神秘的909工程，是他们圆了几代人的梦

作者：余盛
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            华虹NEC的建厂与技术引进
            1997年7月，华虹集团与日电合资组建的上海华虹NEC电子有限公司成立（简称华虹NEC），总投资为12亿美元，负责承担909工程的项目建设。
            从华虹NEC工厂的建设，我们可以一窥芯片制造对厂房建设标准之要求高到什么样的程度。
            为了避免周围环境的震动对生产厂房的影响，华虹NEC厂房的地基内打入了3000多根桩子，在桩基上整体浇铸了一米多厚的核心承台，厂房周围还挖了隔离带。
            为了测试周围环境震动对厂房的影响，建设者们开来十几台满载的大卡车绕着工地来回转。
                        
            华虹NEC   图源：必应
            同时，一万多平方米的无尘车间的地面要用激光进行照准，以确保高低误差不超过一枚5分硬币的厚度，这样才能让生产设备顺利高速运转。
            如果要防止尘埃对芯片的生产质量产生不利影响，尘埃微粒的直径不能超过芯片线宽的1/3。
            也就是说，如果线宽要做到0.25微米，无尘车间就必须对0.09微米以上的尘埃进行控制。
            而肉眼可见的最小尘埃直径大约为50微米，足见芯片的无尘车间要干净到怎样的程度。
            为了防止外界空气污染，无尘车间必须与外界保持一定的室压差。
            这就是为什么人们常说无尘车间造价很高，而维持保养的费用更高的缘故。
            半导体无尘车间   图源：必应            
            半导体设备的运输也有特殊要求。比如最重要的光刻机，必须在防震的环境中进行长途运输。每一台光刻机的内部都有一个类似飞机黑匣子一样的装置，专门用来记录运输途中周围环境的温度、湿度、压力和震动等数据。
            如果这些数据超过了供应商允许的范围，很有可能破坏设备的精密度，由此带来的损失供应商不负责赔偿。由于国内还没有具备相应能力的运输商，为此还必须从日本找来专门从事精密设备运输的公司。
            半导体工厂还要求电压能够保持高度稳定。按照传统观念，电压降到零才进行电路切换，而半导体工厂在电压波动超过20%的时候就必须及时进行电路切换。传统的切换一般需要700毫秒的时间，对人眼而言只是电灯泡忽闪一下的工夫。
            但对半导体工厂而言，20毫秒的切换就可能导致一些精密生产设备停止运转，所以要求电路切换要在极短时间内完成。
            半导体工厂要用到很多易燃易爆的化学试剂（所以有人认为在半导体工厂化学知识比物理知识更重要），非常容易失火。
            一旦着火，常规的灭火器自然无效，而且不能使用水淋喷头，只能依靠设备本身附带的专用灭火器进行灭火，这些消防特殊要求与中国现有的消防管理规定产生了冲突。
            经过909工程的建设，为国内配套相应的运输、供电和消防管理等方面提供了相关的经验，为以后的半导体工厂落户上海创造了便利的条件。
            在世界半导体产业处于低迷状态的背景下，华虹NEC是唯一加快建设的芯片厂。由于吸取之前几轮中国建芯片厂的教训，特别是华晶七年建厂的悲剧，华虹NEC仅用了18个月就建成，比原计划提前了7个月。因为是在行业低谷时建厂，华虹NEC在设备采购上还节约了大量的资金。
            1999年2月，华虹NEC试投片成功，7月正式开始生产。
            9月24日，时隔南联盟使馆被炸事件4个多月，江泽民亲自视察了华虹NEC。他高兴地说：“我们当年要做64K的存储器，你们现在做的是64兆的，大了1000倍。三代部长想做的事情现在做成了，你们圆了几代人的梦！”
            华虹NEC投片会   图源：必应            
            此时亚洲金融危机已经结束，全球半导体行业进入一个新的繁荣期，华虹NEC“抓住了半导体高潮的尾巴”，依靠日电给的内存订单，一投产即实现了盈利。2000年，华虹NEC销售30亿元，取得了5亿元的利润。
            与同时建厂的摩托罗拉天津芯片厂相比，我们就能知道华虹NEC的及时投产是多么的幸运。
