西安,半导体重镇,徒有其表?

 

近几年,国际关系的不确定性让原本基于高度协作的全球芯片产业链备受冲击,即使造芯不像造原子弹可以关起门来“另起炉灶”,在封闭的体系中获取胜利的果实,但警惕“无芯可用”的危机,我们不得不重新审视自己真正的造芯实力。

 

为此,雷锋网推出《十城造芯记》系列文章,以产业深度视角,追溯中国十座芯片城市,帮读者还原中国半导体产业的发展之路,剖析“国产芯”的真正实力。

 

这是雷锋网《十城造芯记》系列文章第5篇。

 

第1-4篇分别是长沙《芯片“四大件”国产自主,扛大旗不靠北上深 》、合肥《打造“IC之都”,或许只需要6年 》、南京《谁是芯片晶圆厂的“基建狂魔”?》和厦门《一颗LED芯片的“奇幻漂流”》。

 

在中国的西部有这样一座城市,上世纪六十年代,几乎与北京、上海同一时间开始发展半导体产业,发展至今半导体产业年产值已经超过千亿,在中国大陆集成电路竞争力排名中稳居前十,这座能够被称之为中国半导体产业重镇的城市,就是有着“千年古都”之称的西安。

 

但却有人说,西安是中国半导体的荒原,西安培养全国将近六分之一的集成电路专业人才,并不能够留下大多数人才。

 

西安的千亿半导体产值从何而来?究竟是中国半导体产业的高地还是荒原?

 

1、半导体专家黄敞带队,航天集成电路打基础

西安半导体产业的发展,要从一名叫黄敞的半导体泰斗和771研究所说起。

 

在群星璀璨的中国半导体史上,不被大众所熟知的黄敞,是推进中国半导体向前发展的关键性人物,尤其是在航天集成电路领域做出重大贡献。

 

黄敞先生

 

黄敞先生于上世纪20年代末出生在一个高知家庭,求学早期就读昆明西南联合大学电机系,之后获得清华大学工学学位。二十岁时赴美工作学习,获得哈佛大学研究院工程科学及物理系博士学位后,进入职雪尔凡尼亚半导体厂从事工程师一职,后来又进入工程部从事问世不久的半导体前沿科学研究。

 

在美期间,黄敞先生获得10余项专利,发表论文20多篇,为世界半导体、晶体管和抗辐射集成电路开发研制奠定了重要基础。同无数老前辈一样,黄敞先生信奉“学有所成,报效祖国”,于是放弃了在美国的安逸生活,回到中国在北京大学物理系任教,兼任中国科学院计算机技术研究所11室主任、副研究员,招收研究生培养中国半导体人才。

 

与西安结缘发生在1965年,彼时我国为发展“两弹一星”成立了航天微电子技术研究机构专门研发航天集成电路和微型计算机,并挂靠在位于西安的771研究所的前身,中科院计算技术研究所的156工程处,黄敞是这一项目的主要技术负责人之一。

 

黄敞一方面提出极具建设性的见解,认为分析器件的性能不能局限于一点,而是要全面考虑各种参数和运用系统的概念,另一方面向后生传授自己在集成电路领域十多年的知识和经验,最终带领团队成功自研出我国第一块航天集成电路,即TTL双极小规模集成电路系列,主要应用在我国的战略导弹和运载火箭的制导计算机上。

 

也正是在这一时期,黄敞及其团队在陕西西安临潼的一个小山沟里围起院子建厂房,于1969年初步搭建起新的研发基地。

 

在条件艰苦的小山沟里,黄敞及其团队生产CMOS集成电路,引进集成电路设备与制造技术,为航天提供新的动力引擎。值得注意的是,这时771研究所的工艺线,已经达到国际上的5微米水平。

 

小山沟里简陋的厂房也就是现如今的西安微电子研究所,在黄敞的带领下,凭借在航天集成电路领域取得的成绩,为西安打下半导体产业的基础。

 

奠基时期虽然成绩斐然,但只盘踞于航天领域略有局限,资金密集型的半导体产业需要向商业化方向发展才能实现自我造血。

 

幸运的是,西安半导体产业在21世纪初期迎来新的曙光。

 

2、国际巨头驻地扎营,20年成中国半导体重镇

最早计划落户西安的是全球领先的半导体巨头英飞凌。

 

2002年,排名全球第6的半导体制造商英飞凌刚刚更名,并在第四季度宣布了一项名为“Agenda 5-to-1”的五年计划,目标到2007年成为全球第4大半导体制造商和第一大半导体方案供应商。

 

在全球布局建立研发中心是英飞凌推进其五年计划的重要战略,西安在2002年深秋得知这一消息,在多次前往上海与英飞凌对接之后被纳入可选项。此后英飞凌团队乃至CEO舒马赫多次前往西安实地考察,于 2003年6月1日正式落户西安,设立了在我国的第一家研发中心,且一期投资金额420万美金。

 

