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發(fā)布時(shí)間:2022-03-17作者來源:薩科微瀏覽:1272
提起半導(dǎo)體人才,有兩個(gè)學(xué)校特別突出:一個(gè)是清華大學(xué),一個(gè)是加州大學(xué)伯克利分校。這一土一洋的兩所學(xué)校,為中國(guó)芯片行業(yè)輸送了大批[敏感詞]的工程師、企業(yè)家和投資家,并通過傳幫接代的校友關(guān)系,孵化出一批又一批的芯片企業(yè)。
這種校友關(guān)系在清華學(xué)子朱一明的創(chuàng)業(yè)過程中體現(xiàn)的淋漓盡致:
2004年,89級(jí)物理系的朱一明和85級(jí)半導(dǎo)體專業(yè)的舒清明創(chuàng)業(yè)搞芯片,找到了85級(jí)自動(dòng)化系的李軍,李軍幫他們弄了一筆風(fēng)投,并介紹給83級(jí)經(jīng)濟(jì)系的薛軍,薛軍聯(lián)系到80級(jí)工物系的羅茁,羅茁掌管的基金投了200萬人民幣,又拉來81級(jí)電子系的鄧峰,終于湊了92萬美金開始啟動(dòng)。
12年后,這家叫做兆易創(chuàng)新的公司上市,如今市值已近千億。而在兆易創(chuàng)新之前,77級(jí)半導(dǎo)體專業(yè)陳大同等人,也早已創(chuàng)辦了芯片設(shè)計(jì)公司展訊,曾經(jīng)是聯(lián)發(fā)科的勁敵。
可以說,清華是中國(guó)半導(dǎo)體圈的主力軍,而主力軍中的王牌部隊(duì)則當(dāng)屬“清華半導(dǎo)體專業(yè)”,也就是如今的清華微電子學(xué)研究所,它就像《亮劍》里的“獨(dú)立團(tuán)”一樣,很能打。
微電子所成立成立于1980年,其前身可以追溯到清華大學(xué)1956年設(shè)立的半導(dǎo)體專業(yè)。今年十二月,正值微電子所四十周年之際,我們團(tuán)隊(duì)從上海到北京,在微電子所進(jìn)行了深度交流學(xué)習(xí),聽老教授們講授求學(xué)做人、一代代清華微電子人講述在半導(dǎo)體領(lǐng)域的故事。
四十年歲月,微電子所萌芽、成長(zhǎng)、到如今桃李滿堂,譜寫了中國(guó)半導(dǎo)體領(lǐng)域一段雄壯的樂章。
01
萌芽:人才基礎(chǔ)
清華微電子最初的種子,是“八員大將”加上一位院士。
1956年暑期,五所名校在北京大學(xué)聯(lián)合開設(shè)了我國(guó)[敏感詞]個(gè)半導(dǎo)體專門化,清華派出了曹培棟、張建人等八名青年教師旁聽學(xué)習(xí)。隨后,清華又聘請(qǐng)到了美國(guó)普渡大學(xué)歸來的王守武院士,兼任清華半導(dǎo)體教研組主任,于是,清華的芯片班子,就這么“中西”結(jié)合的在無線電系下面搭建了起來。
這個(gè)全系最小的教研組辦公地點(diǎn)在立齋三樓,是由幾間由學(xué)生宿舍臨時(shí)騰出的空房。雖然設(shè)施簡(jiǎn)陋,但研究領(lǐng)域卻可謂是“全面開花”:有搞鍺器件,有搞半導(dǎo)體收音機(jī),有搞整流器,有搞光電器件,也有搞硅材料。1959年蘇聯(lián)專家契爾金前來指導(dǎo)后,小組又增加了對(duì)碳化硅非線性電阻的研究。
領(lǐng)域擴(kuò)張的同時(shí),清華在擴(kuò)充隊(duì)伍方面也也熱火朝天、甚至用了一些“巧辦法”。比如曾擔(dān)任微電子所長(zhǎng)的李志堅(jiān),就是“稀里糊涂上了清華這條船”。
