

▲上世纪八十年月末的深圳

南油大厦是上世纪八九十年月深圳的地标之一,而距离华为办公室不远处,另有一栋名叫亿利达的大厦,大厦里是一家名为深意压电的中意合资公司。那时候,一些华为的员工很羡慕这家大公司,以为在那内里上班一定很有体面。

可是1991年,偏偏有两个年轻的小伙从这个大公司里跳槽来到了华为,他们一个叫高梅松、一个叫徐文伟,都是名校结业,擅长做硬件设计。

▲华为徐文伟先生

其中我们要说的是徐文伟。他1963年生于江苏常州,1990年以硕士学位结业于东南大学,结业后就在亿利达里从事高速激光打印机的开发事情。

也许是徐文伟名声在外,很快,任正非相中了这位良好的小伙,于是亲自出马挖墙脚。效果是,徐文伟真的被任正非描绘的雄伟蓝图所动,同意加盟华为。

这种情况其实也不止一次了,在这之前,华为研发的大佬郭平也是这么被任正非拿下的。

当年的华为正在从交流机署理模式向自主研发艰难转型,天才郑宝用开发的HJD48系列产物为华为首先打开了局势。而徐文伟来到华为的第一件事就是组建华为的集成电路设计中心,并主持开发可用于用户交流机的ASIC芯片。

90年月初,华为的研发条件还极其艰难,要取得什么结果,全凭员工们“舍得一身剐”的牺牲精神,一连几个月没日没夜地搞研发是屡见不鲜,吃、住、睡全在公司。

这样的条件下,研发设计芯片更是难上加难。固然,任正非也知道工程师们的辛苦,天天晚上9点多,他都市用一个大篮子装上许多好吃的来慰问工程师。

果真,在大家的齐心协力下,1991年,华为第一颗具有自主知识产权的ASIC降生了,型号为SD502,而且是一次流片乐成。这在当年是很是难题的事情,侧面也可以看出这群大佬们的技术有多高强。

所以,SD502,也是华为芯片研发的开端。

不外,在研发出自己的第一颗芯片后,任正非走了一步错棋,错误地将赚来的钱投到了其时本质上已经末路的局用交流机市场,效果再次将华为推向绝境。

1993年,费尽功夫打造的JK1000交流机被验证失败,华为重新陷入资金逆境 ,险些被拖垮。其时所有的希望只能押注于正在研发的C&C08交流机上。

那时候,华为已经搬到了南山大道1062号的深意工业大厦,任正非经常站在他们所在五楼的窗边,说:

“新产物(C&C08,IT之家注)如果研发不乐成,你们可以换个事情,我只能从这里跳下去了!”

▲当年的深意工业大厦

这一次,幸运女神再一次站在了华为这边。当年,在总工郑宝用的领导下,C&C08被乐成研发出来,并在厥后的市场体现中大获乐成。

▲C&C08交流机

与其说是幸运女神拯救了华为,不如说是这些技术大佬们拯救了华为。

C&C08交流机的大脑,正是华为自己研发的第二颗数字芯片SD509,C&C08的强大能力,很大水平上拜它所赐。

SD509由华为从无锡华晶挖来的李征卖力。为了支持SD509的研发,任正非想尽方法搞来了十几万美元,从外洋买来一套EDA设计软件,以支持芯片研发。

要知道其时的华为已经深陷资金危机,随时可能挺不外去了,在这种情况下,仍然咬牙为研发工程师提供资金的支持,可见任正非需要下多大的刻意。

到1994年,华为已经乐成设计了30多个芯片,最庞大的已经可以容纳1000多万个晶体管。

1995年,华为建立了中央研究部,其中的基础研究部主要就卖力华为芯片的研发。中研基础研究部建立三年,即招纳了300多名芯片设计工程师,华为也成为其时海内最大的芯片设计公司。

值得一提的是,早期华为卖力芯片设计的工程师,许多其实并没有设计芯片的履历,都是现学现用。

例如1996加入到华为基础研究部的孙洪军,一开始的芯片设计基础就是零。可是,他通过对现有的芯片电路分析入手,一边对着芯片,一边看原理图,耐心地分析、学习,检索大量资料,而且四处请教。

