1、2023年1月18日星期三电子科学与技术导论电子科学与技术导论PPT本课程内容1.电子科学与技术发展历史2.电子科学与技术研究基础和内容 物理基础和数学基础;基本半导体器件;电子系统工程分析方法和EDA工具;3.基本应用技术4.集成电路5.在系统可编程技术和SOC技术6.中国集成电路(芯片)展望7.应用示例 集成电路开启新时代 50 年前，注重视知识产权的美国上演了这样一场争议，美国TI 公司（德州仪器 Texas Instruments）的Jack Kilby发明了的IC（Integrated Circuit）；差不多在此同时，美国仙童公司（Fairchild）的Robert Noyce 宣
2、布了他发明的IC，法院最终裁决为同时发明，各有知识产权。对簿公堂并没有影响IC 的发展，从此，一个崭新而又伟大的时代开启了。1958年杰克基尔比发明的第一块集成电路 1959年罗伯特诺依斯 发明可商业生产的集成电路 集成电路开启新时代|1965年，Gordon Moore总结出IC上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍，即3年4翻的增长规律。|随后的近50年里，计算机变成人们不可或缺的工具，信息技术由实验室进入无数个普通家庭，因特网.多媒体视听设备丰富着每个人的生活，IC 已经成就了年产值3000 亿美元的巨型产业。|这个时代不断的给我们带来惊喜，越来越小的设计线宽
3、和越来越高的集成度一直完美的演绎着“摩尔定律”。2005年，90nm设计线宽的集成电路产品开始上市，集成电路技术的总体水平自此跨入了全新的纳米时代。2006年，在90nm产品逐渐增多的同时，基于65nm技术的集成电路产品相继出现。2007年，各类60nm65nm水平的DRAM、FLASH、ASIC、FPGA等电路产品已经大批量生产，45nm工艺技术的成熟程度也在不断提高，多类产品开发成功，商品化产品开始进入市场。作为45nm之后的32nm技术，近期也取得了进展。1947年12月23日，贝尔实验室在助听器中展示了人类第一块晶体管，William Shockley被誉为晶体管之父。在随后的10年中
4、，晶体管技术不断进步，包括随后发明的单锗晶硅、生长结型晶体管、接触型硅晶体管和固态晶体管开关等，德州仪器和贝尔实验室分别在1954年推出晶体管收音机和全晶体管计算机，并且，1957年美国第一个轨道卫星“探测者”也首次使用了晶体管技术。晶体管的问世，是20世纪的一项重大发明，是微电子革命的先声。晶体管出现后，人们就能用一个小巧的、消耗功率低的电子器件，来代替体积大、功率消耗大的电子管了。晶体管的发明又为后来集成电路作好了基础。也正是因为有了集成电路才把晶体管的优点充分地、全方位地展现出来。两项发明可谓姊妹华章，晶体管的产业化过程为集成电路的发明作了准备，集成电路的技术进步又推动了晶体管的进展。1
5、947年发明的点接触型晶体管和集成发展有关的 人和事|杰克基尔比(Jack Kilby)：集成电路鼻祖 大学毕业后，基尔比选择了一家电子器件供应商制造收音机、电视机和助听器的部件，在工作之余，基尔比还在在威斯康星大学上电子工程学硕士班夜校。1958年，34岁的基尔比加入德州仪器公司。也正是德州仪器这一温室，孕育了基尔比的成就。当时公司的工程师们因为受到晶体管发明的鼓舞，开始尝试设计高速计算机，但是晶体管的发明虽然意义重大，但是问题还没有完全解决，应用晶体管组装的电子设备还是太笨重了，工程师设计的电路需要几英里长的线路和上百万个的焊点，没有人能建造它们。显然，个人拥有计算机，仍然是一个遥不可及的
6、梦想。针对这一情况，基尔比提出了一个大胆的设想：“可以在一个半导体单片上安置以下电子元器件：电阻、电容、晶体管等。”这个新来的工程师开始试制一个叫做相位转换振荡器的简易集成电路。1958年9月12日，基尔比成功地实现了把电子器件集成在一块半导体材料上的构想，研制出了世界上第一块集成电路，并通过了德州仪器公司高层管理人员的检查，这一天，被视为集成电路的诞生日，而就是这枚小小的芯片，开创了电子技术历史的新纪元。从此从此,集成电路取代了晶体管集成电路取代了晶体管。|和集成发展有关的 人和事 伟大的发明总是需要经过时间的 考验 才能证 明它的价值。从 1958年发明集成电路，到2000 年获得诺贝尔奖
