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發(fā)布時間:2022-03-17作者來源:薩科微瀏覽:1253
提起半導(dǎo)體人才,有兩個學(xué)校特別突出:一個是清華大學(xué),一個是加州大學(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級物理系的朱一明和85級半導(dǎo)體專業(yè)的舒清明創(chuàng)業(yè)搞芯片,找到了85級自動化系的李軍,李軍幫他們弄了一筆風(fēng)投,并介紹給83級經(jīng)濟系的薛軍,薛軍聯(lián)系到80級工物系的羅茁,羅茁掌管的基金投了200萬人民幣,又拉來81級電子系的鄧峰,終于湊了92萬美金開始啟動。
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級半導(dǎo)體專業(yè)陳大同等人,也早已創(chuàng)辦了芯片設(shè)計公司展訊,曾經(jīng)是聯(lián)發(fā)科的勁敵。
可以說,清華是中國半導(dǎo)體圈的主力軍,而主力軍中的王牌部隊則當(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“獨立團”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,我們團隊從上海到北京,在微電子所進行了深度交流學(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、到如今桃李滿堂,譜寫了中國半導(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[敏感詞]個半導(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,清華又聘請到了美國普渡大學(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。
這個全系最小的教研組辦公地點在立齋三樓,是由幾間由學(xué)生宿舍臨時騰出的空房。雖然設(shè)施簡陋,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,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,小組又增加了對碳化硅非線性電阻的研究。
領(lǐng)域擴張的同時,清華在擴充隊伍方面也也熱火朝天、甚至用了一些“巧辦法”。比如曾擔(dān)任微電子所長的李志堅,就是“稀里糊涂上了清華這條船”。
1958年,李志堅從列林格勒大學(xué)畢業(yè)回國,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。在計劃經(jīng)濟時代,李志堅以為這是組織的決定,便也欣然前往。
但工作了一段時間后,李志堅卻出乎意料地接到教育部的通知,告訴他有三個地方可以選擇:清華、浙大、西交大。事后李志堅曾回憶說,自己當(dāng)時也很吃驚,而且對回浙江老家和浙大母校頗有些心動,但考慮到考慮到人已到清華,“情面難卻”,也就留了下來。
而事實上,清華爭取李志堅,是做足了功課。清華教授張禮就曾寫信對其勸說;1957年的時候,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,寫信邀請李志堅。
清華對人才的重視可見一斑。而李志堅也成為了王守武院士之后教研組工作的實際主持人,為清華微電子所夯實了基礎(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。清華人重新搭建實驗室,開展教學(xué),還與成都本地的970廠進行了產(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)進入了超大規(guī)模集成電路的時代,英特爾陸續(xù)推出[敏感詞]款商用存儲芯片、[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),為了追趕國際水平,也迎來的新的階段:從無線電系獨立,正式成為一個所。
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)實現(xiàn)突破,成為中國芯片產(chǎn)業(yè)公認(rèn)的黃埔軍校。
02
成長:突破之旅
微電子所的成長,如同每一個少年一樣,在遭遇困難和實現(xiàn)突破中演繹。
這些年輕學(xué)者面臨的[敏感詞]個十字路口,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”;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)于這個問題,確實也爭吵了一段時間。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,全部投入實驗室參加技術(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,與美國啟動的時間相差不足十年。
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選擇:雙極還是CMOS。
當(dāng)時四川綿陽的同事負責(zé)雙極電路,而北京則負責(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、國家利益為重,最終再次形成共識,要做COMS,并從工藝、器件物理、電路設(shè)計和CAD技術(shù)等幾個子方向進行攻關(guān)。
很快,微電子所在原教研實驗室基礎(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[敏感詞]條1微米級硅CMOS工藝引導(dǎo)線。全新的設(shè)備運來,微電子所成了全國半導(dǎo)體院校艷羨的對象。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,像熬鷹一樣維護產(chǎn)線24小時不間斷運轉(zhuǎn)。而環(huán)境監(jiān)測和凈化設(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,清華引進的設(shè)備,功能并不齊全。刻蝕設(shè)備沒有終點檢測模塊,這就意味著機器不知道在什么位置暫停,導(dǎo)致刻蝕出錯、晶圓報廢。既然機器不好用,微電子所的研究人員打算,靠人。
大家通過“實時人工觀察”的方式,通過顏色變化來判斷是不是到終點了,再不斷積累經(jīng)驗提升工藝控制能力。這些故事聽起來有趣,但又辛酸,時刻提醒著我們,自主自立并不是一句話,而是一個困難但正確的決定。
清華微電子所克服的另一個挑戰(zhàn),便是光刻機的引進。這是清華國際視野的體現(xiàn),也離不開楊之廉老師的努力。他在訪問荷蘭時,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ASML公司向清華捐贈了光刻機。
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)常會跑到一機部自動化所,在一臺從日本進口制版系統(tǒng)的小型機上作電路仿真研究,使用的正是清華計算機系編寫的SPICE程序。軟件雖然簡陋,但也在一定程度上奠定了后來我國芯片設(shè)計EDA軟件發(fā)展的基礎(chǔ)。