经由三个月全情投入地学习,孙洪军最后真的就能把要做的芯片设计电路通过仿真软件给做通。这是一件很不行思议的事情。

然后在2004年,基础研究部被剥离出来,建立了现在我们熟悉的海思半导体公司。

再往后就是我们熟知的故事,华为凭借麒麟系列移动终端芯片,在智能手机市场一路艰难又一路披荆斩棘走到现在的市园地位。

如果当年任正非没有领导一帮技术狂人们倾尽所有投入到芯片研发的领域中,结出第一颗果实,或许在2018年开始的中美商业战中,华为也会像许多企业一样一击就倒,更不行能成为我国应对美国一系列商业打压措施的中流砥柱。

五、龙望

2002年8月10日早6点08分,在北京中科院盘算所北楼105房间里,传出一阵欢呼声。

欢呼声来自盘算所知识创新工程支持下的龙芯课题组成员,这一天,他们在一枚完全自主设计、研发的通用CPU龙芯1号上乐成跑起了LINUX系统。

成员们振臂高呼,因为这是一个里程碑的结果,它意味着中国人竣事了只能用洋人的CPU造盘算机的历史。

这一切要从2000年10月的一天说起。

这一天,中国科技大学邀请了一位1991年结业的校友做招生宣传,这位校友叫做胡伟武,他的老师,是被誉为“中国盘算机之母”的夏培肃女士。

▲夏培肃

夏培肃是和我们前面先容的林兰英、黄昆等同时代的伟大科学家。1960年,夏培肃曾设计试制乐成中国第一台自行设计的电子盘算机——107盘算机。

时年33岁的胡伟武在这次回母校宣传时,看到了自己十年前结业时做的结业设计仍然生存完好——一个用400多个74LS系列芯片搭起来的电路,可以运行8086指令系统中除了十进制和除法指令以外的所有指令。

▲胡伟武

这一切让胡伟武发生了重操旧业的激动,于是在运动竣事后,胡伟武就给自己的师兄唐志敏打电话,到场了其时盘算所CPU设计项目的事情。

“一两年之内不把通用操作系统boot起来,我提头来见。”在电话里,胡伟武开顽笑地说。

龙芯课题组项目是由中科院盘算所所长李国杰院士直接推动,不外项目启动资金只有1000万元,人手更是只有七八个。所以玩笑归玩笑,要想真的完成项目,胡伟武和他的同事们面临的难题比想象中更多。

▲2000年中科院副院长考察龙芯1号研制事情

人手、资金有限自然是一个,这意味着整个项目容错率很低,一旦有一些地方走错了,就会很难题;同时,团队工程履历也不足,很容易泛起治理不善等种种问题。

不外幸亏,由于课题组成员都是有理想、有技术、肯拼命的好汉,加上项目在2001年6月扩大了队伍,课题组在2001年8月19日总算是乐成地用自主设计的Godson CPU把LINUX操作系统给boot了起来。

Godson CPU就是龙芯1号早期的名字,中文叫“狗剩”,胡伟武的解释是,取个贱名希望能容易养活。

这个所谓系统boot起来,其实是基于狗剩1号的逻辑设计并在FPGA验证平台乐成运行了通用操作系统,只是10%的事情。接下来还要完成处置惩罚器的物理设计。

在做物理设计时,由于课题组在物理设计上的履历是一篇空缺,尤其是深亚微米方面,所以他们接纳了两条线:第一是委托有履历的第三方物理设计公司举行物理设计,这个做保底,第二是在与第三方交互的同时,组织自己的队伍举行物理设计。

面临一个未知的领域,课题组吃了许多苦头,但也没有措施,只能一边自学一边推进项目。

2002年1月到3月这段时间对于课题组来说是最头疼的,RTL设计、第三方物理设计公司一直难以确定,可测性设计方案也不停调整,问题一个接着一个让人头皮发麻。这期间,中科院还调配了更多的人员到场到物理设计中。

固然,胡伟武知道这是必须要逾越的历程。幸亏在4月初的时候,项目的进度开始获得改善。固然,价格是课题组成员们夜以继日的加班熬夜,以及牺牲的春节假期。

根据计划,委托第三方做物理设计的流片如期在6月份交了出去,但自己做物理设计的方案因为种种原因在6月份才得以开始,时间相当紧迫。

在胡伟武的领导下,团队又是一通一连的熬夜加班的节奏,最后才在7月3日基本完成了设计。

可是,就在最后大家准备签字的时候,测试组又发现了处置惩罚器一个比力严重的失误,而自己项目时间已经很是紧迫,返工是不行能了。

胡伟武厥后在回忆时表现,其时他的脑壳“嗡”得一下就空了,模模糊糊地去食堂用饭,脑子里却已经在盘算着放弃这个他心目中最完美方案流片的结果,心里充满了不甘。

“没想到全组几十小我私家几个月的努力,花了上千万纳税人的血汗钱竟然是这样一个效果。”