7、，这是一个迟来 四十二年的诺贝尔物理学奖。也就愈突显出基尔比的成就。诺贝尔奖评审委员会曾经这样 评价基尔比：“为现代信息技 术奠定了基础”。基尔比对人类社会的贡献无法估量，他曾经工作过的德州仪器公司董事会主席汤姆恩吉布斯是这样评价他的：“我认为，有几个人的工作改变了整个世界，以及我们的生活方式亨利福特、托马斯爱迪生、莱特兄弟，还有杰克基尔比。如果说有一项发明不仅革新了我们的工业，并且改变了我们生活的世界，那就是杰克发明的集成电路。”|但是这位集众多荣誉于一生的大师，却始终保持着工程师的朴实与脚踏实地的精神，在其一生中，他始终投身于改变人类生活的电子发明领域，他一生中有六十多项发明。|迄今为止，
8、正全面改造人类的个人电脑、移动电话等3C产品，皆源于他的发明。2005年6月20日，杰克基尔比在与癌症作了艰难的搏斗之后，在德州达拉斯市的家中与世长辞，享年81岁。和集成发展有关的 人和事|罗伯特 诺伊斯（Robert Noyce）：科学、商业双料巨人 他在基尔比的基础上发明了可商业 生产的集成电路，使半导体产业由 “发明时代”进入了“商用时 代”。同时，还共同创办了两家 硅谷最伟大的公司：一个是曾经 有半导体行业“黄埔军校”之称 的-仙童(Fairchild)公司，一个 是当今世界上最大设计和生产半导体的科技巨擎英特尔公司。1959年7月，诺伊斯研究出一种二氧化硅的扩散技术和PN结的隔离技术
9、，并创造性地在氧化膜上制作出铝条连线，使元件和导线合成一体，从而为半导体集成电路的平面制作工艺、为工业大批量生产奠定了坚实的基础。与基尔比在锗晶片上研制集成电路不同，诺伊斯把眼光直接盯住硅地球上含量最丰富之一的元素，商业化价值更大，成本更低。自此大量的半导体器件被制造并商用，风险投资开始出现，半导体初创公司涌现，更多功能更强、结构更复杂的集成电路被发明，半导体产业由半导体产业由“发明时代发明时代”进入了进入了“商用时代商用时代”。和集成发展有关的 人和事|当然在这个“商用时代”还诞生了诺伊斯最大的成就：1968年诺伊斯离开了曾经有半导体行业“黄埔军校”之称的-仙童(Fairchild)公司（孕
10、育出包括英特尔、AMD、美国国家半导体等当今半导体行业著名公司）与戈登-摩尔、安迪-格罗夫同创建了英特尔（Intel）。1971年，诺伊斯所在的Intel成功地在一块12平方毫米的芯片上集成了2300个晶体管，制成了一款包括运算器、控制器在内的可编程序运算芯片，也就是我们现在所说的中央处理单元（CPU），又称微处理器，这也是世界上第一款微处理器4004。开始了英特尔（Intel）飞速发展，从 1968年的收入为零直到今天超过三百五十亿美金营业额。一个人同时置身科学界和企业界，最终还能功德圆满，实属罕见，而诺伊斯却做到了，他已经成为半导体工业的象征人物，人们尊敬的称他为：“硅谷市长”。这位“硅谷
11、市长”的成就也成为半导体行业工程师日夜奋斗的目标。和集成发展有关的 人和事|戈登 摩尔（Gordon Moore）：一个人一个行业的定律一个人一个行业的定律 在今天的IT行业有 一个神话，这个神 话就是一条定 律把一个企业带到 成功的巅峰，这个 定律就是“摩尔定 律”，而这个企业就是Intel。这个定律的发现者不是别人，正是世界CPU市场霸主Intel公司的创始人之一的戈登摩尔。1929年1月3日，戈登摩尔出生在距离旧金山南部的一个小镇，1954年获物理化学博士学位，1956年同诺伊斯一起创办了传奇般的仙童(Fairchild)公司，主要负责技术研发。1968年在诺伊斯辞职后，戈登摩尔跟随而去
