Когда речь заходит о талантах в полупроводниковой отрасли, выделяются два университета: Университет Цинхуа и Калифорнийский университет в Беркли. Эти два вуза, один местный, другой зарубежный, подготовили большое количество высококвалифицированных инженеров, предпринимателей и инвесторов для китайской индустрии микросхем, а также создали целые группы компаний, занимающихся разработкой микросхем, благодаря связям между выпускниками, передающимся из поколения в поколение.

Наиболее ярко эта связь с выпускниками отражена в предпринимательской деятельности студента Университета Цинхуа Чжу Имина:

В 2004 году Чжу Имин с физического факультета (89 баллов) и Шу Цинмин (85 баллов) со специальности «Полупроводники» основали компанию по производству микросхем и познакомились с Ли Цзюнем с факультета автоматизации (85 баллов). Ли Цзюнь помог им привлечь венчурные инвестиции и представил их Сюэ Цзюню с экономического факультета (83 балла).

Двенадцать лет спустя эта компания, GigaDevice, вышла на биржу и теперь имеет рыночную капитализацию почти в 100 миллиардов. До создания GigaDevice Innovation Чен Датун, крупный игрок полупроводниковой отрасли 77-го уровня, уже основал компанию по разработке микросхем Spreadtrum, которая когда-то была сильным конкурентом MediaTek.

Можно сказать, что Цинхуа является главной силой в китайской полупроводниковой отрасли, а козырем среди этих сил, несомненно, является «Центр полупроводниковой промышленности Цинхуа», ныне Институт микроэлектроники Цинхуа. Это как «независимая группа» из фильма «Яркий меч», очень способная к борьбе.

Институт микроэлектроники был основан в 1980 году, а его предшественником является факультет полупроводниковой техники, созданный Университетом Цинхуа в 1956 году. В декабре этого года, по случаю 40-летия Института микроэлектроники, наша команда совершила поездку из Шанхая в Пекин для проведения углубленного обмена опытом и исследований в Институте. Мы прослушали лекции бывших профессоров о важности обучения и воспитания хороших людей, а также истории нескольких поколений сотрудников Института микроэлектроники Университета Цинхуа, работавших в полупроводниковой отрасли.

За прошедшие сорок лет Институт микроэлектроники вырос, развился и теперь полон талантливых специалистов, внося значительный вклад в развитие полупроводниковой отрасли Китая.

01

Зарождение: Фонд талантов

Первоначальный состав компании Tsinghua Microelectronics состоял из «восьми генералов» и одного академика.

Летом 1956 года пять престижных университетов совместно создали первую в стране специализацию по полупроводникам в Пекинском университете. Университет Цинхуа направил восемь молодых преподавателей, включая Цао Пэйдуна и Чжан Цзяньжэня, для наблюдения за исследованиями. Позже Цинхуа нанял академика Ван Шоуу, вернувшегося из Университета Пердью в США, на должность директора учебно-исследовательской группы по полупроводникам. В результате в рамках факультета радиотехники была создана группа по разработке микросхем, сочетающая в себе «китайские и западные» подходы.

Офис этой учебно-исследовательской группы, самой малочисленной на кафедре, расположен на третьем этаже здания Личжай. Он состоит из нескольких пустующих комнат, временно освобожденных студенческими общежитиями. Несмотря на простоту помещений, область исследований можно назвать «в самом разгаре»: одни занимаются германиевыми приборами, другие — полупроводниковыми радиоприемниками, третьи — выпрямителями, четвертые — оптоэлектронными приборами, а пятые — кремниевыми материалами. После того как в 1959 году к работе под руководством советского специалиста Черкина добавились исследования нелинейных резисторов из карбида кремния.

Хотя эта область развивается, университет Цинхуа также с энтузиазмом расширяет свою команду и даже использует некоторые «умные методы». Например, Ли Чжицзянь, который когда-то занимал должность директора по микроэлектронике, «остался в команде Цинхуа».

