自主創「芯」？且看首鋼的「芯」酸往事

　　2018-04-24 08:17:48　來源: 知識分子

　　

　　編者按：

　　4月20日，阿里巴巴集團宣布，全資收購晶元公司中天微，並投資六家晶元公司。昨天，京東CEO劉強東在接受央視採訪時表示，中興事件給整個中國的網際網路企業家和IT行業的所有企業家重重打了一個耳光。一時間，要舉全國之力，趕超美國晶元行業的呼聲甚囂塵上。有決心奮起直追固然很好，但是半導體行業競爭異常激烈，准入門檻非常高，要擁有中國「芯」，恐怕不能意氣用事，需要冷靜地總結過去自主創「芯」的經驗和教訓。

　　撰文 | 周程（北京大學科學技術史教授）

　　責編 | 程莉

　　北京大學每年都有大量優秀的計算機硬體專業畢業生轉行到金融和網際網路行業，甚至去海外做硬體研發。每念及此，筆者都會感傷，但也理解同學們的選擇。雖然我們國家的計算機硬體技術尤其是晶元加工技術，仍然和世界最高水平有很大差距，需要急速追趕，但很多學生畢業之後會感覺「報國無門」，因為北京市能夠供給的相關工作崗位並不多。而且在國家整體發展不平衡、不充分的情況下，高端人才可選擇的就業城市也不多。而現今北京市有限的硬體研發單位的待遇，大多數並不足以讓一個優秀的青年科研人才擁有基本的、體面的生活，這使得大量青年才俊不得不放棄專業選擇轉行。有個學生曾經在畢業前動情地說：如果有一個北京企業能夠讓他有房可住，讓他不用心煩子女教育，他絕對死心塌地為國家造晶元。到了中美貿易戰空前激烈的當前時刻，想想這些事這些話，不禁唏噓。

　　實際上，直至本世紀初，北京市依然存在大量的自主創「芯」企業。那麼，是什麼讓這些自主創「芯」企業紛紛倒下的呢？在此，想講講首鋼的故事。

　　涉足造「芯」

　　作為工業原材料，半導體材料與鋼鐵在製取過程中有著很多相似之處。以硅晶片生產為例，首先得從硅礦石中提煉粗硅，接著需將粗硅精鍊成多晶硅，然後還要將多晶硅加工成單晶硅，最後則要將單晶硅切割成硅晶片。至於將硅晶片加工成半導體集成電路塊，也即通常所說的晶元，當然和鋼鐵生產存在著很大的差異，而且通常都需要高端的技術和大量的資金。但是，硅晶片的生產、投資規模比晶元要小得多，而且技術難度也不高。因此，國內外很多鋼鐵企業均曾作出過加入半導體材料生產行列的決定，並將半導體事業作為各企業的支柱之一來加以培育。

　　首鋼涉足半導體事業始自上世紀80年代末。當時首鋼擁有較充裕的剩餘資源，包括雄厚的自有資金和先進的金屬材料生產技術等。但是，首鋼主業的拓展卻遇到了瓶頸，主要是因為受北京市地理位置的局限，無法進一步擴大鋼鐵生產規模。在政府大力發展半導體產業政策的引導下，以及在新日鐵等日本鋼鐵公司紛紛涉足半導體的示範下，首鋼開始把注意力轉向晶元這一高科技製造領域。為了彌補在技術和市場資源方面的不足，首鋼選擇與日本電氣株式會社（NEC）合資成立子公司的方式進軍晶元生產領域。

　　首鋼與NEC合資經營的首鋼日電電子有限公司於1991年12月正式成立，總註冊資金為86.75億日元，其中首鋼的出資比例佔60％，NEC佔40％。新成立的首鋼日電雄心勃勃，計劃從NEC公司全面引進晶元設計、生產、管理技術併購買整套生產設備和CAD、CAT和CAM系統，以實現開發、設計、生產、銷售、服務一條龍經營。

　　1994年4月，首鋼日電首先建成晶元生產的后工序生產線並投產，主要從事4M動態RAM等晶元的封裝。由於興建伊始就採用了代表當時國內晶元生產最高水平的SOJ、SSIP、SOP、QFP、QIP等5種工藝，故首鋼日電成了當時國內工藝水平最高、封底形式最多的晶元生產企業。一年後，也即1994年12月, 首鋼日電又建成了晶元生產的前工序生產線並投產。該生產線全部採用NEC的原裝設備及技術工藝，按照日方提供的圖紙進行生產，主要生產國內最先進的最小線幅為1.2微米的6英寸晶元，月投片生產能力為5千片。由於1995年正值硅循環的鼎盛階段，國際市場上的晶元價格居高不下，故首鋼日電晶元投產當年的銷售額就達到9億多元人民幣。

