朱贻玮: 60年风雨,见证“中国芯”从无到有,从小到大

【本期人物】1937年生于上海,1963年毕业于清华大学无线电系半导体专业,清华大学培养的第三批半导体专业的大学生。曾就职于北京电子管厂(774厂),参与我国第一台第三代电子计算机所用集成电路的研制工作; 参与我国第一个半导体集成电路专业化工厂——北京东光电工厂(878厂)前期建厂工作,从技术员到副厂长负责技术管理工作;担任北京燕东微电子公司副总经理,组织4英寸芯片生产线引进工作。曾在北京地区电子振兴领导小组办公室主管集成电路工作,以及担任中国半导体行业协会理事(个人)。2006年出版书籍《中国集成电路产业发展论述文集》;2016年出版书籍《集成电路产业50年回眸》。

【芯人物】朱贻玮:中国芯片业的先行者 见证中国芯从无到有从小到大

图示:朱贻玮
 
出生于1937年的朱贻玮前辈,一生目睹了新中国的诞生和从弱到强;也见证了我国集成电路产业的从无到有,从小到大。他出生那年,正值卢沟桥事变,抗日战争爆发,新中国还没成立;他学半导体专业时,中国的第一块集成电路还没有研制出来。
 
而朱贻玮前辈的一生,也经历了诸多历史节点——抗日战争、解放战争、抗美援朝、计划经济、大跃进、文化大革命、改革开放、新中国崛起等。
 
朱贻玮前辈所乘坐的时光机,先把他带到中苏友好的时期,他以优异的成绩进入北京俄语学院留苏预备班;2年后因政策变迁,留苏计划搁浅后进入清华大学,成为清华大学培养的第三批半导体专业的大学生,由此参与到中国集成电路产业从零起步的艰辛历程。
 
由于国家早期重视程度不够、资金不足、人才匮乏、国外技术封锁等等原因,中国集成电路早期的发展过程可谓道路崎岖、步履维艰。处在那个阶段的朱贻玮前辈,从未动摇过和放弃过,攻坚克难,先后在774厂参与我国第一台第三代电子计算机所用集成电路的研制工作;参与我国第一个半导体集成电路专业化工厂(878厂)的建厂和技术管理工作;组织燕东微电子公司4英寸芯片生产线的引进工作……
 
正是朱贻玮前辈和同路人的几十年如一日的坚守,让我国集成电路渡过了一穷二白的艰难时刻,迎来了希望的曙光。
 
一、 考取留苏预备班  因政策变迁留苏之路中断进入清华
 
朱贻玮的初中在解放初期各项政治运动中度过。到高中时,学校的外语课程由英语改为俄语,由于初中阶段一直在听广播学俄语,加上成绩优异,朱贻玮成为学校推选去考留苏预备生的五六个学生中的一个。经过全国统一高考,朱贻玮被北京俄语学院留苏预备部录取。
 
1955年9月,朱贻玮离开生活了18年的上海,乘火车来到北京。
 
“当年的北京俄语学院(现已是北京外国语大学)位于西郊魏公村,周围都是农田。”朱贻玮回忆那时的艰苦环境时说。
 
到留苏预备部报到后,学校又进行了一次俄语考试,朱贻玮再次以优异的成绩被分到了高级班,教他们俄语的是当时苏联驻中国大使馆的一名武官的夫人。
 
朱贻玮回忆道:“校园生活很丰富,每逢周末操场上还有露天电影,常常会放映俄语版的苏联电影。
 
两个学期结束时,学校宣布:国家决定减少派去苏联学习的人数;留下的四分之一学员再读一年俄语。朱贻玮是留下来的其中一员。
 
世事难料,又学了一年俄语之后,国家决定只派研究生去留苏,这意味着朱贻玮他们的留苏之路不得不中断。令人欣慰的是,留苏预备部的学生可以选择分配到国内大学继续学习。1957年夏天,朱贻玮选择进入清华大学无线电系学习。
 