В 1958 году Ли Чжицзянь вернулся в Китай после окончания Ленинградского университета. Прибыв на Пекинский железнодорожный вокзал, он сразу же встретил Ли Чуаньсиня, секретаря радиоотдела университета Цинхуа, который лично поприветствовал его и быстро назначил на должность в радиоотдел. В эпоху плановой экономики Ли Чжицзянь посчитал это решением руководства и с радостью согласился.

Но после некоторого времени работы Ли Чжицзянь неожиданно получил уведомление от Министерства образования, в котором говорилось, что у него есть три места на выбор: Университет Цинхуа, Чжэцзянский университет и Сианьский университет Цзяотун. Впоследствии Ли Чжицзянь вспоминал, что тоже был удивлен и очень обрадовался возможности вернуться в свой родной город в Чжэцзяне и в свою альма-матер, Чжэцзянский университет. Однако, учитывая, что он уже поступил в Университет Цинхуа, ему было «трудно отпустить» его, поэтому он остался.

На самом деле, университет Цинхуа проделал достаточную работу, чтобы убедить Ли Чжицзяня. Профессор Цинхуа Чжан Ли написал ему письмо с просьбой о сотрудничестве; в 1957 году три учёных, включая Нань Дэхэна, Фэн Цинъяня и Ван Тяньцзюэ из университета Цинхуа, также написали письмо с приглашением Ли Чжицзяня от имени «Подготовительной группы по полупроводниковым технологиям кафедры радиоэлектроники».

Очевидно, что Цинхуа придает большое значение талантам. Ли Чжицзянь также стал фактическим руководителем учебно-исследовательской группы после академика Ван Шоуу, заложив прочный фундамент для микроэлектроники Цинхуа.

В 1958 году научно-исследовательская группа Университета Цинхуа освоила массовое производство поликристаллического кремния. В том же году появилась первая интегральная схема, и Цинхуа также предложил сосредоточиться на кремниевых интегральных схемах. Семь лет спустя Мур-Гордон сформулировал закон Мура, и разработка микросхем вышла на передний план. Однако полупроводниковая промышленность, готовившаяся к золотому веку, столкнулась со своими первыми трудностями: с началом Культурной революции профессия разделилась на две части, большинство переехало в Мяньян, а небольшая часть осталась в Пекине работать в цехах.

Трудные годы в Мяньяне, провинция Сычуань, можно назвать одновременно и чудом, и поводом для сожаления. Сотрудники университета Цинхуа восстановили лаборатории, начали преподавание, а также наладили сотрудничество между промышленностью и университетом с местным заводом 970 в Чэнду. Полупроводниковый цех в Пекине также разработал множество продуктов. Однако в тот же период мир вступил в эру сверхбольших интегральных схем. Компания Intel последовательно выпустила первый коммерческий чип памяти и первый микропроцессор. Внешний мир перевернулся с ног на голову.

После «Культурной революции» филиал в Мяньяне был полностью перенесен в Пекин под личное руководство товарища Дэн Сяопина. Чтобы соответствовать международному уровню, крупный производитель полупроводников также вступил в новый этап: он стал независимым от радиотехнического факультета и официально получил статус института.

Институт микроэлектроники Университета Цинхуа, основанный в сентябре 1980 года, насчитывает всего 74 преподавателя и 61 студента, а его финансирование по-прежнему недостаточно. Даже строительство учебных корпусов требует одновременного возведения и модернизации. Но за последующие сорок лет Институт микроэлектроники последовательно добился прорывов и стал признанным аналогом Военной академии Вампоа в китайской индустрии микросхем.

02

Рост: Путь к прорыву

Развитие Института микроэлектроники, как и развитие любого подростка, характеризуется преодолением трудностей и достижением прорывов.

Первым выбором для этих молодых ученых становится вопрос: кремний или германий.

Хотя кремний обладает лучшими физическими свойствами, чем германий, и больше подходит для полупроводниковой промышленности, в конце 1950-х годов германиевые материалы и устройства производились массово и были достаточно зрелыми; в то время как кремниевые технологии находились на подъеме и все еще были на ранних стадиях развития. Поэтому при исследовании германия существует множество источников информации и знаний, что делает его относительно «безопасным»; в то время как при исследовании кремния источников информации меньше, и это гораздо сложнее.