　　為繼續保持在國內同行業中的領先地位，並達到國際先進生產水平，1995年底首鋼與NEC協商決定，追加投資120億日元進行技術升級和擴容。此舉主要是想將首鋼日電的晶元生產技術水平由1.2微米提升到0.7微米，動態RAM的封裝技術水平由4M提升到16M。為換取NEC的技術，首鋼同意改變首鋼日電的股權結構。結果，首鋼日電的註冊資金由86.75億日元增加到159.75億日元，首鋼出資所佔比例由60%降到49%，NEC由40%增加到51%。經過如此努力之後，首鋼日電的月封裝能力提升至670萬個，月投片產能提升至8千片。

　　試圖自主

　　為了培育自主設計能力，1996年首鋼日電開始接受國內外的委託設計。他們先後設計出不同功能的鐘錶電路、彩電遙控器電路和電子電錶電路，並由此逐漸成長為國內唯一的具有晶元設計、前工序晶元製造、后工序封裝和集成電路測試的完整生產鏈的企業。1998年7月，他們又封裝生產出國內第一塊64M動態RAM，使我國集成電路封裝生產躋身世界主流產品的行列，並且成為國內唯一能夠封裝生產4M、16M、64M動態RAM的企業。

　　NEC是從晶元研發、設計、製造到應用完全自成體系的大型電子企業。它對代工生產模式非常陌生。其實，這種模式也不符合NEC的經營戰略和利益。首鋼與NEC合資成立晶元生產公司的目的是要實現產業轉型，它對代工生產模式不僅不排斥，而且還非常歡迎。因此，雙方在代工生產問題上的認識差距很大。

　　首鋼為實現「在2010年前後，以信息產業為代表的高科技產業的規模、效益將超過鋼鐵業」的戰略目標，從未放鬆提高自行開發、設計、生產晶元能力的努力。在1999年NEC受到世界半導體市場不景氣的影響減少訂單，特別是在我國「打私」力度迅速加大的情況下，首鋼日電快速實現了從產品單一返銷國外向返銷國外與開發國內市場並重的經營戰略的轉變。該年，首鋼日電的前、后工序的生產線全部對外開放，先後接受了多家公司的代工，而且他們的通用晶元還以優異的質量通過了康柏、惠普和IBM等世界著名企業的認定。但在2000年半導體景氣回升，NEC的訂單增加的情況下，首鋼日電不得不中止對外代工業務，以滿足NEC的晶元生產需求。

　　為實現產業轉型的戰略目標，首鋼期待著在8英寸、0.25微米晶元上有所作為，這也是美國等發達國家當時能夠容忍轉移到中國的最高技術。2000年1月中旬召開的首鋼十四屆一次職代會上，首鋼總經理在報告中明確提出，要「積極安排啟動建設8英寸、0.25微米晶元生產線項目，加速微電子生產基地的建設」。同年5月，建設北方微電子產業基地研討會在首鋼召開，出席會議的北京市領導代表市政府明確表態，支持首鋼上8英寸、0.25微米項目。在北京市政府的大力支持下，首鋼果敢地喊出了「首鋼未來不姓鋼」的口號。

　　2000年12月，首鋼總公司、首鋼股份有限公司、首鋼高新技術有限公司、北京市國有資產經營公司以及美國AOS半導體公司等三家境外公司共同投資成立了北京華夏半導體製造股份有限公司(HSMC)，總投資額為13.35億美元。據首鋼股份公告，資本金部分由3家首鋼系公司出資1.2億美元；美國AOS半導體公司提供知識產權部分，另兩家境外公司分別出資1億美元；北京市國有資產經營公司投入4500萬美元，其餘部分由銀行貸款構成。

　　新成立的華夏半導體計劃首批動工興建兩條8英寸、0.25微米的晶元生產線，2002年投產，2004年形成月投片達4.5萬片的能力，其後再興建兩座晶元加工廠。與此同時，首鋼還力促首鋼日電將6英寸的晶元生產項目由0.35微米升級為0.25微米，並在此基礎上興建一條8英寸、0.25微米的晶元生產線，以同華夏半導體形成互補之勢。

