中国芯片曾经仅次于日本和美国,为什么芯片

说到造芯片，很多人都喜欢说一句话，造个芯片难道比造原子弹还难吗？他们认为中国人能造出原子弹来，就一定能造出芯片来！你同意这样的说法吗？

一、原子弹和芯片

第一个造出原子弹的国家是美国，第一个造出集成电路芯片的也是美国。对于美国来说，造第一个原子弹可能要比造第一块芯片困难太多了。美国的曼哈顿计划，动用10万多的人力，最高时有几十万的工作人员，各项耗资总计20亿美元，从概念提出到试爆成功一共用了6年，仅从正式批准研发到试爆也用了3年时间。为了研发原子弹，动用了至少一千多个科学家，当时著名的科学家爱因斯坦、奥本海默、费米、波尔、劳伦斯、西伯格、冯诺依曼等都跟原子弹的研发有一定的关系。当时为了给原子弹提取燃料，除了使用离心机这样的方法，还想到了用电磁场来浓缩核燃料。要想用电磁场，需要用大量电线制作线圈。但是当时正是二战期间，铜是战略物资，都被用到了战场上，制作电线没有铜，干脆用银来制作。可以想象这项工作完成有多么的不容易。但就是这样困难的工作，中国在没有那么多顶级科学家，相对条件更差的情况下也完成了，确实是值得我们骄傲的事。

相对来说，第一个半导体集成电路的研发，显然没有这么壮观。没有豪华的科学家团队，也没有海量的工作人员，甚至没有高昂的花费。年，第一块芯片的研发只是工程师基尔比一个人进行设计，两个助手帮忙在美国德州仪器的实验室实施完成的。这个项目甚至不是美国国家或者军方支持的项目，只是工程师基尔比提出了一个想法，得到了领导的同意，在助手的帮助下完成，再在同事们面前展示一下效果，就算成功了。但当时在场的所有人，包括基尔比和他的领导，都没有想过，这样一项发明，将会给这个世界带来怎样的影响。后来，基尔比获得了年的诺贝尔奖。

当然，不止基尔比一个人实现了集成芯片的研发，仙童公司的诺伊斯也独立实现了集成电路的研发，而且工艺领先于基尔比。中国第一块半导体是年在河北半导体研究所研发成功的，同样没有研发原子弹那样的大阵仗。这样来说，造芯片确实不如造原子弹难。如果到这里就算完成任务的话，我们国家确实可以说顺利完成了芯片的研发。但事情没有这么简单。

芯片研发出来还远远不够，芯片生产出来干什么用，你得考虑。不同用途得设计不同的芯片，设计好了芯片还得设计软件。越到后面芯片越复杂，软件也越复杂，逐渐形成一个产业链，或者叫产业生态。这个产业链上的各个环节都逐渐形成了一个足够复杂的产业，不是一个公司，一群科研人员可以全部覆盖的。比如，在美国Intel负责设计和生产芯片，微软负责针对Intel的芯片研究操作系统，还有一大堆公司负责给微软设计软件，另外有一大堆公司给Intel研发生产芯片的设备和软件。这样一个复杂的生态环境一旦建立起来，处于生态圈以外的想挤进去，就会越来越困难，绝大多数都被拍在沙滩上了。所以越到后来，想挤进这个圈子越困难。这两年，单单一个光刻机就难住了中国整个芯片产业链。这个时候研发芯片也就确实比研发原子弹要困难多了。

二、美国日本的芯片发展

作为芯片技术发明国，和世界第一强国，美国的芯片事业发展也不是一帆风顺。德州仪器作为最早生产集成半导体的公司，为了量产集成电路，根本买不到配套使用的化学试剂，因为芯片生产对化学试剂的要求非常高，市面上买到的试剂根本无法使用。公司不得不自己去发明相应的芯片级试剂。另外，由于早期的集成电路市场需求非常小，为了打开销路，公司不得不给这些芯片发明一些新的用途。当初第一款晶体管收音机就是为了更好地销售芯片而发明的。

随着市场化进程的开展，芯片行业开始迅速更新换代。芯片迭代的速度非常快，生产设备的改进速度也非常快，如果不能做到持续投入和创新，随时有可能被对手赶超。在上世纪七八十年代，美国的半导体市场逐渐被日本公司蚕食，到年美国的芯片行业完全被日本超越，大量的芯片设计人员需要为日本公司打工。美国为了拿回领先地位，出台了一系列相关政策，甚至直接扶持韩国和我国台湾地区的芯片行业。从八十年代开始到九十年代初，用了十年时间才真正拿回芯片行业绝对领先的地位。