1958年,李志堅(jiān)從列林格勒大學(xué)畢業(yè)回國(guó),剛到北京火車站,就碰到了清華無線電系書記李傳信親自在車站迎候,并迅速委派到無線電系上任。在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)代,李志堅(jiān)以為這是組織的決定,便也欣然前往。
但工作了一段時(shí)間后,李志堅(jiān)卻出乎意料地接到教育部的通知,告訴他有三個(gè)地方可以選擇:清華、浙大、西交大。事后李志堅(jiān)曾回憶說,自己當(dāng)時(shí)也很吃驚,而且對(duì)回浙江老家和浙大母校頗有些心動(dòng),但考慮到考慮到人已到清華,“情面難卻”,也就留了下來。
而事實(shí)上,清華爭(zhēng)取李志堅(jiān),是做足了功課。清華教授張禮就曾寫信對(duì)其勸說;1957年的時(shí)候,清華南德恒、馮慶延和王天爵等三位學(xué)者,還以“無線電電子學(xué)系半導(dǎo)體專業(yè)籌備組”的名義,寫信邀請(qǐng)李志堅(jiān)。
清華對(duì)人才的重視可見一斑。而李志堅(jiān)也成為了王守武院士之后教研組工作的實(shí)際主持人,為清華微電子所夯實(shí)了基礎(chǔ)。
1958年,清華教研組攻克了批量生產(chǎn)多晶硅工藝,同年,[敏感詞]塊集成電路誕生,清華也隨之提出要主攻硅集成電路。7年以后,摩爾·戈登提出摩爾定律,芯片發(fā)展進(jìn)入了快車道。但正準(zhǔn)備迎接黃金年代的半導(dǎo)體專業(yè)卻等來了命運(yùn)的[敏感詞]次坎坷:文革開啟,專業(yè)被一分為二,大部遷往綿陽,小部分留守北京進(jìn)車間。
四川綿陽的艱苦歲月,可以說既是奇跡,也是遺憾。清華人重新搭建實(shí)驗(yàn)室,開展教學(xué),還與成都本地的970廠進(jìn)行了產(chǎn)學(xué)合作,北京的半導(dǎo)體車間也開發(fā)出不少產(chǎn)品,但同期,世界已經(jīng)進(jìn)入了超大規(guī)模集成電路的時(shí)代,英特爾陸續(xù)推出[敏感詞]款商用存儲(chǔ)芯片、[敏感詞]款微處理器、外面的世界,已經(jīng)天翻地覆。
“文革”結(jié)束后,綿陽分校在鄧小平同志的親自關(guān)懷下,全部撤回北京,而半導(dǎo)體專業(yè),為了追趕國(guó)際水平,也迎來的新的階段:從無線電系獨(dú)立,正式成為一個(gè)所。
1980年9月成立的清華微電子所,人員僅有74名教師和61名學(xué)生,經(jīng)費(fèi)也依舊不足,連蓋教學(xué)樓資金都需要邊建設(shè)、邊籌資。但在之后的四十年,微電子所陸續(xù)實(shí)現(xiàn)突破,成為中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)公認(rèn)的黃埔軍校。
02
成長(zhǎng):突破之旅
微電子所的成長(zhǎng),如同每一個(gè)少年一樣,在遭遇困難和實(shí)現(xiàn)突破中演繹。
這些年輕學(xué)者面臨的[敏感詞]個(gè)十字路口,便是:硅,還是鍺。
雖然硅的物理屬性比鍺更優(yōu),更適合半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),但在50年代后期,鍺的材料和器件都已量產(chǎn)化,相當(dāng)成熟;而硅技術(shù)卻方興未艾,還處于發(fā)展初期。因此,做鍺研究可參考、學(xué)習(xí)的東西多,比較“保險(xiǎn)”;而做硅研究,則可參考的資料少,難度要大得多。
由于資源有限,所以大家關(guān)于這個(gè)問題,確實(shí)也爭(zhēng)吵了一段時(shí)間。但最后形成了一致意見,整流器之類的也不要停,但也要敢于做前瞻,必須有人研究“硅”。教研組甚至帶領(lǐng)1960屆的學(xué)生們,全部投入實(shí)驗(yàn)室參加技術(shù)攻關(guān)。