            摩托罗拉天津厂的规模、产品和技术档次和909工程类似，其厂房几乎和909工程同时建成。鉴于国际半导体市场形势急转直下，世界各地在建的半导体工厂纷纷停工，摩托罗拉也不例外。
            直到2000年，国际半导体市场重进高潮，摩托罗拉才开始购买设备，重启天津厂建设。同期有多个芯片厂都在开建，半导体生产设备供不应求，工期又不得不拖后，到2001年7月才生产出第一块芯片，足足比909工程晚了两年。
            这两年的耽搁对摩托罗拉天津厂是致命的。其投产之日，正赶上了半导体市场因互联网泡沫破灭而出现前所未有的低谷，工厂运行两年一直负债累累。
            2003年10月，摩托罗拉新上任的首席执行官埃德•詹德决定以2.9亿美元低价将天津厂出售给中芯国际，这个价格还不到投资额10亿美元的三分之一。
            同时，詹德还决定将整个半导体板块分拆出去，于是便有了飞思卡尔，这被认为是摩托罗拉由盛转衰的重要一步。真是棋错一步、满盘皆输。
            如果当初909工程没有加快建设，很可能就是另一个摩托罗拉天津厂，而中国尚处在幼稚期的半导体产业也一定会受到重创。
            日电给华虹提供的0.35微米制程技术，比华虹原计划引进的0.5微米提升了一步，不过与世界先进水平相比仍然落后。为了引进更先进的芯片制程技术，华虹从欧洲打开了缺口。
            华虹集团官网公告   图源：必应            
            比利时校际微电子研发中心（IMEC）于1984年创建于比利时的鲁汶大学，它秉承“研究开发超前产业需求3-10年的微电子和信息通信技术”的使命，在半导体工艺领域创造了无数个世界第一，是世界领先的国际化微电子研究机构，与美国的英特尔和IBM并称为全球半导体领域的“3I”。
            与其他两I不同的是，IMEC是一个非营利的、开放性的研究机构，它的合作对象既有英特尔这样的行业巨头，也有很多阿斯麦尔这样的创新型小企业。
            IMEC以项目的形式对外合作，与合作研究对象共担费用和风险，共享研究成果和知识产权。
            IMEC主要在学术界和产业界之间起到桥梁的作用，将学术界的想法进行落地开发，技术成熟后再给产业界进行量产。IMEC拥有自己的12英寸和8英寸中试线。
            在芯片技术开发过程中，学术界、IMEC和芯片厂分别起到小试、中试和大试的作用。IMEC一直在芯片先进制程工艺领域为全球半导体产业的技术开发、成果转化和人才培养做出重要贡献。
            IMEC核心战略图   图源：百度            
            2000年4月，华虹集团与IMEC达成协议，仅投入1200万美元就换取了双方共同开发0.18和0.13微米制程工艺的合作。
            一年半后，双方又进一步合作开发90纳米制程工艺。正是因为有了欧洲对华虹的技术开放，才使得美国捷智半导体能够对华虹NEC进行0.18微米制程技术的转让。
            而捷智半导体签字的第二天，日本通产省即同意了日电向华虹NEC进一步输出0.24微米制程技术和设备的申请。多亏IMEC开了口子，华虹NEC才得以一步一步地缩小与国际先进水平的差距。
            在芯片产业中，一个新建的芯片厂往往都是从内存开始做起，因为这种产品品种单一、数量巨大、工艺复杂，对设备的依赖较强，有利于新生产线迅速完成各环节的磨合。
            好比刚刚诞生的婴儿，要吃母奶。等内存做到一定程度以后，生产线打通了，设备运转正常了，就要从记忆芯片转产设计复杂、品种多样的逻辑芯片。
            这就像婴儿长大了必须断奶，改吃五谷杂粮才能健康。如果没有这个转折，芯片生产线就始终不能成熟。
            所以，华虹NEC也是从内存做起，初期主要产品为64M和128M内存，比最早开发出这些产品的三星足足晚了7年。
            2001年，国际半导体市场风云突变，内存价格大跌90%，128M内存单价由去年9月的18美元跌至当年11月的0.99美元。内存芯片业前所未有之惨淡。
            在美、韩、日三国的内存大混战中，日本的内存企业被打得溃不成军。日电在日本各电子巨头中最倚重日本本土市场，海外市场占比最多时也不超过30%，国际化程度不算高，风险抵御能力最弱，该年出现了高达25亿美元的巨额亏损。
