,是见证历史的时刻。一部没有开发布会就发布的手机,吸引了无数的眼光,市场沸腾不止,心为之动容。
从2020年10月22日到2023年8月29日,华为发布最后一颗芯片(麒麟9000)共历时1041天。
此次新手机发布,最引人瞩目的莫过于芯片技术的根本性突破——芯片纳米工艺。根据彭博社拆拆机检测发现,Mate 60 Pro所搭载的麒麟9000s芯片采用的是先进的七纳米工艺技术制造,并且是由中国自主制造的高端芯片。
先进的纳米制程,可以使集成电路上的单个晶体管体积更小,能耗更低。单位面积的硅晶圆上就能够容纳更多晶体管,从而可以提升芯片性能。
《芯片浪潮:纳米工艺背后的全球竞争》这本书就是聚焦芯片制造中纳米工艺的发展。书中以详细的数据分析和严谨的史实考证为基础全景式展现了芯片行业关键的几十年发展历程,以台积电、联华电子、三星、英特尔等关键企业的发展为线索,为你揭开晶体管纳米工艺的全球科技争霸故事!
同时,也是市面上第一部关于台积电的企业史,记录台积电三十多年来在遵循摩尔定律下将晶体管做小的史诗级伟大征程。台积电为何能够发展成为地球上最强大、最重要且不可或缺的公司之一?
最重要的是,本书对于中国如何发展自己的芯片制造业、追赶世界半导体领先技术水平,有着非常重要的借鉴意义。“中国芯”目前的困境是什么?该怎样吸取经验教训?
大约在1971年,中国正面临劳动密集型产业发展难以为继的关口,中国新上任的经济事务主管部门负责人孙运璇应邀访问韩国,看到韩国科研院高薪聘请一批韩国留美学人,正生机勃勃地开发电子、化学、纺织等方面的专业技术。对比中国科研基础极其薄弱的现状,他不免十分焦虑。
于是,孙运璇向蒋经国提议,希望仿效韩国的科学技术研究院,成立由地区资金主导的机构——“工业技术研究院”(简称“工研院”)。由此,中国发展高精尖产业的战略规划正式启动。
“工研院”成立后,蒋经国希望推动几项有突破性意义的科技计划,“项目越大越好”。于是,他的秘书长费骅把这项任务交给了上海交通大学校友、交通事务主管部门下属的电信部门负责人方贤齐。方贤齐当时兼任“电子工业发展小组”的召集人,这个小组是在时任“经合会”副主任委员的李国鼎的主导下成立的,负责对地区如何发展电子工业进行研讨。孙运璇有权,李国鼎有望,方贤齐是实际执行人。
方贤齐受命后立即赴美,找老同学潘文渊商议。潘文渊是江苏苏州人,1931年考入上海交通大学电机系,公费赴美留学,在斯坦福大学无线电系获工程学硕士和博士学位,因业绩卓著、学界驰名,潘文渊先后当选美国科学院促进会(AAAS)会士、美国无线电工程师协会(IRE)会士和国际电气电子工程师学会(IEEE)会士。受方贤齐之邀,潘文渊立即动身前往,为下一步的技术发展方向把脉。
1974年2月7日,在台北市南阳街的小欣欣豆浆店,有7个人凑在一起吃了顿早餐,聊出了日后振奋人心的“芯产业”。
除了我们已经认识的费骅、孙运璇、方贤齐和潘文渊,还有时任地区交通事务主管部门负责人的高玉树、“工研院”的首任院长王兆振和“电信研究所”所长康宝煌。
潘文渊提出,集成电路(俗称芯片)是电子工业中最核心的部分龙8long8,发展集成电路产业是地区工业技术最有机会往高科技转型的方式,应该作为地区产业下一步发展的重点方向。
至此,中国地区高科技发展的蓝图有了初步确切的构想,而这一次决定了地区未来电子工业领域的命运走向的“早餐会议”,一共只花了300元新台币 (约人民币67元)。
“早餐会议”结束后,潘文渊就在圆山饭店闭关10天,写下“集成电路计划草案”。该草案在提交当天就获得了孙运璇的认可,地区发展芯片产业的大方向就此落定。
“工研院”因此成立了“电子工业发展中心”,作为“集成电路产业投资计划”的执行单位,从此开始了轰轰烈烈的芯片发展事业。
这就关系到潘文渊反复提到的“时间”问题。因为半导体行业受摩尔定律推动,发展速度实在太快,低起点的企业如果想借助较长时间的自主研发来成长,大概率是无法跟上行业步调的。相反,一旦成功在行业中抢占到领先的位置,就将获得惊人的回报,进而将跟随者远远甩在身后。
所以,市场的后来者要进入半导体产业,需要通过购买最先进的技术来抢跑。潘文渊由此后来被尊为地区“集成电路之父”。
1976年3月,“工研院”与美国无线年的技术转移合约,合作开发芯片。为了将美国无线电公司的技术落地,实现对芯片的自主设计和制造,孙运璇始终认为“我们投入的所有专家、学者、人才都不只是为了将这个计划当作科研专项计划来执行,做出电子表就结项,而是一开始就规划完完整整地引进集成电路技术,让地区日后能拥有自主研发与生产的能力!”