这是胡伟武其时的想法,已经很是灰心。

可是让胡伟武没有想到的是,晚上回到办公室开会的时候,卖力后端国界编辑的员工主动提出,可以手工修改国界。

这让胡伟武鼻子一酸,他知道,手工修改国界事情量很大,而团队的成员在长时间的加班事情后,已经很是疲惫。再继续熬夜,胡伟武不忍。但此时现在,再多的语言,都只能化为一股暖流蹿升到眼眶。

"我们肩负的是历史使命,因为我们要做出中国第一台不依赖于洋人CPU的盘算机。"

在接下来的发动会中,胡伟武忍住要夺眶而出的泪水,坚定地说。

然后,课题组的成员就真的又熬了三四天,直到7月7日破晓3点多,才完成最后交付流片的所有事情。

当所有物理设计的方案都寄出去流片后,课题组履历了一个多月的忐忑的等候,终于在8月份,委托第三方做的物理设计的芯片首先寄到了,胡伟武和同事们紧张万分,第一时间将芯片拿回实验室举行调试。

测试的时候还泛起了一些问题,由于系统软件准备不足,系统没能乐成启动,大家又折腾了一个晚上,终于在8月10日早上6点8分,系统登录的画面终于泛起在显示器上。

▲龙芯1号,又叫“夏50”,为纪念夏培肃院士

然后,就是我们在这一节开头说的画面,大家在蚊子成群的房间里激动地欢呼作声。玩了近半个小时,确定一切正常后,胡伟武开始打电话通知李国杰院士:

"李老师,我是胡伟武。"

"怎么样?"

"成了!"

"我马上来。"

李国杰也很激动,很快赶到了课题组的房间。他说了许多勉励的话,也做了更高的要求。这一次到的是第三方物理设计做的芯片方案。8月29日,课题组自己做的物理设计的芯片也寄到了,同样也乐成通过了测试。

这些,就是龙芯1号降生的经由。2002年9月22日,龙芯1号通过了中国科学院组织的判定,9月28日,龙芯1号公布会召开。今后,中国盘算机工业“无芯”的历史终结了。

2003年10月17日,龙芯2号首片MZD110流片乐成,次年,9月28日,经由多次革新后的龙芯2C芯片DXP100流片乐成。然后在2005年4月18日,龙芯2号芯片的公布会召开。

2010年9月,龙芯大CPU系列的首款多核处置惩罚器产物——龙芯3A开始量产。

龙芯生长到今天,共开发了1号、2号、3号三个系列处置惩罚器和龙芯桥片系列,产物众多。现在:

龙芯1号系列为32位低功耗、低成本处置惩罚器,主要面向低端嵌入式和专用应用领域。

龙芯2号系列为64位低功耗单核系列处置惩罚器,主要面向工控和终端等领域。

龙芯3号系列为64位多核系列处置惩罚器, 主要面向桌面和服务器等领域。

其实总体来说,现在龙芯的芯片主要在政企、国防宁静、金融、能源等领域。胡伟武就曾先容,现在龙芯已应用于包罗北斗卫星在内的十几种国家重器,以及党政办公等信息系统。

可是在消费级市场,龙芯的破局之路仍然很长,主要的问题在生态的建设上。其实2010年,龙芯就建立龙芯中科技术有限公司,从研发走向工业化,但Wintel同盟和“双A”同盟形成的市场生态不是一年两年能打破的。

特别是2006年的“汉芯”造假事件,让同样号称中国芯的代表的龙芯也遭受了无端的误解和讽刺。

但就像龙芯1号降生的历程一样,艰难困苦,玉汝于成,只有履历千辛万苦,才气到告竣功的彼岸,这是雷打不动的定理。

而我们,需要给中国处置惩罚器更多的时间。

六、芯动

“愿主保佑大家,一切都市好起来。”

在中芯国际位于张江工业园的大楼前,年过六十的“中国半导体教父”张汝京向来访者说了上面这句话后,转身上了一辆轿车,徐徐拉上车门。然后人们目送这辆车消失在视线里。

这是2009年11月10日,立冬的第三天,突如其来的寒意让上海人有些措手不及。而对于中国大陆规模最大的半导体企业中芯国际来说,突如其来的震动也让许多人有些不知所措。