清华大学学习期间,朱贻玮也经历各项政治运动的动荡,但他仍在咬牙坚持学习。
 
1958年5月, “大跃进”运动开始,全国上下开始大炼钢铁,清华校园里也建起了小高炉要炼钢。朱贻玮和同学们被安排到系里参加制作电子零件的劳动;还参加了9003工地劳动,建精密仪器系大楼;还参与学校安排的修建十三陵水库的劳动。
 
那个年代,清华本科生学习时间一般是5年,而新技术专业的工程物理系和无线电系,还有建筑系,则要6年。到了三年级之后,正式确定专业。朱贻玮分配到新设不久的半导体专业。清华大学当时培养学生的目标是成为又红又专的工程师。尽管朱贻玮家庭出身不好,但在学校教育下,到大学后期加入了中国共产党。
 
回顾大学生涯,朱贻玮说道:“我的大学时间历经了8年:俄院2年,清华6年。这是当时年代产生的特殊现象。我的一生中,花在学校学习时间长达20年,小学6年半,中学5年半,大学8年,到清华毕业时,已是26岁多的年龄了。若要实现清华大学蒋南翔校长号召的‘为祖国健康工作50年’的口号,要干到76岁才是。” 
 
大学毕业时,朱贻玮说并不知今后的人生是怎样一个轨迹。
 
二、 从774厂到878厂再到燕东公司  
亲历中国集成电路产业艰难中前行
 
我国早期建立军工厂,为保密起见,都以数字代号称谓。朱贻玮1963年7月从清华大学毕业后被分配到北京电子管厂(代号774厂),位于北京东郊酒仙桥地区。这是国家第一个五年计划期间苏联援助建设的156项重点工程之一,生产大型和小型电子管,是当时亚洲最大的电子管厂。
 
在电子产品的进程中,第一代电子器件是电子管,第二代是晶体管,大家所知晓的集成电路(芯片),则是第三代的电子器件。
 
1963年时,我国还处在第二代电子器件晶体管的生产阶段。在774厂的半导体车间里生产苏联型号的半导体晶体管,可以用来组装半导体收音机。
 
朱贻玮被分配到半导体车间,开始到清洗、测试、扩散等工序劳动,后来安排搞拉丝新工艺试验。第二年,朱贻玮被调到试制组,参加筹备硅平面管大组。“当时,产业还处在开荒阶段,很多基本的工艺设备都需要亲手做。自己画草图,然后加工零部件,再组装,通电调试。我参加制作的是氧化扩散炉。”朱贻玮讲道。后来,试制组改为实验室“三室”。
 
机会总是给有准备的人。1965年5月时,朱贻玮被三室领导安排试制固体电路的工作,与同事们一同独立自主地研制出用于第三代电子计算机的第三代电子器件:固体电路。 “在早期,集成电路在我国叫做‘固体电路’,后来慢慢改称为‘集成电路’。”朱贻玮提到这个概念的演变。
 
而在那一时期,正是中国集成电路进入芝麻开花的阶段。中国科学院半导体所、北京无线电器件研究所、中国科学院156工程处、石家庄十三所和上海元件五厂等单位相继都研制成功集成电路。
 
关于我国集成电路产业的起点,朱贻玮前辈提到: “难以判别是哪家首先研究出固体电路,但是石家庄十三所1965年年底举行了一批半导体器件设计定型鉴定会,是国内首家举行固体电路设计定型会的单位。因此,我在以后所写的文章里将其定为我国集成电路产业的起点。
 
如果以世界上第一块集成电路研制成功是在1958年来算,中国芯片的起步只晚7年。
 
然而,1966年全国进入文化大革命时期,科研单位的不少项目和课题停止或延缓。在774厂里,也是铺天盖地的大字报。为了确保试制任务,朱贻玮要求固体电路组的30多名组员,平时可以去看大字报参加运动,但到电路芯片流到哪一个工序时,就要求回来参加生产,不要耽误流片。幸运的是,774厂三室的试制工作始终没有停止。不幸的是,因家庭出身不好,作为党支部宣传委员、固体电路大组长的朱贻玮也被贴上了大字报,说他是“资产阶级孝子贤孙,白专道路上勇士”。
 