12、一起创办了Intel,1975年成为公司总裁兼CEO。和集成发展有关的 人和事|摩尔定律的伟大不仅仅是促成了英特尔巨大的商业成功，半导体行业的工程师们遵循着这一定律，不仅每个月将晶体管的数量翻一翻，更是意味着同样性能的芯片每18个月体积就可以缩小一半，成本减少一半。也可以说是因为摩尔定律让我们生活中的电子产品性能越来越强大，体积越来越轻薄小巧，价格越来越低廉。1998年已经退休的摩尔从美国前总统布什的手中接过了美国技术奖。今天，他的名字就像他提出的“摩尔定律”一样，响彻在半导体行业每个人的心中。摩尔定律就像一股不可抗拒的自然力量，统治了硅谷乃至全球计算机业整整三十多年。和集成发展有关的 人和事
13、|安迪 格罗夫(Andy Grove)微处理器之王狂妄的匈牙利人 “Only the paranoid survive”只有 偏执狂才能生存。说 这句话正是安 迪格 罗夫。还记得没有电脑之前的生活吗？可以这样说，没有英特尔的微处理器，就算一万个年少轻狂才华横溢的比尔盖茨也无济于事。从1987年接过英特尔的接力棒之后，他不断以打破传统、挑战现有逻辑的战略思维，使微处理器这颗数字革命的心脏强劲跳动，为数字时代提供源源不断的动力。同样地，没有安迪格罗夫，也就没有今天最成功的半导体公司英特尔。和集成发展有关的 人和事|进入20世纪80年代，随着美国经济的衰退与日本人咄咄逼人的攻势，英特尔公司最终储存业
14、务陷入了重重困境，财务周转失灵，库存积压成山。1986年格罗夫提出的新的口号“英特尔，微处理器公司”，毅然舍弃储存业务把英特尔的主营业务转到微处理器上去。正是这个决策让英特尔顺利地穿越了存储器劫难的死亡之谷，使英特尔从一个二流的DRAM厂商转变为一个垄断性的CPU厂商。同年英特尔推出386系列处理器，又相继推出486，奔腾系列中央处理器，处理器的性能越来越强大，速度越来越快，甚至不再是简单的单个核心，双核、四核的处理器逐渐步入人们生活，个人电脑时代来临了。印有“Intel Inside”品牌标志的处理器成了世界上80%计算机的心脏，“Intel Inside”一度成为本产业的黄金标准响彻全球也
15、在改变着世界。和集成发展有关的 人和事|张忠谋:新行业机构的缔造者 一个人定义了一个 产业，一个人开创了 一个新的代工时代，一个人让整个集成电 路行业更有活力，这 个人就是张忠谋。27岁的张忠谋效力于德州仪器公司，并且一干就是25年。1985年，受台湾方面邀请，张忠谋辞去在美国的高薪职位返回台湾，出任台湾工业技术研究院院长，致力于台湾半导体业的崛起和产业升级，1987创建了全球第一家专业代工公司台湾积体电路制造股份有限公司（台积电）台湾积体电路制造股份有限公司（台积电）开创了半导体代工时代。和集成发展有关的 人和事|在台积电之前集成电路行业的模式都是一样的：所有的集成电路都是自己设计自己做，I
16、ntel、三星等公司集芯片设计和生产于一体，全能但庞大臃肿。正是这种大而全的设计生产方式，带来了高成本，高门槛的弊端，放慢了整个集成电路行业的步伐。看到这一商业机会的张忠谋，大胆成为第一家“纯”晶圆代工公司，不与客户竞争，不设计或生产自有集成电路，只帮助半导体公司生产已经设计成型的集成电路。正是这种模式为台积电带来巨大财富的同时也创造了两个新的行业晶圆代工厂，Fabless（无生产线集成电路设计公司）。由于省去了费用高昂的晶圆制造环节，集成电路行业整体门槛降低，诞生了一大批新生的具有活力的集成电路设计公司，为整个集成电路行业带来了新活力与创意。20072007年，英特尔宣布与台积电同时生产年，
17、英特尔宣布与台积电同时生产4545纳米工艺的芯纳米工艺的芯片。这标志着台积电在技术提高方面如此可靠，以至于片。这标志着台积电在技术提高方面如此可靠，以至于像英特尔这样的国际性大芯片公司都决定停止或放缓自像英特尔这样的国际性大芯片公司都决定停止或放缓自己生产技术的发展步伐，把己生产技术的发展步伐，把更多的精力放在技术研发领域。同时传统芯片公司NXP和德州仪器公司也宣布，将停止开发一些芯片生产技术，转而与台积电等亚洲晶圆代工企业制造芯片，集成电路细分工时代全面到来，一个崭新的更具活力的集成电路行业展现在我们面前。和集成发展有关的 人和事|仙童：人材定成败 仙童半导体是整个半导体发展史的一个传奇。如