就在这一天,中芯国际一连公布了两个重磅通告。

第一条是公司首创人兼CEO张汝京辞去执行董事、首席执行官的职务。

第二条是与台积电就专利诉讼告竣息争,价格是向台积电分期4年支付2亿美元现金并刊行新股及授予认股权证,生意业务完成后台积电将持有中芯国际10%股份。

中芯国际,IT之家在《兵进光刻机,中国芯片血勇突围战》这篇文章中先容过这家企业。

可以说,没有了张汝京之后的中芯国际,并没有坍毁,而且现在仍然是中国大陆最好的半导体代工企业。可是当年张汝京脱离的事件对中芯国际的影响,亦是不能用今天的结果去比照的。

2000年,张汝京只身来到上海,提着一个公牍包,在北京和上海之间往返奔忙,最终在浦东张江园区内的一片农田中,奠基开建中国第一座八寸芯片厂。

中芯国际也宣告建立。

人们都说张汝京的人生有三起三落,而彼时的张汝京刚刚渡过人生的第二个“落”。就在那一年头,他在台湾一手开办的世泰半导体被台积电50亿美元收购。

▲世泰半导体公司

在江湖传言中,是台积电首创人张忠谋与世大的大股东秘密协商完成了生意业务,张汝京开始并不知情。

虽然在台湾建立世大,但张汝京自己并不是台湾人。其父张锡纶是中国著名的冶金专家,曾在中国第一所矿业高等学府焦作工学院就读,结业后进入上海的一家炼钢厂事情。

当年抗战发作后,张锡纶随着上海工业的西迁来到重庆。在谁人战火纷飞的年月,张锡纶与其爱人为抗战做出了突出孝敬。抗战竣事后,他们来到南京。张汝京正是在1948年生于南京。

淮海战役竣事后,张锡纶因为历史原因举家迁往台湾高雄。可是,在张锡纶心里,大陆或许才是他魂牵梦绕的家乡。1997年,当次子张汝京从德州仪器脱离准备自主创业时,张锡纶就曾建议张汝京回到中国大陆来建厂。

巧合的是,张汝京在德州仪器二十年,曾是张忠谋下属的下属,不外两人其时的交集并不多。

厥后,由于台湾政府的原因,张汝京在内地建厂创业的计划受阻,只得在台湾开办了世泰半导体。未曾想,三年后,一片向好的世泰半导体“中道崩阻”,被“老上级”张忠谋的台积电一招拿下。

凭据张汝京的先容,世大和台积电合并时,他曾提议合并后将第三厂盖到中国大陆去,台积电其时并没有否认这个提议。但合并之后,台积电却开始对到大陆建厂的提议表现阻挡,这让张汝京很是失落。

再三权衡,张汝京决议脱离台积电,自己到大陆筹钱建厂。而台积电也对张汝京的选择进一步亮相:脱离台积电,到大陆建厂,可以,但你在台积电里的股票不能拿走。

张汝京没有丝毫犹豫,舍弃了公司、股票、钱,于几个月后毅然踏上回到大陆创业的旅程。

建立中芯国际的起步是很艰难的,我们前面说到,谁人时候国家909工程刚开始没多久,中国半导体工业远远落伍于国际先进水平,要设备没设备,要技术没技术,要人才没人才,更要面临西方国家的输出限制。

可是,张汝京凭借自己在半导体行业多年积累的人脉和资源,愣是乐成引进了设备和贷款,并把在外洋和台湾追随自己的400 多位技术专家引进到上海。

这些设备和技术人才,不仅是中芯国际生长的关键,更为中国半导体代工行业积累了名贵的资源。

再思量上海政府的强力支持,仅仅13个月,中芯国际就建成了第一座0.25微米线宽以下制程技术的8英寸晶圆代工厂,将制程工艺提升到了纳米级。

2004年,中芯国际在美国和香港同时上市,仅仅三年时间他们就建设了4条8英寸生产线和1条12英寸生产线,一跃成为全球第三的半导体代工厂。

可是,在中芯国际向前一路飞驰的时候,隐患也在逐渐积累。

也许是过于关注怎样快速地往前奔跑,他们忽视了对知识产权方面的关注,最终成为张汝京第二次创业生涯溃堤的蚁穴。

2003年8月,台积电再次脱手,在中芯国际即将上市的关口,一纸诉讼递交到了美国加州法院,起诉中芯国际侵犯专利权、窃取商业秘密、不正当竞争和滋扰谋划关系,要求其赔偿10亿美金。