至于为什么选择西安?英飞凌科技亚太公司总裁罗建华在接受媒体采访时给出了三个理由:一是英飞凌与西安的很多大学有历史上的合作,二是西安是中国光缆信息通讯工程的枢纽港,三是西安是一个相对比较安定的城市,适合静下心来做IC设计。

 

对于英飞凌自身而言,在西安设立研发中心并未帮助其实现五年计划,舒马赫在2004年辞职,英飞凌也转变策略拆分内存业务成立奇梦达。不过这对西安并没有太大影响。西安英飞凌随即成立西安奇梦达研发中心,成功设计开发出多款存储产品,并成功流片十多款产品,写下存储芯片史上光辉的一页。

 

不过奇梦达的好景并不长,2007年遭遇经济危机内存产能供大于求和58nm技术瓶颈的双重打击,由清华大学博士奇伟担任产品设计总监的西安奇梦达团队面临解散的风险,在奇梦达宣布破产之后,西安的研发中心被浪潮集团收购,更名为西安华芯。

 

2017年,英飞凌与西安交通大学依然存在合作关系

 

除了英飞凌,美国应用材料和美光也相继落地西安。据媒体报道,美光从2004年5月就开始在中国选址,先后考察了包括北京、成都、苏州、厦门等十多个城市,经过反复考察和谈判,美光对西安的人力资源与质量感到满意,于2005年3月决定放弃其他城市,只考虑西安。

 

2007年,美光与西安市政府正式签约,宣布投资2.5亿美元在西安市建设芯片封测厂。

 

当然,仅凭借英飞凌的研发中心和美光封测厂无法达成千亿产值成就, 这一“陕西省20年来最大的外资项目”的称号在2012年又有了新的“继承者”——300亿美元的三星闪存项目决定落户西安。这一次,西安胜出的重要原因,依然是丰富的人力资源优势和科研实力。

 

此外,在谈判前期,西安是唯一一座接受能够三星全部条件的城市,包括承诺对投资额进行30%的财政补贴,130平米厂房由西安代建并免费提供土地、每年补贴水、电、绿化、物流补贴5亿元等。

 

这一次与三星的合作,西安付出了不少代价,但后续为西安半导体产业链的发展带来的价值更大。三星闪存一期项目于2014年竣工,带动了上百家配套企业入驻,包括美国空气化工、日本住友、华讯微电子等国内外企业,逐渐打造完整的半导体产业链。

 

西安三星项目专区,图片源自三星半导体官方

 

3、半导体年产值超千亿,西安芯片人才也不选西安

在众多国外企业入驻的情况下,西安半导体产业年产值飞速增长。

 

图片源自陕西省半导体行业协会

 

据陕西省半导体行业协会的统计,2019年陕西半导体产业销售总额为985.1亿元,同比增长39.51%,从2012年到2020年,西安集成电路产业复合增长率超过30%。预计到2020年底,西安市半导体产业总产值将突破1000亿左右。

 

这些数据变化的背后,也不全是靠外国企业与西安市政府的合作投资得来,近些年也有不少国内企业入驻西安,其中以紫光展锐、西安国微研发中心为代表。

 

另外,集成电路人才聚集也为西安争取了增产的机会,西安84所高校中有11所高校及研究所招收微电子与固体电子专业研究生,排名全国第一,另外还有20余家从事微电子专业的科研机构和12所教育机构。相关数据统计,西安高校相关学科在校生近10万人,年输送毕业生2万人,占全国的14%。

 

不过,一个值得注意的事实是,在集成电路行业,芯片设计的工资远高于芯片制造,顶尖的行业人才更倾向选择芯片设计而不是制造。但在西安半导体千亿产值中,其中有80%都是芯片制造业贡献的,虽然如今西安也有将近100多家芯片设计公司,但除了紫光展锐和华为海思之外,其他大多数芯片设计公司要么是外企的边缘业务,要么是面向产业链中低端产品的芯片设计,西安芯片设计公司的年产值大约只占100亿,因此很多芯片人会选择芯片设计公司更多的北京、上海等城市。

 

在某问答平台上,不少半导体行业从业人士都表示,相比江浙沪,西安半导体行业的选择有限,大部分都是从国外引进的需要三班倒的代工厂,人力成本低。另外西安本地传统行业的老单位偏多,整座城市氛围沉闷,没有活力,年轻人不太愿意留在西安。

 

半导体产业年产值超千亿的西安,留不住10万芯片人才,更难吸引外省人才入驻,侧面反映出西安的半导体产业虽然很大,但其技术实力可能并未跟上。

 

很多时候我们的注意力都集中在市场规模上,半导体行业的发展固然需要市场化,但过度追求市场上的增长,可能很长一段时间都不能在核心的尖端技术上取得突破,西安半导体产业的发展,需要等一等。

 

本文参考链接:

http://news.moore.ren/industry/229631.htm

 

http://www.semiinsights.com/s/electronic_components/23/32280.shtml

 

https://www.36kr.com/p/922558862412165

 

https://tech.ic37.com/tech/2007-7_35098/