半导体是一个技术门槛极高、且技术迭代非常快的领域,但在当时,对半导体产业发展规律认识的不足,不仅导致产业化推进速度缓慢,还闹出过很多荒唐的事情,报纸上甚至报道上海某某弄堂里街道老奶奶靠拉扩散炉也做出了半导体。
 
1968年,我国第一个半导体集成电路专业化工厂——东光电工厂(代号878厂)在北京建立,筹备组和北京无线电工业学校合并,朱贻玮被调到878厂的筹备组。到岗的第一项工作就是清点无线电校半导体车间里的设备和仪器,看看哪些能用于集成电路试制,然后组织工人使用这些简陋的设备试制集成电路。有的工序做不了,工人就拿硅片到774厂去做。这样的条件下,在不长的时间内居然也试制成878厂第一块集成电路。
 
在那个年代有的材料买不到,就自己生产四氯化硅和硅烷;集成电路所用外壳也由自己生产。“那时的的确确是IDM模式(集成制造模式),从设计版图、刻红膜照大相开始,经过芯片制造工艺,到外壳生产,进行后部压焊、封装成成品,最后经过成品测试、包装后入库出厂。”朱贻玮回忆道。
 
由于各种条件达不到,当时国内生产的集成电路普遍质量不好,影响电子计算机整机调不出来,一度出现 “集成电路不如晶体管,晶体管不如电子管”那种“一代不如一代”的局面。“经过调查研究大家总结出造成集成电路质量差的原因是四个字:脏、虚、伤、漏,即肮脏、虚焊、划伤和漏气。”朱贻玮指出。
 
为此,朱贻玮在广交会上与德国西门子进行技术交流后又到上海兄弟厂学习,和技术人员一起针对存在的问题采取相应的改进措施,又对组成电路的元器件进行不同设计的试验,摸索各种元器件性能对门电路高低温性能的影响,从而进行电路设计的改进。最终,提高了集成电路质量,将改进后的集成电路供应给738厂调出了小型电子计算机。
 
到了1973年8月,北京大学电子仪器厂研制成功我国第一台100万次大型电子计算机,采用的就是朱贻玮所在的878厂生产的TTL中速电路和S-TTL高速电路,从而扭转了“一代不如一代”的局面。
 
当时间来到1973年秋天,中日恢复建交的第二年,朱贻玮参加以中国科学院半导体所王守武为团长的中国电子工业考察团去日本考察集成电路工业。他们参观了日本电气(NEC)、日立、东芝等8家集成电路厂家,以及制版公司、设备公司、测试仪公司、厂房设计和材料公司。参观后,全团人员开了眼界。朱贻玮说道:“我国在1965年研发出集成电路,比美国晚7年,比日本晚5年。但1973年我国采用硅片仍是不规则的小圆片,直径为30~40毫米;当时日本已经进展到3英寸圆片工业化生产了,我们已经远远落后于日本。
 
在这次考察过程中,全团曾展开讨论,要不要从国外引进技术。当时就有两种不同意见:研究单位认为,只要购买国外设备,技术不用引进;而生产单位认为,为了缩短与国外差距,不仅要从国外购买设备,还要引进生产技术。 
 
当时日本NEC公司提出全线转让3英寸设备和技术的方案与报价:一种工艺3000万美元,两种工艺4000万美元,三种工艺为5000万美元。“由于四机部(工信部的前身)只有1500万美元的预算,加上当时处于文化大革命时期,部机关大院里正在批判洋奴哲学、爬行主义。因此买不成一条整线设备和技术,我国错失了一次从国外引进技术的机会。”朱贻玮惋惜地提到。
 
878厂唯有自力更生,从搞双极型数字电路开始,后扩充至双极型线性电路(后称模拟电路)和MOS电路,经过七车间小净化车间P-MOS、N-MOS阶段,到十一车间大净化车间又开发CMOS电路。
 
处在当时我国计划经济以及西方先进国家对我国实行经济和技术封锁期间的节点,不断攻坚克难的878厂在上世纪70~80年代可为各机部整机单位提供种类繁多的集体电路,也总是供不应求,当时与“南霸天”上无十九厂并称为“南北两霸”。
 