Из-за ограниченности ресурсов все действительно спорили по этому вопросу довольно долго. Но в итоге был достигнут консенсус: не следует прекращать работу над выпрямителями, а нужно смело смотреть в будущее. Кто-то должен изучать «кремний». Преподавательский и исследовательский коллектив даже привлек студентов выпуска 1960 года к участию в технических исследованиях в лаборатории.

Учителя и ученики придерживаются одного мнения, и их сила способна пробить металл. В середине-начале 1960-х годов Институт микроэлектроники уже освоил разработку планарной кремниевой технологии и кремниевых интегральных схем, менее чем через десять лет после начала этого процесса в Соединенных Штатах.

Впоследствии Институт микроэлектроники распался, а затем воссоединился. Сразу после воссоединения перед Институтом микроэлектроники встал второй выбор: биполярная технология или КМОП-технология.

В то время коллеги в Мяньяне, провинция Сычуань, отвечали за биполярные схемы, а Пекин — за МОП-интегральные схемы. Обе стороны вновь столкнулись с выбором при равных ресурсах. Обе стороны не учитывали свои существующие инвестиции, а сосредоточились на технологических тенденциях и национальных интересах. В конце концов, они снова пришли к консенсусу относительно создания COMS и проведения исследований в нескольких поднаправлениях, таких как технологические процессы, физика устройств, проектирование схем и САПР-технологии.

Вскоре на базе первоначальной учебно-исследовательской лаборатории Института микроэлектроники была создана первая линия сверхчистой обработки полупроводников, а в 1989 году в моей стране была построена первая линия по разработке технологии производства 1-микронных кремниевых КМОП-микросхем. С появлением нового оборудования Институт микроэлектроники стал предметом зависти для всех полупроводниковых вузов страны. Но за всей этой помпезностью скрываются негласные жертвы.

В то время, поскольку сверхчистое оборудование нельзя было остановить, ведущие преподаватели института по очереди работали сверхурочно, как орлы, чтобы поддерживать круглосуточную работу производственной линии. Оборудование для мониторинга и очистки окружающей среды было недостаточным. Преподаватели и студенты могли лишь «сложить полотенце в 8 сторон» и протереть столы и полы, чтобы поддерживать чистоту на производственной линии. Еще более удивительной историей было «как преодолеть контроль».

Под контролем организации «Батуми» и в соответствии с другими правилами, импортированное в Университет Цинхуа оборудование оказалось не полностью работоспособным. Травильное оборудование не имеет модуля определения конечной точки, что означает, что машина не знает, где нужно сделать паузу, что приводит к ошибкам травления и браку пластин. Поскольку машина сложна в использовании, исследователи из Института микроэлектроники планируют полагаться на помощь людей.

Мы используем «ручное наблюдение в реальном времени», чтобы определить, достигнута ли конечная точка, по изменению цвета, а затем продолжаем накапливать опыт для улучшения возможностей управления процессом. Эти истории звучат интересно, но и трогательно, напоминая нам, что самодостаточность — это не просто слово, а трудное, но правильное решение.

Еще одной проблемой, которую преодолел факультет микроэлектроники Университета Цинхуа, стало внедрение фотолитографических машин. Это отражение международного видения Цинхуа и неразрывно связано с усилиями преподавателя Ян Чжиляня. Во время своего визита в Нидерланды он способствовал «слиянию» Института микроэлектроники Делфтского университета и Института микроэлектроники Университета Цинхуа. Два института начали сотрудничество в области обмена учеными и совместной подготовки кадров. Эти факторы побудили компанию ASML передать Цинхуа в дар фотолитографические машины.

Несмотря на доступность оборудования, программное обеспечение EDA по-прежнему представляет собой препятствие. Многие выпускники Института микроэлектроники часто обращаются в Институт автоматизации Первого министерства машиностроения для проведения исследований по моделированию схем на мини-компьютере с системой изготовления печатных плат, импортированной из Японии. Они используют программу SPICE, разработанную кафедрой вычислительной техники Университета Цинхуа. Хотя это программное обеспечение и является примитивным, оно в определенной степени заложило основу для последующего развития программного обеспечения EDA для проектирования микросхем в нашей стране.