師生同心、其利斷金。60年代中前期,微電子所就已經(jīng)掌握了硅平面技術(shù)以及硅集成電路的研制,與美國(guó)啟動(dòng)的時(shí)間相差不足十年。
隨后微電子所歷經(jīng)分散再重聚,而剛匯合后,微電子所便面臨了第二個(gè)選擇:雙極還是CMOS。
當(dāng)時(shí)四川綿陽的同事負(fù)責(zé)雙極電路,而北京則負(fù)責(zé)MOS集成電路。雙方再次面臨同等資源下的選擇。雙方?jīng)]有考慮各自的已有投入,而是以技術(shù)趨勢(shì)、國(guó)家利益為重,最終再次形成共識(shí),要做COMS,并從工藝、器件物理、電路設(shè)計(jì)和CAD技術(shù)等幾個(gè)子方向進(jìn)行攻關(guān)。
很快,微電子所在原教研實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)上,建立了[敏感詞]條半導(dǎo)體超凈工藝線,并于1989年建成了我國(guó)[敏感詞]條1微米級(jí)硅CMOS工藝引導(dǎo)線。全新的設(shè)備運(yùn)來,微電子所成了全國(guó)半導(dǎo)體院校艷羨的對(duì)象。但光鮮背后,都是默默的付出。
當(dāng)年,由于超凈設(shè)備無法關(guān)停,所里骨干教師便輪流加班,像熬鷹一樣維護(hù)產(chǎn)線24小時(shí)不間斷運(yùn)轉(zhuǎn)。而環(huán)境監(jiān)測(cè)和凈化設(shè)備不足,老師和學(xué)生甚至只能把“一塊毛巾折成8個(gè)面”,擦桌子、擦地,來保持產(chǎn)線潔凈水平。而更驚奇的故事,則是“如何克服管制”。
在“巴統(tǒng)”等管制下,清華引進(jìn)的設(shè)備,功能并不齊全。刻蝕設(shè)備沒有終點(diǎn)檢測(cè)模塊,這就意味著機(jī)器不知道在什么位置暫停,導(dǎo)致刻蝕出錯(cuò)、晶圓報(bào)廢。既然機(jī)器不好用,微電子所的研究人員打算,靠人。
大家通過“實(shí)時(shí)人工觀察”的方式,通過顏色變化來判斷是不是到終點(diǎn)了,再不斷積累經(jīng)驗(yàn)提升工藝控制能力。這些故事聽起來有趣,但又辛酸,時(shí)刻提醒著我們,自主自立并不是一句話,而是一個(gè)困難但正確的決定。
清華微電子所克服的另一個(gè)挑戰(zhàn),便是光刻機(jī)的引進(jìn)。這是清華國(guó)際視野的體現(xiàn),也離不開楊之廉老師的努力。他在訪問荷蘭時(shí),促成了荷蘭代爾夫特大學(xué)微電子所和清華微電子所的“聯(lián)姻”,兩個(gè)研究所開始了學(xué)者交流、聯(lián)合培養(yǎng)等合作,這些要素都促進(jìn)ASML公司向清華捐贈(zèng)了光刻機(jī)。
雖然有了設(shè)備,但EDA軟件還是一道坎。很多微電子所當(dāng)年的畢業(yè)生,經(jīng)常會(huì)跑到一機(jī)部自動(dòng)化所,在一臺(tái)從日本進(jìn)口制版系統(tǒng)的小型機(jī)上作電路仿真研究,使用的正是清華計(jì)算機(jī)系編寫的SPICE程序。軟件雖然簡(jiǎn)陋,但也在一定程度上奠定了后來我國(guó)芯片設(shè)計(jì)EDA軟件發(fā)展的基礎(chǔ)。
正是依靠著自主的精神、國(guó)際合作的視野,1990年,微電子在國(guó)內(nèi)首先成功研制出集成了106萬晶體管的漢字存儲(chǔ)器芯片。這標(biāo)志著我國(guó)進(jìn)入了超大規(guī)模集成電路(VLSI)的水平,打破了“巴統(tǒng)”的封鎖。時(shí)任清華黨委書記李傳信也由衷感慨:“那么少人、花那么少錢(1500萬),干那么多事、出那么高水平成果!”