            加上关本忠弘已退休，继任会长对半导体业务并不重视，遂将内存业务剥离到尔必达去，日电的其他半导体业务也重组成了独立运营的NEC电子，后来归入了瑞萨电子。
            日电曾经占据日本市场半壁江山的个人电脑业务卖给了联想，智能手机竞争不过苹果和三星只好退出，剩下来的主业通信设备又因华为、爱立信和诺基亚的猛烈进攻而逐渐萎缩。
            捱到2008年全球金融风暴之际，日电再巨亏30亿美元，几年后退出财富世界500强榜单。作为日本曾经最大的IT巨头，日电解体和衰退的速度也最快。
            日电更换社长的新闻   图源：必应            
            关本忠弘自1980年就任日电社长职务以来，极力推动日电在半导体、个人电脑和液晶显示屏等领域的扩张，将日电打造成全球数一数二的信息产业巨头。
            日电的个人电脑和功能手机都曾经是日本市场的销量第一。日电还是日本电电最大的通信设备供应商，被称为是日本电电的制造部门、电电家族的长兄。
            1998年，关本忠弘退休，这预示着一个时代的终结。日电在生产成本居高不下、忽视产品市场需求、利润率一向极低等各种问题上积重难返，在各条战线上全面走下坡路。眼看自己一手打造的IT商业帝国在短短几年内分崩离析，关本忠弘气愤难平，于2007年患脑梗塞而离世。
            日电自身演变为一家与半导体没有什么关系的公司，自然也就从首钢NEC和华虹NEC撤离。
            2003年8月，日电不再负责华虹NEC的经营，其所拥有的华虹NEC股份也缩减到了17%。日电自顾不暇，当然不可能再为华虹NEC的销售和盈利负责。
            华虹NEC在2001年销售8亿元，巨亏近14亿元，亏损主要是高额折旧所致。这时候，批评又纷至沓来，无数媒体指责“光靠砸钱做不起芯片”。
            之后十年，华虹NEC竟再也未能获得国家资金支持进行扩建升级。
            无奈之下，华虹NEC退出内存领域，开始做晶圆代工。
            芯片可以分成两大类，一类是以微处理器和存储器为代产的技术先导型产品，市场主要靠技术拉动，技术又得跟随摩尔定律迭代，需要源源不断地进行投资以更新生产设备，由于产品的通用性强，市场容易形成高度垄断。
            另一类是以系统芯片（SoC）和专用芯片（ASIC）为代表的需求牵引型产品，市场主要靠需求拉动，产品的专用性强、品种多、批量小、市场比较细分，对技术的要求相对不那么高。
            华虹NEC在资金和技术上都无优势，向代工专用芯片的方向转型势所难免。
            华虹集团还兼并了上海贝岭。背靠美国贝尔这棵大树，上海贝岭的小日子原本过得还是很舒服的，其生产的程控交换机电路曾经占国内市场的30%，并因此成为国内芯片行业的第一家上市公司。
            华虹兼并贝岭新闻   图源：必应            
            2000年，上海贝岭的年营收就达到了近8个亿，净利润1.7个亿。2002年，上海贝岭筹建新的逻辑芯片生产线，从比利时学成归来的华虹技术人员正好有了用武之地。
            利用和IMEC合作开发获得的技术，华虹NEC相继拥有了0.25微米和0.18微米制程工艺的自主知识产权并实现了量产。
            此外，华虹利用硅谷萧条的机会，从美国吸纳了一批海归，充实了晶圆代工的管理队伍。到2003年底，晶圆代工在华虹NEC的业务占比上升到了90%。
            华虹从内存向晶圆代工的转型还有一项意外的收获。由于日本人逐步淡出了对工厂的管理，中国人擅长的低成本生产方式开始取代日本人擅长的高质量生产方式，华虹NEC砍掉了不少生产工序，提高了设备的利用序，大大降低了生产成本。
            中方独立运营后，华虹NEC的生产和营运效率显著提高，产能扩大了一倍，从月投2万片晶圆提升到了4万片，以至于日电都感到惊讶。
            日电竟还派出其九州和山形两个工厂的一些管理人员来华虹NEC学习了两周。这也从一个侧面反映了日电为什么在内存产品上无法与韩国进行价格竞争的原因。
            《芯片战争》作者余盛与芯光社ChipHub打造独家专栏：909工程在中国芯发展道路上的故事与意义。

相信未来不久的芯片产业链可以牢牢掌握在我们手里。

日电被中国收购吗？

菏兰人怎么看，你们的技术在不变现就没机会了

把代工厂说的如此高大！