Именно благодаря духу независимости и стремлению к международному сотрудничеству в 1990 году компания Microelectronics первой в Китае успешно разработала микросхему памяти для китайских иероглифов, интегрирующую 1.06 миллиона транзисторов. Это знаменует собой выход нашей страны на уровень сверхбольших интегральных схем (VLSI) и прорыв «батумской» блокады. Ли Чуаньсинь, тогдашний секретарь партийного комитета университета Цинхуа, также выразил искренние чувства: «Так мало людей, потратив так мало денег (15 миллионов), сделали так много и добились таких высоких результатов!»

Возможность продемонстрировать независимые возможности Китая представила «Проект золотой карты», запущенный в 1993 году. В то время Китай планировал использовать бесконтактную технологию микросхемных карт для документов второго поколения, но патенты на эту технологию в основном находились в руках зарубежных компаний, особенно голландской компании Philips, которая контролировала более 90% акций.

После публикации новости зарубежные компании развернули «PR-кампании» в надежде получить проекты. Однако юридические документы содержат много конфиденциальной информации и касаются национальной безопасности. Поэтому соответствующие ведомства решительно выдвинули требование о «независимости отечественного производства». Эта важная задача, естественно, возложена на такие учреждения и компании, как Институт микроэлектроники Цинхуа.

Ученые из Института микроэлектроники под руководством аспирантов успешно разработали технологию RFID и образцы для односторонней и двухсторонней беспроводной связи, постепенно переходя от простых решений к более сложным. При этом постоянно преодолевались стандартные ограничения, превосходящие зарубежные технологии. Наконец, в марте 2000 года Институт микроэлектроники успешно разработал образец микросхемы IC-карты второго поколения на основе EEPROM, преодолев патентную блокаду и обеспечив защиту национальной безопасности данных.

От первоначальных технологических препятствий до независимых прорывов, Институт микроэлектроники Цинхуа преодолел все барьеры, и начался его «основной» путь от академической сферы к коммерции. Группы ученых из Института микроэлектроники начали переходить на коммерческий этап.

03

Блум: Деловое наследие

С момента своего основания компания Tsinghua Microelectronics и её дочерние подразделения внесли значительный вклад в развитие китайской индустрии микросхем, воспитав три группы предпринимателей.

Первая группа — это «Зарубежная светская фракция», представленная Чэнь Датуном (77-й класс) и Дэн Фэном (81-й класс), которые отправились учиться в Соединенные Штаты раньше срока.

В 1990-х годах эти двое активно участвовали в жизни китайской общины в Силиконовой долине и основали компании OmniVision Technology и Screen Company соответственно. Примечательно, что оба являются опытными консультантами в области микроэлектроники. Давно существующая модель «обучения и наставничества» в университете Цинхуа также была привнесена в Силиконовую долину двумя консультантами из Пекина. Многие студенты младших курсов были напрямую приняты ими на работу в США, сформировав таким образом техническую основу двух компаний.

И Haowei, и Screen — типичные стартапы, бросающие вызов мировым гигантам. Компания Haowei, основанная Ченом Датуном, использовала технологию CMOS для преодоления традиционного японского CCD-сенсора. Компания Screen, созданная Дэн Фэном, стала пионером в использовании аппаратного обеспечения на чипах для обеспечения сетевой безопасности и оказала значительное влияние на Cisco.

Выход компаний OmniVision и Screen на биржу всего за несколько лет также доказал, что Tsinghua Microelectronics в целом обладает способностью создавать революционные и инновационные продукты и оказывать значительное влияние на лидирующие позиции на мировом рынке микросхем.

Вторая группа — это группа «возвращающихся в Китай», первая группа предпринимателей из Университета Цинхуа, вернувшихся в Китай. Среди них У Пин ('79), Фэн Чэньхуэй ('85), Шу Цинмин ('85) и другие.