18、果不是当初的八叛逆加入到仙童，那么也就没有现在的Intel,AMD,NS,ADI等等众多的半导体行业领军者.是半导体界公认的世界上最大、最富创新精神和最令人振奋的半导体生产企业，为硅谷的成长奠定了坚实的基础。更重要的是，这家公司还为硅谷孕育了成千上万的技术人才和管理人才，它不愧是电子、电脑业界的“西点军校”，是名符其实的“人才摇篮”。和集成发展有关的 人和事|八位年轻的科学家从美国东部陆续到达硅谷，晶体管之父投奔到肖克利麾下。与肖克利在研发方向上产生矛盾后，八位青年在诺依斯带领下离开了实验室，肖克利怒不可遏地骂他们是“八叛逆”（The Traitorous Eight）。“八叛逆”找到了已经6
19、0多岁的费尔柴尔德先生，他仅仅提供了3600美元的种子基金，要求他们开发和生产商业半导体器件，并享有两年的购买特权。于是，“八叛逆”创办的企业被正式命名为仙童半导体公司，“仙童仙童”之首自然是诺依斯之首自然是诺依斯。到1958年底，“八叛逆”的小小公司已经拥有50万销售额和100名员工，依靠技术创新优势，一举成为硅谷成长最快的公司。|1959年2月，德克萨斯仪器公司（TI）工程师基尔比（J.kilby）申请第一个集成电路发明专利被公诸于众.|诺依斯同时正在用蒸发沉积金属的方法代替热焊接导线，这是解决元件相互连接的最好途径。仙童半导体公司开始奋起疾追。1959年7月30日，他们也向美国专利局申请
20、了专利。和集成发展有关的 人和事|60年代的仙童半导体公司进入了它的黄金时期。到1967年，公司营业额已接近2亿美元，在当时可以说是天文数字。公司在业内的地位也越来越重。然而，也就是在这一时期，仙童公司也开始孕育着危机。母公司总经理不断把利润转移到东海岸，去支持费尔柴尔德摄影器材公司的盈利水平。目睹母公司的不公平，“八叛逆”陆续脱离了仙童公司。|80年代初出版的著名畅销书硅谷热（Silicon Valley Fever）写到：“硅谷大约70家半导体公司的半数，是仙童公司的直接或间接后裔。在仙童公司供职是进入遍布于硅谷各地的半导体业的途径。1969年在森尼维尔举行的一次半导体工程师大会上，400
21、位与会者中，未曾在仙童公司工作过的还不到24人。”和集成发展有关的 人和事|人才大量流失是硅谷发展的“福音”，给仙童半导体带来的却是一场灾难。从1965年到1968年，公司销售额不断滑坡，还不足1.2亿美元，连续两年没有赢利。|为了找人接替诺依斯的工作，费尔柴尔德不惜重金从摩托罗拉公司请来霍根博士，霍根在仙童6年尽了最大的努力，使销售额增加了两倍。但仙童半导体公司的灵魂人物已经离去，1974年，无力回天的霍根，把权柄交给36岁的科里根，而他的继任者却在二三年内，让这家公司从半导体行业的第2位，迅速跌落到第6位。|70年代末，科里根终于发现，挽救仙童半导体公司的最好途径是把它卖掉。几经周折，他最
22、终选定了一家拥有21亿美元资产的施拉姆伯格（Schlumberger）公司，尽管这是一家法国公司，而且是经营石油服务业的公司。|外资似乎也不能给日益衰败的仙童半导体注入活力，原本可以让仙童快速进入机器人生产领域，但他们没有这样做。实际上，在继续亏损后，仙童又被用原价的三分之一转卖给另一家美国公司，买主正是原仙童总经理斯波克管理的国民半导体公司（NSC），仙童半导体品牌一度寿终正寝 和集成发展有关的 人和事|1996年，国民半导体公司把原仙童公司总部迁往缅因州，并恢复了“仙童半导体”的老名字。但是，拥有员工6500人的“硅谷人才摇篮”却不得不退出了硅谷。命运多舛的“仙童”，1997年3月被国民半
23、导体公司以5.5亿的价格再次出售。|被人买来卖去的滋味肯定不好受，仙童半导体CEO和总裁庞德（K.Pond）希望对公司实施了战略性重组。仙童半导体公司终于具有中立的身份。之后的仙童虽然也叫Fairchild，但意义却与原来大不相同。事实上1987-1997这十年中Fairchild在业界消失了，1997年的再度回归则冠名为飞兆半飞兆半导体导体。|果不其然，庞德旗下的飞兆半导体开始腾飞的步伐，目前的飞兆半导体是一家专门从事电源管理的半导体设计制造企业，世界排名前三位，年营业额16亿美元左右。和集成发展有关的 人和事|摩托罗拉：失魂落魄摩托罗拉：失魂落魄|今天的人们大多以为英特尔是当代半导体产业的