　　放棄「芯」夢

　　但是2001年，全球半導體的大滑坡使局勢發生了逆轉。這一年，全球半導體的銷售額由2000年的2000億美元縮減至1400億美元。受這種少見的不景氣影響，美國AOS公司率先放棄華夏項目投資，致使該項目由其負責提供並承擔知識產權責任的承諾無法兌現，影響了項目的進展。緊接著另外兩家境外投資者也因為國際晶元市場低迷而撤資。為此，尋找新的合作夥伴成為首鋼的當務之急。首鋼股份先後與美國、荷蘭、日本等外國公司多次洽談，但未能取得實質性進展。此間，華夏欲收購韓國現代公司一條半導體生產線的方案也未能實現。自此華夏半導體項目陷入僵局。

　　2001年的半導體不景氣也導致NEC的業績出現惡化。是故，NEC再次大幅縮減給首鋼日電的訂單。在這種情況下，首鋼日電只好再次接受對外代工業務，其6英寸晶元升級項目雖得以繼續，但8英寸晶元項目不得不延期，並最終於2003年5月被迫喊停。長期追蹤半導體行業的日本記者認為，國際半導體市場嚴重萎縮，NEC晶元生產巨額虧損，導致NEC把實現贏利視作為頭等要務。此時，追加投資、提升技術水平很難成為決策者的議題，更何況NEC早已在上海與華虹合資啟動了8英寸晶元項目。不論是從整體發展戰略，還是從近年來的經營狀況來考慮，NEC都不可能在首鋼日電再建一條8英寸生產線。

　　虧損一年多之後，在2002年年底，首鋼總公司換屆，公司內開始傳出將回歸鋼鐵本業的呼聲。2003年1月，首鋼宣布，將斥資5億元投入北京現代汽車有限公司。這樣，首鋼的8英寸晶元項目事實上被擱置起來了。2004年10月26日，北京首鋼股份以公告的形式宣布，原擬用募集資金投資的8英寸晶元項目，由於市場變化，外方公司放棄合作投資，公司本著謹慎原則，在進行多方努力仍達不到原投資方案目標的情況下，做出終止華夏項目投資的決定，並將用於該項目的2.5億元募集資金投向「高等級機械用鋼」技術改造項目。這表明首鋼已不再「痴情」於高技術的晶元產業。

　　值得一提的是，自2003年開始，房地產成為了首鋼的核心業務之一。從這一年開始，首鋼以項目為單位通過參股和控股方式進行房地產開發，其地產分公司逐漸成為了中國房地產開發百強公司之一。

　　分析討論

　　從世界範圍來看，涉足半導體領域的大型鋼鐵企業很多。日本鋼管、新日鐵、川崎制鐵、住友金屬和神戶制鋼等日本大型鋼鐵企業也曾於上世紀80年代中後期投資半導體事業。台灣中鋼也於1994年引進德國技術開始生產8英寸晶元。但是，這些企業無一例外，最終都遭遇了挫折。

　　為何這些大型鋼鐵企業在向半導體事業領域進行轉型時都遭遇了挫折呢？回答這個問題，有必要從影響技術轉型的主要因素：國家戰略、技術學習、文化鎖定等處入手。

　　（1）國家戰略

　　鋼鐵企業放棄晶元產業有一個共同原因，那就是放棄弱相關的多元化。說到底，是出於股東價值最大化的邏輯考慮，剝離短期內不盈利的資產。從公司財務角度看，這是對的，這是對股東負責。當年的北京半導體巨頭們大部分最終都剝離了半導體研發業務，開始轉而開發房地產。而這些巨頭中，現今唯一存活的成為了世界級半導體行業巨頭的，只有屢敗屢戰，從不搞房地產的京東方。從財務理性的角度考慮，京東方並不是一家成功的企業。購買京東方股票的股民們當年對這家企業的批評聲不斷。它有大把的機會開發房地產，卻逆天而為去搞技術。如果沒有京東方的堅持，就沒有今天的中國液晶面板行業。

　　企業逐利是可以理解的，他們需要對股東負責。如果高新技術產業不能靠市場培育，那麼就需要國家扶持，不能任由市場的邏輯消滅可能的技術創新。在北京半導體巨頭們紛紛成為房地產巨頭后，國家對於晶元研發的扶持基本體現在對於部分重點實驗室的課題扶持和對龍芯等關乎安全領域的晶元研發扶持上。課題制和重點扶持等方式，只是解決了部分領域的晶元安全問題，但不能解決產業化問題。如果國家缺乏將半導體工業，尤其是集成電路工業作為重點支柱工業的戰略，那麼高新技術產業化就是空談。沒有高新技術產業化，就不能供給足夠多的高端研發崗位，國家付出巨大代價培養出來的人才就不得不轉行，以致高新技術產業化愈加難以實現。結果，這種惡性循環很難打破。在首都半導體巨頭們集體炒房之時，中國剛剛加入WTO，我們還沒有意識到核心技術不能受制於人的重要性，沒有在戰略層面給予該產業以足夠支持。