到了1982年,四机部更名为电子工业部。1985年国家实行体制改革,电子工业部首先把170家直属工厂下放到所在省或直辖市,在北京的12个代号厂下放到北京市,由新成立的北京市电子工业办公室领导。
 
朱贻玮被邀请加入当年成立的北京地区电子振兴领导小组办公室兼职工作。他对北京地区从事集成电路的工厂、研究所和大学作了调查,并对如何发展北京地区集成电路提出大中小三种方案。大方案是拟建5英寸线的初步方案,投资4亿元,由于未拿到国家专项资金,这一大方案作罢。中方案是规模缩小,要北京市出2亿元,结果也落空。最后只能采取小方案:利用878厂从美国仙童公司引进的二手4英寸线设备(仅三分之一,其余三分之二给871厂)和北京市半导体器件二厂在建而未建完的5000平米净化厂房联合起来建一条4英寸线。
 
于是在1987年,筹备组讨论将联合公司取名为 “北京燕东微电子联合公司”。朱贻玮被邀请加入燕东公司。就这样,从1968年到1987年期间,朱贻玮从开始以技术员身份参与筹建878厂,到担任副厂长三年后离开878厂,历时19年之多。
 
进入燕东后,总经理杨富德安排他当副总经理,负责筹措资金,因为没有资金就建不成芯片生产线。
 
朱贻玮到电子部财务司去找资金。他们说:“好多人都到深圳‘发财’去了,你怎么还要在北京建集成电路工厂?”朱贻玮提到当时的情景,“我说就是要留在北京建集成电路厂。最后他们说,那么部里出830万元支持北京建燕东公司。在这样情况下,北京各投资单位才相继承诺跟进投资。经过到美国考察,最后选择从美国BIT公司引进4英寸芯片生产线,全线设备安装后进行工艺试验。在此期间,资金依然十分紧张,有时候连电费都缴不出北京供电局通知“再不缴电费就要遥控拉闸停电”。为此,朱贻玮不止一次地去北京供电局要求缓缴,找上级市电子办筹款,请738厂担保。这样才没有再现当年774厂811厂房3英寸线因缴不了厂内动力部门水电气费而被停水停电停气,最终造成完全停线的局面。
 
尽管如此,资金却仍成最大掣肘。 “筹集资金真是艰难,燕东建设总投资才5000万元,却耗时了10年之久。反观国际上集成电路发展遵循摩尔定律,一年半时间集成度就增加一倍,性能也提升一倍,我们发展集成电路的历程有多艰难啊!”朱贻玮感叹道!
 
彼时国内国家重点扶植支持的五个重点集成电路企业均已建成投产,国有的无锡华晶和绍兴华越、合资的上海贝岭和飞利浦(后改名先进半导体)、北京的首钢日电,有4英寸线、5英寸线和6英寸线。当燕东4英寸线验收后,朱贻玮和第二任总经理余庆长商量后决定采取“退一步、进两步”的策略,在不放弃双极型模拟电路同时,“杀个回马枪”,回过头来攻分立器件,这是决定燕东公司生存的重大决策。“燕东作为‘杠外’的‘小六子’,竞争力肯定不如前5家企业。而退回搞分立器件,燕东所具有的4英寸线,在国内同行中可位居前三位。后来历史证明,这个决策是燕东能活下来且不断发展的重要因素。”朱贻玮讲道,“如今,当初国内第一条4英寸线的上海贝岭公司成为没有生产线的设计公司,当时国内第一条6英寸线的首钢日电已经退出行业,而到2018年,后来债转股的国有绍兴华越5英寸线也停掉了。当年5个重点扶植企业就剩下国有的无锡华晶改为华润(2002年华晶因多年亏损被香港中资企业华润收购)和上海先进两家了。
 
而历经磨难的燕东,在朱贻玮的坚持和坚守下,全体燕东人在之后的第三任总经理谢小明和第四任总经理淮永进领导下经过不懈努力后,由4英寸线经过6英寸线,月产量分别达到2万片和3万片,现今到亦庄经济技术开发区建8英寸线,到2019年年底即将投入生产。在我国集成电路制造业发展过程中,上海一批地方国营企业(上海元件五厂、上无七厂、上无十四厂和上无十九厂)在改革开放浪潮中都退出历史舞台,之后成立一批合资企业(贝岭、先进、华虹NEC、中芯国际和宏力)及独资企业(上海台积电)。而北京一批地方国营企业(北京市半导体器件三厂改名的宇翔公司、器件五厂和器件六厂等)先后都整合到燕东公司里。然而早期的774厂和878厂则因各种原因先后退出历史舞台。
 