而體現(xiàn)中國(guó)自主能力的時(shí)機(jī),則是1993年啟動(dòng)的“金卡工程”。當(dāng)時(shí)中國(guó)打算將第二代證件采用非接觸式IC卡技術(shù),但這項(xiàng)技術(shù)專利基本都在海外公司手里,尤其荷蘭飛利浦公司,掌握了90%以上的份額。
消息發(fā)布后,海外公司紛紛開展“公關(guān)”希望拿到項(xiàng)目。但由于法定證件涉及許多敏感信息、事關(guān)國(guó)家安全。所以,有關(guān)部門非常堅(jiān)決地提出,一定要“國(guó)產(chǎn)自主”。而這個(gè)重?fù)?dān),自然也由清華微電子所等機(jī)構(gòu)、公司擔(dān)了起來。
微電子所的學(xué)者們,帶領(lǐng)研究生從簡(jiǎn)到繁先后研制成功了單工、雙工無線通信的RFID技術(shù)與樣品。并連續(xù)攻克了高于海外技術(shù)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要素。最終,在2000年3月,微電子所基于EEPROM,成功研制出了二代證IC卡芯片樣片,突破了專利封鎖,也保護(hù)了國(guó)家數(shù)據(jù)安全。
從最初的技術(shù)封鎖,到自主突破,清華微電子所一路“過關(guān)斬將”,而其從學(xué)術(shù)到商業(yè)的“芯”旅程也拉開了序幕,一批批微電子所的學(xué)者,開始轉(zhuǎn)身登上商業(yè)的舞臺(tái)。
03
綻放:商業(yè)傳承
從成立至今,清華微電子和兄弟院系已經(jīng)為中國(guó)的芯片產(chǎn)業(yè)貢獻(xiàn)了三批企業(yè)家。
[敏感詞]批是“海外發(fā)光派”,代表有早期赴美留學(xué)的77級(jí)陳大同和81級(jí)鄧鋒。
兩人90年代活躍在硅谷的華人圈子,分別創(chuàng)立了豪威科技和網(wǎng)屏公司。頗為有趣的是,兩人都是微電子的老輔導(dǎo)員。而清華內(nèi)部歷史悠久的“傳幫帶”模式,也被兩位輔導(dǎo)員從北京帶到了硅谷,眾多直系師弟被他們直接招到了美國(guó),由此構(gòu)成了兩家公司的技術(shù)中堅(jiān)力量。
無論是豪威還是網(wǎng)屏,都是典型的挑戰(zhàn)全球巨頭的創(chuàng)業(yè)公司。陳大同所創(chuàng)建的豪威,用CMOS技術(shù)打敗了日本傳統(tǒng)的CCD傳感器。鄧鋒所創(chuàng)建的網(wǎng)屏,開創(chuàng)了用芯片硬件去做網(wǎng)絡(luò)安全的模式,向思科發(fā)起了沖擊。
豪威和網(wǎng)屏在短短數(shù)年間的上市,也證明了清華微電子這個(gè)集體,有能力做出顛覆式創(chuàng)新的產(chǎn)品,并對(duì)全球芯片的制高點(diǎn)發(fā)起沖擊。
第二批是“回國(guó)發(fā)力派”,是清華最早一批回國(guó)的創(chuàng)業(yè)者,代表有79級(jí)武平、85級(jí)馮晨暉、85級(jí)舒清明等人。
清華微電子的回國(guó)創(chuàng)業(yè)潮,始于2000年國(guó)家發(fā)布的集成電路新政。從90年代開始,清華校友在硅谷形成了一個(gè)緊密圈子,這個(gè)圈子經(jīng)常討論潛在的創(chuàng)業(yè)機(jī)會(huì),并且信任感很強(qiáng)。隨著時(shí)間的推移,眾多微電子專業(yè)出身的清華校友意識(shí)到了中國(guó)芯片創(chuàng)業(yè)的機(jī)會(huì)。