　　（2）技術學習

　　鋼鐵業的大量生產方式的確立始於19世紀後半葉，至今僅完成了兩次重大的技術創新。由於技術變動很小，故鋼鐵企業的生產設備更新速度非常緩慢。但是，同為工業生產原料的半導體材料的生產卻表現出了不同的特徵。其設備更新速度遠高於鋼鐵企業。1958年生產的硅單晶直徑通常只有15毫米，但1968年就增加到了50毫米，70年代後期又增加到150毫米，1986年、1996年又分別提高到200毫米和300毫米。硅單晶直徑每提高一次，生產設備就得相應地升級一次。問題是集成電路生產設備的更新速度比硅晶片的還要快。如動態RAM的容量在過去20年，即以每3年增加4倍的速度在高速增長。這樣的增長速度導致半導體生產設備運轉三年後便會面臨淘汰的危險。除此之外，鋼鐵產業和半導體產業的生產幾何尺寸和加工精度也相差懸殊。

　　由於半導體產業的技術與設備的更新換代速度遠高於鋼鐵產業，這就為鋼鐵企業以模仿創新的方式進軍半導體加工領域設置了一個重大的難題。那就是，在技術和設備引進之後，如何迅速消化、吸收，並在該技術和設備遭淘汰之前形成自主創新能力。否則，就無法逃脫「引進→落後→再引進→再落後」的怪圈。半導體加工技術和設備極其昂貴，任何企業都承載不起持續多次的引進。而要避免持續多次的引進，企業只有在技術學習方面狠下功夫。

　　國內外有關技術學習模式的討論已有不少，但都忽略了企業技術學習速度或時間問題。企業因為技術落後才以直接購買或合資經營等方式引進技術和設備，引進的即使是最先進的技術和設備，在引進企業消化、吸收該項引進技術期間，輸出企業的技術和設備通常都會有所發展，於是引進企業和輸出企業之間又形成了一定的技術差距。如果輸出企業輸出的本來就不是最先進的技術和設備，則雙方之間的技術差距會更大。引進企業和輸出企業之間的技術差距越大，對引進企業市場競爭力的形成就會越不利。因此，引進企業必須努力縮小與輸出企業之間形成的技術差距。其辦法有二：一、開始新一輪的技術引進；二、通過技術學習形成自主創新能力。

　　第一種情況下，如果處理不好引進技術的消化、吸收和提高問題，又會出現新一輪的技術落後。顯然，問題的關鍵是如何通過技術學習形成自主創新能力。技術學習存在一個時間問題，如果引進企業在輸出企業完成新一輪技術升級前，不能有效地通過技術學習迅速追趕上來，則引進企業在市場競爭中將會不可避免地再一次陷入被動境地，其結果是引進企業很難擺脫對輸出企業的技術依賴。這些，從我國近年來的技術引進實踐中可以看得非常清楚。

　　首鋼曾從NEC獲得了成套半導體加工設備和相應的技術。這些設備和技術儘管在當時不是最先進的，但在獲取之初，它還算是先進的，至少不算是落後的，否則首鋼不會為獲取它而付出那麼大的代價。加上，首鋼為導入半導體技術事前已做了不少準備，奠定了比較好的技術引進基礎。所以，在進軍半導體領域之初都實現了一定程度的贏利。問題是這種良好勢頭沒能得以維持。其主要原因是，半導體加工設備和技術更新速度太快，儘管首鋼公司在半導體領域形成了一定的技術學習基礎，但是以他們的技術力量和經濟實力很難在很短的時間內對引進技術進行有效的消化、吸收和提高，故無法迅速縮小與主流半導體廠家之間的技術差距。

　　半導體生產設備運轉三年後便會面臨淘汰的危險，如果沒有一支實力雄厚的技術隊伍，根本無法適應如此快的設備更新和技術升級。首鋼雖擁有強大的經濟實力，但它在半導體人才的儲備和培養方面並無多少優勢可言。由於無法依靠自身的力量通過技術學習來縮小技術差距，故首鋼不惜以首鋼日電的控股權來換取NEC的新一代半導體加工技術。在自身無法通過技術學習迅速形成技術創新能力的情況下，即使可以通過再次引進之類方法暫時擺脫技術明顯落後的困境，但不可能從根本上扭轉技不如人的局面，因而企業很難在技術引進之後的長期競爭中獲勝。