Волна возвращения компаний из Цинхуа в Китай для открытия бизнеса началась с принятия в 2000 году новой политики в отношении интегральных схем. С 1990-х годов выпускники Цинхуа сформировали тесный круг общения в Силиконовой долине. Этот круг часто обсуждает потенциальные возможности для предпринимательства и отличается высоким уровнем доверия. Со временем многие выпускники Цинхуа, имеющие образование в области микроэлектроники, осознали возможности для развития бизнеса в сфере производства микросхем в Китае.

У нынешнего поколения выпускников факультета микроэлектроники Университета Цинхуа, вернувшихся в Китай для открытия собственного бизнеса, есть две характерные черты.

Первая особенность – это подбор партнеров из разных возрастных групп и отраслей. Сотрудничество с выпускниками различных специальностей и возрастов позволяет начать собственный бизнес, используя взаимодополняющие преимущества и ресурсы.

У Пин и Чен Датун объединились для создания Spreadtrum, начав с чипов 2G; Шу Цинмин и Чжу Имин, студент младших курсов физического факультета ('89), объединились для создания GigaDevice, начав с IP-ядер памяти и перейдя к производству памяти NorFlash; Фэн Ченхуэй и Сюй Чжихань, студент младших курсов факультета компьютерных наук ('90), объединились для создания Zhuosheng Micro, которая начала с чипов для наземного телевидения, затем переключилась на радиочастотные чипы для мобильных телефонов и стала лидером отрасли.

Вторая характерная черта заключается в том, что все они появились в сегменте рынка электронных компонентов для мобильных телефонов, что отражает предпринимательский стиль Tsinghua Microelectronics: выбрать масштабное направление и действовать прагматично.

Компания Spreadtrum, будучи основанной, избежала сложной задачи создания 3G-чипа и сначала сосредоточилась на 2G. После создания прочной основы бизнеса и приобретения рыночного опыта, она затем прорвалась на рынок 3G. GigaDevice Innovation, с одной стороны, избежала создания бизнеса за закрытыми дверями и начала с нуля. Вместо этого она завершила накопление интеллектуальной собственности в области памяти путем приобретений. В то же время, она также начала с Flash-памяти, а затем перешла к NAND, DRAM и другим типам памяти. Zhuo Shengwei, с другой стороны, избежала сложной задачи создания усилителей мощности и сначала занималась разработкой переключателей и малошумящих усилителей.

Последующие исследования также показали, что в сфере полупроводников, в условиях подавления американских технологий, предпринимательство может потребовать от сельских районов, окружающих города, сначала создания базы в сегменте среднего и низкого ценового уровня, наличия дохода и прочной основы для бизнеса, а затем выхода на рынок высококачественной продукции.

Третья группа — это «фракция местных восходящих сил», представленная Чжао Вэйго и Юй Жэньжуном, достигшими 85-го уровня.

Выпускники Университета Цинхуа, вернувшиеся в компанию, сделали ее крупнее и сильнее, заложив ценный фундамент для китайской индустрии микросхем. Местные выпускники Цинхуа проявили острое чутье. Они «управляли вертикально и горизонтально» и опередили эру слияний и поглощений китайских компаний по производству микросхем.

Чжао Вэйго руководил крупными слияниями и поглощениями, такими как Spreadtrum и RDA, в компании Ziguang, а Юй Жэньжун вывел зарубежную компанию OmniVision Technology под эгиду Weil Holdings. Хотя в то время между Китаем и США не было трений, они уже ускорили темпы и быстро завершили множество сложных слияний и поглощений до 2018 года, получив ценное время для интеграции китайской индустрии микросхем.

Три поколения предпринимателей преследуют свои цели и упорно работают над продвижением вперед: первое поколение отправилось в США учиться в Силиконовую долину, чтобы начать свой бизнес, и завершило революцию против гигантов с помощью прорывных инноваций; второе поколение вернулось в Китай, чтобы попробовать себя в местном предпринимательстве, и на экстремальном китайском рынке они нашли путь к вершине цепочки развития чиповой индустрии, наиболее подходящий для национальных условий Китая; третье поколение преуспевает в приобретениях, в определенной степени латает дыры в отрасли и использует капитал для ускорения первоначальной интеграции чиповой индустрии.