1997年2月,朱贻玮满60岁从燕东公司退休,退休后又担任顾问2年。这样,从1987年到1999年,在燕东前后历时12年。
 
三、退休之后成为“自由电子” 哪里需要就到哪里去
 
退休后,朱贻玮前辈说,自己就像“自由电子”那样,哪儿有吸引力,就游到哪儿,在那儿发挥一点作用。
 
退休后首先在燕东公司当顾问,然后在集成电路产业链各个环节力所能及地发挥作用,涉及领域包括制版、芯片制造、封装测试、设备及部件,以及科技园区。主要是为海峡两岸半导体和集成电路产业界的交流与合作贡献力量。
 
1997年5月底朱贻玮去台湾参加我国大陆和台湾两岸半导体行业交流会,先后结识了台湾半导体同仁蔡南雄和冯明宪。在同年7月份,协助台湾半导体业者回访大陆。
 
“回访大陆时,台湾朋友提出要到上海建8英寸芯片厂。部里领导希望台湾朋友先帮国营企业无锡华晶或绍兴华越解困。因为当时华晶执行908工程,从1990年开始筹划1微米6英寸芯片线,由于国家资金迟迟不能到位,拖延了8年之久,才从美国朗迅公司引进一条6英寸线设备,且尚未验收投产。”朱贻玮提及当时的情景。
 
回访团参观无锡华晶之后,朱贻玮作为台方顾问,与蔡南雄、冯明宪、萧常辉组成谈判组,与华晶代表组进行合作谈判。之后蔡南雄更换为陈正宇后,先后经过历时5个月的谈判,达成合作协议,以“来料加工,委托管理”的模式进行合作,组成香港上华半导体公司,并于1998年2月1日开始进驻华晶公司管理MOS事业部5英寸和6英寸线200名员工队伍。由此开始,将过去IDM模式改为纯粹的代工模式,即所谓的“Foundry”(代工厂)模式朱贻玮被聘为市场部顾问,他为上华公司列出了中国大陆68家IC设计单位,作为上华第一批潜在的客户。
 
在世界半导体发展历程中,中国台湾台积电公司于1987年开始创办代工模式,由此集成电路产业分为设计业、芯片制造业和封装测试业三业。而中国大陆作为纯粹代工则是以1998年华晶公司MOS部门由上华公司管理后开始的,可谓开先河之举。
 
后来华晶与上华双方经过“软”合资进展到“硬”合资,成立华晶上华公司。期间,朱贻玮被聘为台方顾问和后来的华晶上华公司市场顾问。
 
2000年6月国家公布了18号文件,鼓励发展软件和集成电路产业。在18号文件推动下,北京和上海两地积极响应行动,各自制订发展集成电路的地方性优惠政策和发展规划。朱贻玮帮助北京市经委制订北京发展规划,并协助筹备召开了北京第一次国际集成电路论坛。
 
后来,朱贻玮协助台湾方在宁波建立6英寸芯片厂,参与编写项目建议书和可行性研究报告。6英寸厂取名为宁波中纬积体电路公司,朱贻玮担任市场部顾问兼北方地区销售代表。但可惜的是,尽管中纬加工电路产品质量优秀,恰因在“爬坡期”内还不了当地银行贷款而被当地政府拍卖给比亚迪公司。
 
除在尽心尽力推动产业发展和合作之外,朱贻玮还笔耕不辍。1989年开始,根据我国集成电路产业发展状况,他不断撰写发表文章,一直未曾中断。
 
2005年,朱贻玮发表《中国集成电路产业发展论述文集》一书,用40篇文章记录中国集成电路产业发展40年建40条芯片制造线的历史。
 
2016年,在原来书籍文章的基础上,增补20篇文章,推出《集成电路产业50年回眸》一书。到 “中兴事件”后,全国上下开始关心起芯片,朱贻玮前辈的《集成电路产业50年回眸》作为业内少有的关于中国集成电路产业发展历程的书籍,一再脱销,累计共印刷6次。
 