24、开创者，这是因为半导体工业的真正鼻祖摩托罗拉在PC大规模进入家庭时已经败给了英特尔。如今Moto品牌的芯片已经看不到，它只属于收藏爱好者了。|摩托罗拉一度以前无古人地频率每隔10年便开创一个工业领域。成立80年来，它发明过车载收音机、彩电显像管、全晶体管彩色电视机、半导体微处理器、对讲机、寻呼机、蜂窝电话以及“六希格玛”质量管理体系认证，它先后开创了汽车电子、晶体管彩电、集群通信、半导体、移动通信、手机等多个产业，并长时间在各个领域中找不到对手。和集成发展有关的 人和事|但当这些工业兴盛起来，进入寡头竞争的成熟阶段之后，它却遭遇一次又一次重大的挫败。1974年，它退出电视机行业，1998200
25、8年，它又一口气在10年间退出了自己所开创的半导体、汽车电子这些业务在它的手上陷入困境，它一旦撒手往往又起死回生。最新的迹象显示，摩托罗拉很可能要放弃它的手机业务。如果这个令人遗憾的消息真的变为现实，它几乎退守至集群通信和网络机顶盒这两个市场狭小的B2G、B2B市场，它将不再是一家B2C公司。|1955年，摩托罗拉推出车载收音机用锗晶体管，这是全球第一个进入商用的半导体产品。摩托罗拉由此开创了半导体集成电路产业。19601960年代摩年代摩托罗拉在半导体行业保持领先时，英特尔还是一托罗拉在半导体行业保持领先时，英特尔还是一家危机重重的存储器制造商家危机重重的存储器制造商。直到1978年英特尔和
26、摩托罗拉几乎同时推出16位的第三代微处理器8086和68000，后者集成的晶体管数目(68000个)是前者的(不到3万个)两倍还多。当时，惠普、Sun等厂商的工作站都采用的是摩托罗拉处理器.|1982年，英特尔和摩托罗拉又同年推出80286和68010，后者性能明显好于前者，继续作为当时主要工作站的处理器。在32位微处理器的较量中，摩托依然在技术上占上风，它的68020 明显好于英特尔的 80386，被苹果选作1984年推出的Macintosh电脑的处理器，支持其大名鼎鼎的Power Mac系列电脑。之前的1981年，IBM公司将8088芯片用于其研制的PC机中。|风水轮流转，1991年，IB
27、M、苹果两家没落贵族又和摩托罗拉走到一起，成立PowerPC联盟联手抗击英特尔。虽然PowerPC在技术体系架构上要比英特尔的x86 CPU性能优越得多，但由于PowerPC在操作系统和应用软件方面已经落后Wintel(微软+英特尔)阵营太多，联盟分崩离析。此后，苹果Mac龟缩高端市场，摩托罗拉为苹果定制的芯片难以在其他产品上使用，使得其PC芯片未能成为工业标准。1010年后，苹果也开始使用英特尔的处理年后，苹果也开始使用英特尔的处理器，摩托罗拉在市场上被英特尔越拉越远，只得彻底淡器，摩托罗拉在市场上被英特尔越拉越远，只得彻底淡出微机处理器市场，专攻通信和消费电子等嵌入式芯出微机处理器市场，专
28、攻通信和消费电子等嵌入式芯片。片。.|之所以说摩托罗拉败的并不冤枉，是因为这之后它在同一条河里又跌倒了一次在手机数字信号处理器(DSP)芯片上的败北如出一辙，无论失败的原因还是过程都几乎一模一样。|在该领域，摩托罗拉的对手是同样有着悠久历史的德州仪器(TI)。1980年代初，摩托罗拉和德州仪器分别推出了自己的DSP，形成双寡头格局，摩托罗拉要领先于德州仪器。但后来却是德州仪器成了通信芯片产业里的英特尔，最主要的原因还是在于摩托罗拉拥抱了逆时代潮流的封闭政策。|以前摩托罗拉的手机半导体按规定只能供应给本公司的手机部门，不可供给其他手机商。在摩托罗拉一家独大的模拟时代，这一策略有利于延续垄断地位；