　　（3）文化鎖定

　　企業在其發展過程中會逐漸形成一種「文化鎖定」。這種文化鎖定會為企業在特定領域的發展提供競爭優勢，但它也會成為企業推進多元化戰略時的障礙。因為文化鎖定容易造成思維定勢、決策僵化，削弱企業的創新能力，並降低企業實行技術轉型的積極性。由於企業在現有技術上已經進行了巨大投資，並由此獲得了社會認同和大量財富，因此人們通常不願意將各種資源由已經取得成功的領域轉投到新的、尚未證實的領域，而更願意把主要精力和資源投放到現有生產體系的維持與改進上。即使是企業的決策者們富有遠見卓識，願意推進多元化戰略，實施技術轉型，以促進企業持續、穩定的發展。但是，企業長期形成的文化傳統不是一朝一夕所能改變的，尤其是當這種文化曾經孕育過成功時更不容易改變。因此，企業在推進多元化戰略時，面臨的不僅僅是技術轉型問題，還有文化轉型問題。如果轉型前的企業文化不能迅速地得以改造，那麼它極易成為技術轉型的障礙，從而導致技術轉型的最終失敗。

　　晶元製造業是產品更新換代迅速、市場波動性強、強調應變能力和核心技術的產業；而鋼鐵業則是生產和銷售比較穩定、更強調安全性和計劃性的產業。半導體產品的急速更新和市場行情的劇烈波動，要求致力於進入半導體產業並寄希望在激烈的競爭中立足、發展的企業決策層能夠對產品的發展前景作出準確的預期，而且還要對瞬息萬變的市場作出及時、恰當的反應。不僅如此，它還要求企業擁有一支應變能力強、工作效率高的管理團隊，以及擁有追求動態成長的經營理念及與之相適應的創新文化和創新機制。然而，對那些欲推進多元化戰略的鋼鐵企業來講，要做到這一點，並非易事。因為鋼鐵企業注重的是生產的穩定性和安全性。為實現此一目標，鋼鐵企業制定了一系列相應的規章制度，並將其付諸實施。久而久之，企業內部便形成了一種謹慎決策、安全第一的文化氛圍。這種求穩、懼怕動蕩的結果是鋼鐵企業對市場變動、乃至技術更新的反應遠不如半導體企業那樣靈敏。

　　半導體企業要求決策者和管理層對市場的急劇變動和技術的快速更新必須及時、快速地作出反應。首鋼日電的管理者中儘管有一些來自於NEC，但是大多數管理人員均來自首鋼（772名員工中，日籍員工只有14人）。他們長年在首鋼工作，深受首鋼企業文化的影響。至於首鋼的華夏項目則幾乎是一個徹頭徹尾地由首鋼決策的項目。雖說首鋼的企業文化曾為其帶來過輝煌，但鋼鐵企業和半導體企業之間的文化差異有著天壤之別，故實施轉型的難度相當大，尤其是在給定的轉型時間極其短暫的情況下。既然新成立的半導體事業部門不能不大量使用原有的鋼鐵業經營管理人才，難以克服鋼鐵企業決策風格和工作習慣的影響，也即無法在短期內成功地衝破原有企業文化的鎖定，那麼新事業進展不順也就在所難免。

　　（4）結語

　　通過上述考察，我們基本上可以得出這樣的結論：

　　1、對於晶元這樣的高技術產業，作為後發國家，沒有政府的戰略性支持是難以為繼的。完全依賴市場，先發國家的晶元製造業都有因財務問題出局的可能。若想不受制於人，國家需要有戰略定力。

　　2、選擇模仿創新之路，雖然可以繞過投巨資從事原創技術研發可能遭遇的風險，但在技術學習過程中同樣必須支付高額的學習成本，而且支付了這些學習成本之後，如不能在引進技術與設備的更新換代周期內迅速形成自主創新能力，就有可能再次陷入技術落後的被動局面。

　　3、在一個領域取得成功的人才和企業，不一定能在另一個相關度不大的領域取得同樣的成功。技術類型不同的企業對人才和企業文化的要求是不同的。企業在推進多元化戰略時，必須妥善處理好人員的調動和搭配問題，以利形成適合目標產業發展的新型企業文化。