正是依靠著自主的精神、國際合作的視野,1990年,微電子在國內(nèi)首先成功研制出集成了106萬晶體管的漢字存儲器芯片。這標(biāo)志著我國進入了超大規(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)中國自主能力的時機,則是1993年啟動的“金卡工程”。當(dāng)時中國打算將第二代證件采用非接觸式IC卡技術(shù),但這項技術(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)”希望拿到項目。但由于法定證件涉及許多敏感信息、事關(guān)國家安全。所以,有關(guān)部門非常堅決地提出,一定要“國產(chǎn)自主”。而這個重擔(dān),自然也由清華微電子所等機構(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,也保護了國家數(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。
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)為中國的芯片產(chǎn)業(yè)貢獻了三批企業(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級陳大同和81級鄧鋒。
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,由此構(gòu)成了兩家公司的技術(shù)中堅力量。
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集體,有能力做出顛覆式創(chuàng)新的產(chǎn)品,并對全球芯片的制高點發(fā)起沖擊。
第二批是“回國發(fā)力派”,是清華最早一批回國的創(chuàng)業(yè)者,代表有79級武平、85級馮晨暉、85級舒清明等人。
清華微電子的回國創(chuàng)業(yè)潮,始于2000年國家發(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緊密圈子,這個圈子經(jīng)常討論潛在的創(chuàng)業(yè)機會,并且信任感很強。隨著時間的推移,眾多微電子專業(yè)出身的清華校友意識到了中國芯片創(chuàng)業(yè)的機會。
這一代回國創(chuàng)業(yè)的清華微電子校友有兩個特點。
[敏感詞]個特點是老少配、跨行配。和不同專業(yè)、年齡的校友搭伙創(chuàng)業(yè),實現(xiàn)優(yōu)勢、資源互補。
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級物理系師弟朱一明搭伙創(chuàng)建了兆易創(chuàng)新,從存儲器IP發(fā)家,轉(zhuǎn)向NorFlash存儲器制造;馮晨暉和90級計算機系師弟許志翰,搭伙創(chuàng)建了卓勝微,從地面電視芯片起步,隨后轉(zhuǎn)向手機射頻芯片,并成為行業(yè)龍頭。
第二個特點,則是他們都崛起于手機電子元器件的細分市場,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)、市場經(jīng)驗之后,再向3G突破;兆易創(chuàng)新,一方面避開了閉門造車、白手起家,而是通過收購的方式,完成了存儲器IP的積累;與此同時,也從Flash出發(fā),繼而再向NAND、DRAM等存儲器進軍。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。
而隨后的事實也證明,在半導(dǎo)體領(lǐng)域,在美國技術(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),再對高端產(chǎn)品市場發(fā)起沖擊。
第三批則是“本土崛起派”,代表人物有85級的趙偉國和虞仁榮等人。
清華的海歸派把企業(yè)做大做強,為中國芯片事業(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”,提前開啟了中國芯片公司的并購時代。
趙偉國在紫光主持了展訊、銳迪科等大型的并購案,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)雜的收并購動作,為中國芯片產(chǎn)業(yè)的整合,贏得了寶貴的時間窗口。
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)新完成對巨頭的革命;第二代回國試煉本土創(chuàng)業(yè),在地獄級別的中國市場,找到了最適合中國國情的芯片產(chǎn)業(yè)鏈爬升道路;第三代長于收購,在相當(dāng)程度上給產(chǎn)業(yè)打了補丁,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)體圈的老廠長也是微電子所人。57級的朱貽偉曾任中國70年代[敏感詞]的半導(dǎo)體工廠東光電工廠的副廠長,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,積極引薦我國臺灣企業(yè)家參與華晶改革。
除了走出校園的企業(yè)家之外,其實微電子所的歷任所長,也都是學(xué)術(shù)或商界的楷模。比如,原所長魏少軍,在世紀(jì)之交率隊研發(fā)出了SIM卡芯片,一舉打破了外國芯片公司對我國的壟斷,其本人也曾擔(dān)任大唐電信科技股份有限公司總裁。
現(xiàn)任所長吳華強,是材料學(xué)與管理學(xué)雙學(xué)位,曾在美國AMD和Spansion公司擔(dān)任高級研究員。2020年,吳華強在《Nature》雜志上發(fā)表論文,在國際上首次實現(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),不斷夯實中國芯片產(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”。這里有一整套芯片生產(chǎn)流程,光刻機、離子注入機等等設(shè)備一應(yīng)俱全,總價值近3億多。而這個實驗室,完全面向本科生開放,可以在里面進行研究、實操。讓產(chǎn)業(yè)進入校園、用實戰(zhàn)補充理論。
而這對于中國半導(dǎo)體而言十分寶貴。當(dāng)我們談?wù)撝忻腊雽?dǎo)體差距時,總會落在時間和人才兩個方面。需要時間積累技術(shù),更需要時間去耐心培養(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、嚴(yán)謹(jǐn)求學(xué)精神的傳承,我國半導(dǎo)體自主事業(yè)一定會走上更快的步伐。卡脖子,也不再會成為我們的痛處。
而我們需要感謝的不僅僅是微電子所,還有全國各地在為中國技術(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。因為,我們的自主之路,依然還很長。
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