29、但到了数字时代，当市场已经进入一个竞合游戏阶段，摩托罗拉依然错误的继续该策略。结果，诺基亚、爱立信等手机商在被摩托罗拉拒绝之后，转向了自己不做手机的德州仪器，成就了后者的辉煌。|1995年以后，摩托罗拉半导体部门始终处于亏损状态。2001年摩托罗拉遭遇到公司成立70多年来的首次亏损，而半导体业务的亏损就占到了1/3。到2002年，一直排名世界前三的摩托罗拉半导体业务不仅销售额已不在全球前10名之内，而且运营亏损高达15亿美元，占到整个公司亏损额的4/5。股东们向高尔文家族施加压力要求卖掉这块业务。2003年10月，尽管老高尔文反对，但摩托罗拉还是倒贴2亿多美元，将半导体业务拆分成独立将半导体业
30、务拆分成独立的公司飞思卡尔的公司飞思卡尔(Freescale)(Freescale)。|摩托罗拉作为芯片巨人的衰败，与其通信业内的败局异摩托罗拉作为芯片巨人的衰败，与其通信业内的败局异曲同工，都是因为在通吃产业链的野心之下，习惯性地曲同工，都是因为在通吃产业链的野心之下，习惯性地拥抱封闭的技术或产业系统，而没有看到一个开放的、拥抱封闭的技术或产业系统，而没有看到一个开放的、标准化的、产业协作时代的到来，最后被擅长在开放合标准化的、产业协作时代的到来，最后被擅长在开放合作中赢利的后起之秀所超越。作中赢利的后起之秀所超越。|应该说，摩托罗拉犯下上述错误虽然在今天看来不可思议，却有着其历史必然性。早
31、期的摩托罗拉作为半导体、移动通信、集群通信、汽车电子工业的开创者，在这些当时最前沿的“高科技领域”都处于绝对领先地位。摩托罗拉以舍我其谁的技术创新就可以创造出一个又一个市场，并在一个个“供给创造需求”的市场中引领产业的方向和潮流。和集成发展有关的 人和事|首钢：中国芯梦首钢：中国芯梦|地铁苹果园站下车，向北走几站地。几栋独立的厂房、正在装修的工人、出来买菜的大妈、路边下棋的大爷、寥寥的私车与开的极快的公交，构成了如今八大处高科技园区。回想2002年，13亿美元巨额投资的华夏半导体公司，最终却没有注册挂牌。首钢为此成立的20人编制的“八英寸芯片筹备组”，一直在办公桌前筹备了2年多，既没有解散，也
32、似乎无事可干。|首钢是中国最早一批拥有自主芯片梦的厂商之一，早在联想倪光南与柳传志还在踌躇是否置身于芯片业的热潮中，首钢就已经开始进行多元化市场的尝试，成为了中国首家生产6英寸，0.35微米芯片的制造企业。但事实上该项目一直都处于低迷期，首钢日电上马8英寸芯片，联手清华大学开展芯片设计实验室，意图打造北方的微电子研发-制造产业基地。2000年开始的这一计划至今进展缓慢，规划中的八大处高科技园区现在已不属于首钢，入驻的企业仍然不够份量，远远没有亦庄，上地甚至总部基地繁荣。而华夏半导体公司也因为外方股东不看好，资金无法到位使得此项目挂牌两年却未修成正果。首钢本意是发挥资本优势，也想像如今的Inte
33、l那样带动周边，打造一个超级的产业链。现在首钢搬迁了，石景山也转型成京城的CRD(首都休闲娱乐区)，而闭口不提整个芯片业务的拓展。和集成发展有关的 人和事|这种令人尴尬的情况显示出了北京在“打造芯片产业基地”上的失意。同时也显示出了当年中国对于造芯的憧憬。中国对于芯片的渴望实在是太迫切了，1999年芯片消耗总量为436亿，国产芯片产值为83.6亿，占世界总额1%，占中国总额也只有不到20%的份量，而且其中有一半的产量都出口了。这种大环境使得人们致力于打造拥有自主产权的芯片业，这同时是中国第二次大规模集成电路产业的跃进，第一次九零八工程的教训让大家知道整个半导体产业是一个相当长的链条，拿来主义并
34、不能简简单单的拯救整个产业。因此，合资与合作成为了当时的主导思想。|但实际合资与合作并没有取得较大成功，知情人士认为，没有掌握核心技术是首钢芯片项目无果而终的最大原因。按照双方签订的合同，NEC控制了首钢日电从技术到销售的全局，首钢生产出来的集成电路芯片产品全部返销至NEC自己的产品线上。长期的单一供货造成了首钢自己的设计能力十分有限，制造、封装方面的核心技术也没有得到提高。作为拥有51%股权的大股东，NEC只是把首钢日电当作一个生产基地，并没有把先进技术转移过来，在与上海华虹合作8英寸芯片之后，NEC更不会再追加首钢日电投资。日本半导体厂商基本都是垂直制造模式，从研发、设计制造到应用，完全自