А если заглянуть ещё дальше в прошлое, то окажется, что бывший директор полупроводниковой промышленности также был выходцем из Института микроэлектроники. Чжу Ивэй, 57-й ранг, в 1970-х годах занимал должность заместителя директора Дунгуанского оптоэлектронного завода, крупнейшего в Китае завода по производству полупроводников, и сыграл важную роль в реформировании пекинской индустрии интегральных схем. После выхода на пенсию он продолжал использовать оставшуюся энергию и активно привлекал тайваньских предпринимателей в моей стране к участию в реформах Хуацзин.

Помимо предпринимателей, покинувших кампус, бывшие директора Института микроэлектроники также являются образцами для подражания в академических и деловых кругах. Например, бывший директор Вэй Шаоцзюнь возглавлял команду, разработавшую чип для SIM-карт на рубеже веков, одним махом разрушив монополию иностранных компаний-производителей чипов в нашей стране. Он также занимал пост президента компании Datang Telecom Technology Co., Ltd.

Нынешний директор, У Хуацян, имеет двойную степень в области материаловедения и менеджмента. Он работал старшим научным сотрудником в компаниях AMD и Spansion в США. В 2020 году У Хуацян опубликовал статью в журнале «Nature», в которой представил первую в мире интегрированную систему хранения и вычислений на основе многоканальных массивов мемристоров.

За последние 40 лет Институт микроэлектроники подготовил более 2,000 студентов бакалавриата, более 1,500 магистрантов и более 300 докторантов. Микроэлектроника занимается академической, управленческой, коммерческой и другими областями, следуя традиции «помощи, передачи знаний и лидерства» и постоянно укрепляя основы китайской индустрии микросхем.

04

конец

В конце обмена мы специально посетили «платформу микро- и нанообработки» в учебном корпусе. Здесь находится полный комплекс оборудования для производства микросхем, включая фотолитографические машины, ионные имплантаторы и другие устройства, общей стоимостью почти 300 миллионов. Эта лаборатория полностью открыта для студентов бакалавриата, где они могут проводить исследования и практические работы. Это позволяет промышленности войти в кампус и дополнить теорию практикой.

Это очень ценно для китайской полупроводниковой промышленности. Когда мы говорим о разрыве в полупроводниковой отрасли между Китаем и США, он всегда сводится к двум аспектам: времени и талантам. Накопление технологий требует времени, а также времени для терпеливой подготовки кадров. Как говорится, на выращивание деревьев уходит десять лет, а на образование людей — сто.

Этот вопрос волнует каждого профессора Института микроэлектроники. За последние сорок лет Институт микроэлектроники многого добился, но ему еще многое предстоит сделать. Я верю, что с появлением новых талантливых специалистов и сохранением строгого академического духа независимая полупроводниковая промышленность моей страны, безусловно, будет развиваться быстрее. Проблемные моменты больше не будут для нас препятствием.

И мы должны поблагодарить не только Институт микроэлектроники, но и каждого ученого, исследователя, инженера, предпринимателя и даже школьника по всей стране, которые незаметно внесли свой вклад в технологические прорывы Китая. Я надеюсь, что их усилия будут вознаграждены. Потому что наш путь к независимости еще долог.

Примечание: Данная статья воспроизведена из интернета и направлена ​​на защиту прав интеллектуальной собственности. При перепечатке, пожалуйста, указывайте первоисточник и автора. В случае нарушения авторских прав, пожалуйста, свяжитесь с нами для удаления публикации.

Номер телефона компании: +86-0755-83044319
Факс: +86-0755-83975897
Почта: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 Менеджер Ли

QQ: 332496225 Менеджер Цю

Адрес: Комната 809, корпус C, технологический корпус Чжаньтао, проспект Миньчжи, 1079, новый район Лунхуа, Шэньчжэнь.