這一代回國(guó)創(chuàng)業(yè)的清華微電子校友有兩個(gè)特點(diǎn)。
[敏感詞]個(gè)特點(diǎn)是老少配、跨行配。和不同專業(yè)、年齡的校友搭伙創(chuàng)業(yè),實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)、資源互補(bǔ)。
武平和陳大同搭伙創(chuàng)建了展訊,從做2G芯片起步;舒清明和89級(jí)物理系師弟朱一明搭伙創(chuàng)建了兆易創(chuàng)新,從存儲(chǔ)器IP發(fā)家,轉(zhuǎn)向NorFlash存儲(chǔ)器制造;馮晨暉和90級(jí)計(jì)算機(jī)系師弟許志翰,搭伙創(chuàng)建了卓勝微,從地面電視芯片起步,隨后轉(zhuǎn)向手機(jī)射頻芯片,并成為行業(yè)龍頭。
第二個(gè)特點(diǎn),則是他們都崛起于手機(jī)電子元器件的細(xì)分市場(chǎng),這體現(xiàn)了清華微電子的創(chuàng)業(yè)風(fēng)格:選大賽道,做務(wù)實(shí)事。
展訊成立之初,避開了最難的3G芯片,先做好2G,有了業(yè)務(wù)基礎(chǔ)、市場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)之后,再向3G突破;兆易創(chuàng)新,一方面避開了閉門造車、白手起家,而是通過收購(gòu)的方式,完成了存儲(chǔ)器IP的積累;與此同時(shí),也從Flash出發(fā),繼而再向NAND、DRAM等存儲(chǔ)器進(jìn)軍。而卓勝微則避開了難度大的PA,先做好開關(guān)和低噪聲放大器。
而隨后的事實(shí)也證明,在半導(dǎo)體領(lǐng)域,在美國(guó)技術(shù)壓制下,創(chuàng)業(yè),也許就是需要農(nóng)村包圍城市,先在中低端有根據(jù)地,有收入、有業(yè)務(wù)基礎(chǔ),再對(duì)高端產(chǎn)品市場(chǎng)發(fā)起沖擊。
第三批則是“本土崛起派”,代表人物有85級(jí)的趙偉國(guó)和虞仁榮等人。
清華的海歸派把企業(yè)做大做強(qiáng),為中國(guó)芯片事業(yè)留下了寶貴的火種。而本土的清華校友則展現(xiàn)出了靈敏的嗅覺,他們“縱橫捭闔”,提前開啟了中國(guó)芯片公司的并購(gòu)時(shí)代。
趙偉國(guó)在紫光主持了展訊、銳迪科等大型的并購(gòu)案,虞仁榮則把海外的豪威科技收歸韋爾股份麾下。盡管當(dāng)時(shí)還沒有中美摩擦,但他們也已經(jīng)在快馬加鞭,在2018年前迅速完成了諸多復(fù)雜的收并購(gòu)動(dòng)作,為中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)的整合,贏得了寶貴的時(shí)間窗口。
三代企業(yè)家各有使命、砥礪前行:[敏感詞]代赴美留學(xué)硅谷創(chuàng)業(yè),以顛覆式創(chuàng)新完成對(duì)巨頭的革命;第二代回國(guó)試煉本土創(chuàng)業(yè),在地獄級(jí)別的中國(guó)市場(chǎng),找到了最適合中國(guó)國(guó)情的芯片產(chǎn)業(yè)鏈爬升道路;第三代長(zhǎng)于收購(gòu),在相當(dāng)程度上給產(chǎn)業(yè)打了補(bǔ)丁,用資本加速芯片產(chǎn)業(yè)的初步整合。