35、成体系，和集成发展有关的 人和事|908工程：中国的芯片制造之痛工程：中国的芯片制造之痛|908工程意为中国发展集成电路的第八个五年计划，其主体承担企业是无锡华晶。1990年始，国家集中投资20多亿元，目标是在无锡华晶建成一条月产1.2万片、6英寸、0.81.2微米的芯片生产线。但由于审批时间过长，工程从开始立项到真正投产历时7年之久，而芯片行业不到两年换一代产品。及至1997年建成投产时，华晶的技术水平已大大落后于国际主流技术达四至五代，月产仅800片左右，投产当年即亏损2.4亿元。|走投无路下，从1998年2月起，华晶将部分设备租给香港上华半导体公司。而上华只对外筹集了2800万美元，引进
36、美国的技术、台湾的团队后，5个月内华晶就开始量产了。1999年8月，华晶和上华合作的工厂转制为合资公司无锡华晶上华半导体公司，上华持股51，华晶49。2002年9月香港华润集团正式宣布完成收购华晶。|作为中国第一次发起的对芯片产业的大规模冲击，908工程的失败源于其计划经济的运行体制，尤其在芯片产业愈发商业化、国际化的背景下，908工程困境凸现：研发跟不上国际先进技术的步伐，产业化程度低，产品的批量生产能力迟迟不能扩大。和集成发展有关的 人和事|909工程：艰难的进步|1995年12月，中国电子工业有史以来投资规模最大的国家项目“909”工程确定，其内容是建设一条8英寸、0.5微米技术起步、月
37、加工2万片的超大规模集成电路生产线。“909”工程是20世纪90年代第九个五年计划之中，国家发展微电子产业重点工程的简称，其主体为上海华虹集团。|这项体现国家意志、投资总额超过了建国以来所有集成电路项目投资的总和、达到100亿元的工程，从一开始，就想避开908工程的种种弊端。因此其方针定为：以市场为导向，以不断升级的产品线为基础，以自主设计开发产品、建立全球市场营销网络和高水平的经营管理队伍为依托，建设集芯片设计、制造和销售为一体，并以整机发展紧密结合的中国微电子行业大型跨国企业集团。|华虹的进程并不顺利。开始时被外国人嘲笑为“中国人以为有了钱就能搞半导体”，搞“错位”了；工程开工建设了，恰逢
38、半导体市场低迷，全世界半导体工厂纷纷缓建或停工；想自力更生，却发现已经开工建设的超净厂房没有预见到未来的发展；和日本NEC公司合作成功，却又招来了批评；还没来得及为当年投产当年盈利的成绩庆贺，就遭遇了世界范围的半导体存储器市场一落千丈，刚刚上路的生产线必须转型代工。和集成发展有关的 人和事|汉芯耻 一亿以上的拨款的项目，一块承载着国人梦想的芯片，最有可能成为中国芯片发展史的标志之一的汉芯，居然是赝品！2003年2月，在摩托罗拉公司做测试的工程师陈进，将一片从美国买来的MOTO-free scale 56800芯片，雇请他人磨掉原有标志，然后加上自己的“标识”，变成了所谓“完全拥有自主知识产权”
39、的“汉芯一号”，申请了多项专利，并借此当上了上海交大微电子学院院长、博导以及“长江学者”。同时借助“汉芯一号”，陈进又申请了数十个科研项目，骗取了高达上亿元的科研基金。和集成发展有关的 人和事|中芯国际的成立与壮大，标志着中国半导体制造行业率先进入世界顶尖水平。|2004年3月，中芯国际在香港联交所和纳斯达克（NASDAQ）挂牌上市。成为登陆纳市的首家国内芯片企业。|中国是集成电路的消费大国，但并不是集成电路的设计生产大国。半导体产业链中作为高附加值的设计公司或者高资本投资的芯片制造业来说，我们都不能在世界处于领先地位。|自主设计是半导体产业发展的最终形态，但自主生产是整个产业的基石。对于众多
40、小型IC设计公司，中芯国际的出现是个福音，这种Foundry形势与当年台积电带领新竹工业园区成为世界上最大的IC设计基地之一的做法如出一辙。中芯国际的建立填补了高端中国集成电路芯片生产线的空白，填补了整个产业链确实环节，填补了中国晶圆厂的人才培养机制。中国晶圆厂的设立不光对国内IC设计公司的发展大有帮助，同时包括接受国外订单，跨国公司的中国设计部门等等先进的技术要求也促进了中国整个集成电路的发展。|核心技术产业化是国内核心技术产业化是国内IC设计公司绕不过的槛设计公司绕不过的槛!和集成发展有关的 人和事|不该被遗忘的传奇飞兆半导体|ICIC贵族的传奇贵族的传奇德州仪器德州仪器 目前半导体部门占