对于我国集成电路产业发展落后的多种原因,朱贻玮高屋建瓴地从各个角度进行了分析总结,如资金投入不足、研究与产业脱节、引进与消化吸收创新脱节、企业缺乏领军人才及国外技术封锁等等。由于长期受多种因素的制约,导致我国集成电路的供给率严重不足;再加上我国家电、电脑、手机、汽车等终端对集成电路的需求急剧增加,中国已发展成为世界上各类电子整机的制造大国,从而使我国每年进口集成电路的金额持续增加。2013年我国进口额首次突破2000亿美元;到2018年,我国集成电路进口额高达3120亿美元。中国消耗了全球近1/3的芯片,然而这些年来我国自主设计生产的芯片不到8%,今年预计达到10%。
 
朱贻玮前辈指出:当前,国内芯片的设计能力与世界先进的距离在不断缩小,我国华为的海思公司设计的手机芯片技术已达7纳米,达到目前世界先进水平;封测也在不断追赶,但是制造的差距还很大。芯片制造如同裁缝,芯片设计如同服装设计师,只有设计师没有裁缝,服装是做不出来的。现在我们做不出来,就得买,或者去加工。中国集成电路制造业要赶上去,再不赶上去,落后就越来越大了。
 
他也呼吁:“代表集成电路技术水平的主战场是在芯片制造企业,那里急需要一批高水准的工程技术人员去攻坚,需要由微电子专业以及相关专业的博士生、硕士生、本科生组成团队到国家队集成电路芯片制造厂去攻克14纳米、10纳米、7纳米,以至5纳米堡垒。
 
同时,对于中国集成电路的发展,朱贻玮前辈提出了一些问题和思考。
 
一是在芯片人才方面,在上世纪六、七十年代,在各芯片制造厂里都能见到清华、北大、复旦、交大、西电、成电等高校毕业生。为什么近三、四十年毕业出来的微电子半导体专业的本科生、硕士生、博士生,在国内的芯片制造企业中却很少见到? 
 
二是在企业层面,中国大陆怎样才能培养出像美国英特尔公司、韩国三星公司和中国台湾台积电这样的“明星”半导体公司?
 
三是中国要采取怎样的战略策划和措施才能在未来10年内把IC产业,尤其是中国的芯片制造业推到世界先进国家行列?
 
2017年,80岁朱贻玮前辈罹患眩晕病,发病时天旋地转,站都站不稳。“心里预感到来日不长了。我想起四机部已故的集成电路行业的领导和干部,也想起己故的单位领导和同事。回想起在北京酒仙桥地区工作35年、生活了55年的经历,一旦我两脚一伸什么都烟消云散,不如当脑子还有记忆时把往事写出来,留给后人看看,也许还有些用处。”朱贻玮前辈说道。
 
当年领军攀高峰,如今高峰在心中。就这样,从2017年7月到11月的5个月时间里,朱贻玮前辈每天晚上在电脑上写一点回忆,最后写成了长达3万字的回忆文章《未曾忘却的记忆:回旋在酒仙桥地区的集成电路梦》。此文章在“中兴事件”后在网上发布,引起社会上广泛传播和热烈反映。随后,他又写了两篇文章:《中国集成电路产业发展艰难历程回顾》和《中国集成电路产业发展长期落后原因分析》。
 
耄耋之年不服老,虽身有疾患,朱贻玮前辈也未曾停歇。他多次受邀前往清华大学、北京交通大学、杭州电子科技大学等高校,为师生们讲述中国集成电路产业发展的艰难历程、现状与展望;同时,受邀请去燕东公司、宁波比亚迪等企业,为员工分享中国芯片产业的情况。
 
最后,本文以朱贻玮前辈的清华同学张国钟为他作的一首藏头诗作为收尾:朱子胜百家,贻孙品更佳,玮玉可传世,行善惠天下。” 

 

 

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