而如果再往前追溯的話,半導(dǎo)體圈的老廠長(zhǎng)也是微電子所人。57級(jí)的朱貽偉曾任中國(guó)70年代[敏感詞]的半導(dǎo)體工廠東光電工廠的副廠長(zhǎng),在北京市集成電路產(chǎn)業(yè)改革中發(fā)揮了重要作用,其退休后仍然發(fā)揮余熱,積極引薦我國(guó)臺(tái)灣企業(yè)家參與華晶改革。
除了走出校園的企業(yè)家之外,其實(shí)微電子所的歷任所長(zhǎng),也都是學(xué)術(shù)或商界的楷模。比如,原所長(zhǎng)魏少軍,在世紀(jì)之交率隊(duì)研發(fā)出了SIM卡芯片,一舉打破了外國(guó)芯片公司對(duì)我國(guó)的壟斷,其本人也曾擔(dān)任大唐電信科技股份有限公司總裁。
現(xiàn)任所長(zhǎng)吳華強(qiáng),是材料學(xué)與管理學(xué)雙學(xué)位,曾在美國(guó)AMD和Spansion公司擔(dān)任高級(jí)研究員。2020年,吳華強(qiáng)在《Nature》雜志上發(fā)表論文,在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)基于憶阻器的多陣列存算一體系統(tǒng)。
40年來,微電子所累計(jì)培養(yǎng)本科生2000余人,碩士生1500余人,博士生300余人。微電子所在學(xué)術(shù)、管理、商業(yè)等領(lǐng)域,踐行著“幫傳帶”的傳統(tǒng),不斷夯實(shí)中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)的根基。
04
尾聲
在交流結(jié)束之際,我們特別參觀了一下教學(xué)樓里的“微納加工平臺(tái)”。這里有一整套芯片生產(chǎn)流程,光刻機(jī)、離子注入機(jī)等等設(shè)備一應(yīng)俱全,總價(jià)值近3億多。而這個(gè)實(shí)驗(yàn)室,完全面向本科生開放,可以在里面進(jìn)行研究、實(shí)操。讓產(chǎn)業(yè)進(jìn)入校園、用實(shí)戰(zhàn)補(bǔ)充理論。
而這對(duì)于中國(guó)半導(dǎo)體而言十分寶貴。當(dāng)我們談?wù)撝忻腊雽?dǎo)體差距時(shí),總會(huì)落在時(shí)間和人才兩個(gè)方面。需要時(shí)間積累技術(shù),更需要時(shí)間去耐心培養(yǎng)人才,正所謂,十年育樹百年育人。
這也是微電子所每一位教授在思考的問題。微電子所在過去四十年,做了很多;但也仍需要做的更多。相信靠著一批批人才的成長(zhǎng)、嚴(yán)謹(jǐn)求學(xué)精神的傳承,我國(guó)半導(dǎo)體自主事業(yè)一定會(huì)走上更快的步伐??ú弊?,也不再會(huì)成為我們的痛處。
而我們需要感謝的不僅僅是微電子所,還有全國(guó)各地在為中國(guó)技術(shù)突破,所默默付出的每一位學(xué)者、研究員、工程師、企業(yè)家、甚至是在校學(xué)生。希望他們的付出,獲得配得的回報(bào)。因?yàn)?,我們的自主之路,依然還很長(zhǎng)。
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