41、德仪年度营业收入的85%，而无线通讯DSP（数字信号处理器），占了德仪半导体部门营业收入的30。现在全球每一只诺基亚手机，都在使用德仪生产的手机机芯，德仪已贵为无线通讯、类比讯号两大领域的领导者。|SamsungSamsung韩国电子制造的传奇韩国电子制造的传奇 三星上世纪70年代末才进入半导体行业，80年代初，三星集团认为半导体与计算机、通讯、工业机械、军事设备及消费电子等产业的发展有密切关系，是高科技产品的代表，为带动集团电子产业的发展，大胆决定进入DRAM业务.在1993年市场规模缩小的情况下，三星电子不断地大胆投资，在这样的强烈攻势下，众多美国和日本半导体厂商相继退出DRAM市场，三星
42、电子从此取得了在全世界半导体产业的领先地位。三星的成功，除了永不放弃的坚持，树立企业品牌的超强三星的成功，除了永不放弃的坚持，树立企业品牌的超强意识，还有就是整个三星帝国的基石：研发！意识，还有就是整个三星帝国的基石：研发！|集成电路的发明集成电路的发明 1958年9月12日，TI工程师杰克基尔比成功地制作成了世界上第一块集成电路，仙童的诺伊斯也在同时发明了集成电路。就是这项至今仍存争议的发明，造就了年产值数千亿的市场。|集成电路产业化集成电路产业化 1959年7月，仙童工程师罗伯特诺伊斯研究出一种二氧化硅的扩散技术和PN结的隔离技术，为大规模集成电路制造提供了理论与实践基础，使得集成电路由“
43、发明时代”进入了“商用时代”。|COMS技术的提出技术的提出 1963年，仙童工程师F.M.Wanlass和C.T.Sah首次提出CMOS技术，低功耗高效率的CMOS替代了传统的TTL电路。今天，95%以上的集成电路芯片都是基于CMOS工艺；可以说没有CMOS，就没有之后整个集成电路的发展。|处理器改变了世界处理器改变了世界 1971年，Intel公司成功地研制出实际上第一款微处理器4004，2300个晶体管构成了一款包括运算器、控制器在内的可编程序运算芯片。中央处理单元的发明与应用改变了整个世界的科技发展。|FPGA问世问世 1984年，赛灵思发明第一块FPGA（现场可编程逻辑门阵列），可以
44、自行定义模式，改变了传统集成电路的开发和验证的模式，为IC无厂模式开发提供了基础。相比ASIC更快速、灵活的开发特性，使其得到越来越多的青睐。|代工模式出现代工模式出现 1987年，台积电成立，这是全球第一家专业集成电路制造服务公司，从此开创了代工时代，改变了整个半导体产业的商业模式，即fabless模式，大批没有制造能力的设计公司如雨后春笋般涌现。|迈入迈入ULSIULSI门槛门槛 1988年16M DRAM问世，1平方厘米大小的硅片上集成有3500万个晶体管，标志着IC进入超大规模集成电路（ULSI）阶段；至今整个芯片仍然处于ULSI阶段，并将向GLSI过度。自此DRAM成为了摩尔定律验证
45、的标杆。|半导体大转弯半导体大转弯 1999年，全球半导体市场出现转折，从相对饱和的PC战场转向应用更广阔、更乐观的消费电子市场。半导体公司不断开辟新的红海，一批IC设计新贵同时诞生。蝴蝶效应带动了汽车、医疗、便携等众多新兴领域的发展。|开创剥离时代开创剥离时代 2000年，西门子将其半导体部门剥离，成立了英飞凌公司，全球半导体部门从母公司剥离出现了高潮，例如NXP，Freescale，Qimonda等等。随着半导体市场竞争日趋白热化，剥离疗法已成为解决传统半导体公司经营困扰的一剂良方。|私募爱上半导体私募爱上半导体 2006年，飞利浦半导体和飞思卡尔等半导体公司相续被私募基金收购，资本大鳄通过对半导体部门整体收购、包装之后重新上市，无风险套利模式改变了行规。但此种变革会对半导体行业未来造成什么影响，华尔街却没有思考过