对此,张汝京曾表现,其实双方讼事的关键不是专利,而是“商业秘密”。

“台积电的工程师加入我们,他们来的时候,有些人是不小心或者没注意,人家用的制造历程里的菜单什么的,他们照抄了,所以我就酿成很被动了。”多年后张汝京在回忆这件事时,苦笑着说。

2005年2月,在中芯国际和台积电的谈判下,双方告竣庭外息争协议,不外中芯国际需向台积电支付约莫1.75亿美元的金额,根据6年分期支付。

然而,这件事并没有划上句号。就在息争协议告竣的十九个月后,台积电再次状告中芯国际,称中芯国际违反了息争协议。

这已经是台积电第四次就知识产权方面的问题对中芯国际提出起诉。

“中芯已努力推行在2005年与台积电告竣的息争协议,而对于台积电此次的行动感应十分震惊并深表失望。”

张汝京在随后的声明中如是说。中芯方面更是直指台积电此举为恶性竞争。

然而,震惊也好,失望也罢,现实永是残酷。

厥后我们已经知道,2009年9月,台积电获得最后的胜利,而中芯国际除了要向台积电支付2亿美元现金,更要拱手让给台积电总计10%的股份。

更重要的是,张汝京要原地告退。

时间再回到我们开始时说的2009年11月10日的早上。张汝京给自己的老部下季明华打电话,告诉他自己将卸任的消息。

“公司出了事、讼事输了,我必须卖力,董事会将会找到其他卖力人来接替我的事情。”张汝京在电话里说得很平淡。

但季明华却异常震惊,因为就在1天前,张汝京还在给他们开例会部署事情……

其时的中芯国际正在往好的偏向生长,一个月前张汝京还在电话集会中透露中芯国际可能在未来的2010年全年盈利,扭转一连10个月亏损的状况……

这件事后,中芯国际元气大伤,2009年直接创下了公司建立以来的最大亏损。

更要命的是,原来在制程工艺上和台积电相差1代左右,现在也已经落伍了2、3代。

但往好的偏向看,张汝京之后,从王宁国到邱慈云到赵水师,中芯国际在新的治理层动员下仍然是在往前跑的。如今已经投产海内首条14nm生产线,并在往12nm进发。

愿主保佑大家,一切都市好起来。

身为基督教徒的张汝京在多年后回忆往事用“焉知非福”来表达自己的感受,证明他已经释然。

2018年,已经70岁的张汝京在IT之家所在的青岛融资150亿元开办了芯恩集成半导体,主要做大硅片方面的生产。

或许对于他来说,只要中国半导体仍然在快速生长,那么“一切就真的都市好起来”。

七、尾音

IT之家引用一下多年前美国《连线》杂志揭晓的一段叙述:

试想,一个国家需要完全依靠从另一个与之有着冲突或经济往来不稳定的国家入口某种珍贵商品,而且,如果没有这种商品,整个社会将被迫停顿。如果你明确这个情形,那么现在请把这个国家想象成中国,与之有着冲突的国家想象成美国,而该商品就是CPU。

回首已经讲的这些事,我们看到的是重新中国建立开始,一整个时代的英雄们,为我们的半导体工业奋斗、牺牲的画卷。

他们为的是什么?为的就是把上面这句话中的“完全依靠”四个字彻底摘去。

为此,我们实验过,跌倒过,渺茫过,错失过,也拼搏过,牺牲过,获得过。

恕汐元一篇文章,难以竞述。

有些故事还没讲到,暂且按下不表。

有些故事还没讲完,我们则一定要讲下去。

参考

胡伟武,2019,《龙芯的足迹-行走在路上》

何春藩,王占国,2014-05,《林兰英传》

胡启立,2006-02 ,《“芯”路历程——“909”超大规模集成电路工程纪实》

陈芳,董瑞丰,2018-08,《“芯”想事成:中国芯片工业的博弈与突围》

张利华,2009-10,《华为研发》

谢志峰,陈大明 ,2018-7,《芯事》

科普社,2019-03-14,《大美科学家 | 中国盘算机之母:夏培肃》

文汇报,2014-8-6,《追忆王守武:执着创“芯”六十年》

央视-财经人物周刊,2019-04-29,《“中国半导体之父”--张汝京:“芯”的征程》

最牛博弈,2018-09-14,《老兵戴辉:华为的芯片事业是如何起家的?》

与非网,2018-09-13,《重回27年前,华为第一颗ASIC芯片是这样降生的》