正是出于这样的理念,“电子工业研究所”(简称“电子所”,前身为“电子工业发展中心”)所长胡定华亲自主持和努力推进示范工厂的兴建,为地区的半导体产业燃起了第一把火。
技术引进,还少不了资金和人才的引进,特别是在欧美半导体企业中实际接触先进技术、了解市场情况又拥有企业管理经验的稀缺高端人才。张忠谋就是这一批人中来的时间最“巧”,也是成就最大的一个。
台 积 电 确 立 的 四 大 核 心 价 值 ——诚 信 正直(integrity)、承诺(commitment)、创新(innovation)、客户信任(customer trust),体现了台积电的软实力。这四个字的英文缩写“I.C.I.C”,正好是“集成电路”一词英文首字母缩写的重复。
“诚信”被摆在台积电核心价值中最重要的位置上。按照张忠谋自己的解释:“诚”就是不讲谎话,不是只对你熟的人不讲谎话,而是任何时候都不讲谎话;“信”就是你说要做什么,你就要不计代价地做出来。
许多公司都会强调诚信,但相信只有少数公司能够像台积电一样,将诚信真正视为最重要的资产。张忠谋认为,诚信是文明社会最重要的结构,一个社会、国家和世界丧失诚信,或诚信变弱,安居乐业就很难实现,甚至会进一步造成“经济成长的极限”;“诚信是可以兴利的,好的道德,也是好的生意。”
“台积电的策略是在除低价以外的所有方面都明显优于竞争对手,以赚取溢价。”“为了成功地执行这一策略,与客户建立良好的关系至关重要。”张忠谋要把台积电“组织为一个以市场和服务为中心的公司”,“上层管理人员除了是优秀的销售人员和专业人士,还必须是优秀的商人。如果不是,他们应该训练自己或被训练成这样。”这些都值得中国半导体产业从业人员借鉴学习。
交通大学管理科学研究所教授朱博涌曾经问张忠谋:“台积电的获利有40%,一定会吸引竞争者投入,你如何应付?”张忠谋的回答是:“市场是大家的,你不能限制别人做,你只能反过来要求自己。”
2016年的时候,张忠谋曾表示,摩尔定律全停在2纳米上,停止的时间点可能会在2025年左右。这也暗示了当时台积电对2纳米工艺的突破并无把握。
到了2019年年底,记者再问张忠谋:还坚持他当年的末日预言吗?他笑眯眯地回答,自己已经不再预测摩尔定律的停止时间,“这要怎么说呢,就是‘山重水复疑无路,龙8客户端登录柳暗花明又一村’”。
比如,对于能源方面,化石能源迟早会消耗干净,但科学界有足够的信心用各种绿色能源来替代化石能源,科技进步一定能保证新能源用之不竭而且越来越便宜。芯片技术也是一样的。可以看到仍然有“很多可以帮半导体前进的东西”,“我觉得半导体再发展一个世纪都是可以的”。
“摩尔定律”一词的命名者和推广者卡弗·米德认为龙8long8,“当你觉得一条学习曲线空气稀薄,在某处总会有一个突破口,但突破口永远不在你正在思考的位置。我们永远无法明了,直到下一个令人激动的大概念真正出现。但总会有一个它等在那里。”黄汉森也表示 “ 技术的发展更像是走隧道”,“(技术)如同隧道一样都会有出口,而且你会发现出去后有很多道路可以选、可以走”。
在后摩尔时代,像量子芯片、碳纳米材料等新型半导体材料,也有望制造出更高性能的晶体管,国产替代芯片技术也有望实现技术突破,中国半导体事业仍有大量工作可做。万物相连,芯心相通。未来10年,信息产业的发展前景依旧会激动人心!