简单说说日本，日本使用行政手段，大力扶持半导体产业的发展，在七十年代开始起步，并取得了迅速的发展。日本人很擅长把一件事情做精致，芯片行业也是一样。日本在学好美国技术的基础上，芯片产品质量性能越来越高，直到超越美国，把精致做到了极致。他们精准把控了存储器市场的发展，利用市场化手段让芯片行业茁壮成长。但是，日本的芯片产业，也有一些保守，尝试新事物的意愿不太强。比如，他们虽然把存储芯片做到了极致，很多其他领域也都有明显优势，但在个人电脑使用的CPU领域没有积极投入，错过了芯片领域的重要发展方向，成就了美国的Intel和AMD。另外，在光刻机领域，尼康和佳能两家顶级的光刻机领头羊，考虑光刻机研发投入高、收益慢，把生意的重点放到了数码相机等高回报的领域，把光刻机一把交椅拱手让给了荷兰小弟ASML。

芯片行业是一个赢者通吃的行业，如果你的技术不够先进，产业规模不够大，只有跟着喝汤的份，甚至有可能连喝汤的机会都没有。整个产业历史，就是一部残酷的资本和技术竞争史。日本超过美国是这样，美国赢回主导权是这样，韩国取代日本也是这样。

三、我国的芯片研发

回到我国的情况，我们并没有使用举国之力，也取得了芯片领域很好的科研成果。年，取得了硅片生产工艺的突破；年，第一个硅集成电路芯片研发成功，比美国晚7年，仅比日本晚两年。年，硅双极IC开始在工厂批量生产，开始了产业化进程。年接近和接触式光刻机研制成功并投入批量生产，年离子注入机研制成功并小批量生产，基本解决了生产设备的问题。

年1KDRAM存储器研制成功，虽然比美国Intel公司晚五年，但比韩国和我国台湾地区要早四五年。年4KDRAM研制成功，年，16KDRAM研制成功，年64KDRAM研制成功。DRAM存储器是70年代末和八十年代芯片领域最主要的产品，日本、美国、韩国都在这个领域投入巨资大力发展。我们今天使用的电脑和手机内存都是4G、8G起步了，但当年可是从1K起步的，前后相差几百万倍上千万倍。从技术上来说是天壤之别了。从事芯片这个行业，可以说是逆水行舟，不进则退，而且一不小心就会被甩下很远。值得一提的是，年我国朗科科技研发出了世界上第一款NANDFlash存储盘，也就是今天我们用的U盘。

年我国的8位微处理器研制成功，年16位微处理器研制成功。微处理器，进一步研发就是CPU了。年以前主流的电脑CPU和操作系统主要是32位，最大支持4G内存，就算安装8G的内存，也只能使用其中的4G。现在我们的电脑和手机CPU都是64位了，使用64位操作系统，内存基本不再受限制了。但是当年16位的微处理器只能读取64k的内存空间，按现在的电脑水平来理解，当时的微处理器确实是啥也干不了。但事情总是一步一步发展起来的，当时来说16位的微处理器还是比较先进的。但不得不说，美国总是领先一步的，年Intel发布的第一个CPU是16位的，年世界上第一块32位处理器就已经正式投产了。

通讯领域，年，二代半导体GaAs单片IC研制成功，这是现代无线电通信领域的重要基础，包括导弹、飞机、雷达和后来的无线电通讯都需要这样的芯片支撑；年，L、C、X波段GaAs微波单片IC研制成功，正式进入了可实用阶段；年我国的X波段微波功率单片IC研制成功。此外，年，我国的电视机IC芯片投入批量生产。

四、我国的芯片产业曾经仅次于日美

以上这些成果显示，我国在世界芯片发展的早期阶段，研发进度并不算慢。另外，从产业链建设方面，我国为了加速集成电路的研发和使用，配套设施研发也都始终能满足基本生产的需要。

年，美国总统尼克松改善对华关系。我国的芯片领域迎来了发展机遇，从欧美国家和日本引进了大量的技术和设备。由于芯片产业利润丰厚，我国一口气建设了40多家集成电路厂。另据原电子工业部部长胡启立撰写的《芯路历程》介绍，我国在70年代早期从日本全套引进了七条半导体生产线设备，70年代末，又从美国等引进了24条二手半导体生产线。总之，我们在芯片生产领域的投入不可谓不大。

在七十年代至八十年代初期，可以说我国的芯片产业链用很快的速度建设和发展着，遥遥领先于当时的韩国和我国台湾地区。从一定程度上来说，我国的芯片产业是仅次于日美的水平，并不算过。当然，从技术层次上，可能欧洲也有很多领先的优势，我们不能说全面超过欧洲。另外，苏联的发展水平也不算低，而且也从西方引进了很多技术和设备，但苏联的军工行业还是比较看重电子管技术，在电子管领域发展全球领先，集成电路方面投入精力不足。

可以说，我们国家在集成电路发展历史上，有一个还算不错的开头。我们在整个行业生态圈子萌芽状态的时候紧跟世界潮流，可以说是拥有一个最佳的发展机会，如果持续发展，也许是独当一面的地位。但是，历史没有那么多的如果，很多事情，既有偶然性，也有必然性。

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