首钢的“芯”酸往事:亏损一年多后不再痴情芯片产业

首钢的“芯”酸往事

有决心奋起直追固然很好,但是半导体行业竞争异常激烈,准入门槛非常高,要拥有中国“芯”,恐怕不能意气用事,需要冷静地总结过去自主创“芯”的经验和教训。

来源:知识分子公众号

图片来源:视觉中国图片来源:视觉中国

北京大学每年都有大量优秀的计算机硬件专业毕业生转行到金融和互联网行业,甚至去海外做硬件研发。每念及此,笔者都会感伤,但也理解同学们的选择。虽然我们国家的计算机硬件技术尤其是芯片加工技术,仍然和世界最高水平有很大差距,需要急速追赶。但很多学生毕业之后会感觉“报国无门”,因为北京市能够供给的相关工作岗位并不多。而且在国家整体发展不平衡、不充分的情况下,高端人才可选择的就业城市也不多。

而现今北京市有限的硬件研发单位的待遇,大多数并不足以让一个优秀的青年科研人才拥有基本的、体面的生活,这使得大量青年才俊不得不放弃专业选择转行。有个学生曾经在毕业前动情地说:“如果有一个北京企业能够让他有房可住,让他不用心烦子女教育,他绝对死心塌地为国家造芯片。”到了中美贸易战空前激烈的当前时刻,想想这些事这些话,不禁唏嘘。

实际上,直至本世纪初,北京市依然存在大量的自主创“芯”企业。那么,是什么让这些自主创“芯”企业纷纷倒下的呢?在此,想讲讲首钢的故事。

涉足造“芯”

作为工业原材料,半导体材料与钢铁在制取过程中有着很多相似之处。以硅晶片生产为例,首先得从硅矿石中提炼粗硅,接着需将粗硅精炼成多晶硅,然后还要将多晶硅加工成单晶硅,最后则要将单晶硅切割成硅晶片。至于将硅晶片加工成半导体集成电路块,也即通常所说的芯片,当然和钢铁生产存在着很大的差异,而且通常都需要高端的技术和大量的资金。但是,硅晶片的生产、投资规模比芯片要小得多,而且技术难度也不高。因此,国内外很多钢铁企业均曾作出过加入半导体材料生产行列的决定,并将半导体事业作为各企业的支柱之一来加以培育。

首钢涉足半导体事业始自上世纪80年代末。当时首钢拥有较充裕的剩余资源,包括雄厚的自有资金和先进的金属材料生产技术等。但是,首钢主业的拓展却遇到了瓶颈,主要是因为受北京市地理位置的局限,无法进一步扩大钢铁生产规模。在政府大力发展半导体产业政策的引导下,以及在新日铁等日本钢铁公司纷纷涉足半导体的示范下,首钢开始把注意力转向芯片这一高科技制造领域。为了弥补在技术和市场资源方面的不足,首钢选择与日本电气株式会社(NEC)合资成立子公司的方式进军芯片生产领域。

首钢与NEC合资经营的首钢日电电子有限公司于1991年12月正式成立,总注册资金为86.75亿日元,其中首钢的出资比例占60%,NEC占40%。新成立的首钢日电雄心勃勃,计划从NEC公司全面引进芯片设计、生产、管理技术并购买整套生产设备和CAD、CAT和CAM系统,以实现开发、设计、生产、销售、服务一条龙经营。

1994年4月,首钢日电首先建成芯片生产的后工序生产线并投产,主要从事4M动态RAM等芯片的封装。由于兴建伊始就采用了代表当时国内芯片生产最高水平的SOJ、SSIP、SOP、QFP、QIP等5种工艺,故首钢日电成了当时国内工艺水平最高、封底形式最多的芯片生产企业。一年后,也即1994年12月, 首钢日电又建成了芯片生产的前工序生产线并投产。该生产线全部采用NEC的原装设备及技术工艺,按照日方提供的图纸进行生产,主要生产国内最先进的最小线幅为1.2微米的6英寸芯片,月投片生产能力为5千片。由于1995年正值硅循环的鼎盛阶段,国际市场上的芯片价格居高不下,故首钢日电芯片投产当年的销售额就达到9亿多元人民币。

为继续保持在国内同行业中的领先地位,并达到国际先进生产水平,1995年底首钢与NEC协商决定,追加投资120亿日元进行技术升级和扩容。此举主要是想将首钢日电的芯片生产技术水平由1.2微米提升到0.7微米,动态RAM的封装技术水平由4M提升到16M。为换取NEC的技术,首钢同意改变首钢日电的股权结构。结果,首钢日电的注册资金由86.75亿日元增加到159.75亿日元,首钢出资所占比例由60%降到49%,NEC由40%增加到51%。经过如此努力之后,首钢日电的月封装能力提升至670万个,月投片产能提升至8千片。

试图自主

为了培育自主设计能力,1996年首钢日电开始接受国内外的委托设计。他们先后设计出不同功能的钟表电路、彩电遥控器电路和电子电表电路,并由此逐渐成长为国内唯一的具有芯片设计、前工序芯片制造、后工序封装和集成电路测试的完整生产链的企业。1998年7月,他们又封装生产出国内第一块64M动态RAM,使我国集成电路封装生产跻身世界主流产品的行列,并且成为国内唯一能够封装生产4M、16M、64M动态RAM的企业。

NEC是从芯片研发、设计、制造到应用完全自成体系的大型电子企业,它对代工生产模式非常陌生。其实,这种模式也不符合NEC的经营战略和利益。首钢与NEC合资成立芯片生产公司的目的是要实现产业转型,它对代工生产模式不仅不排斥,而且还非常欢迎。因此,双方在代工生产问题上的认识差距很大。

首钢为实现“在2010年前后,以信息产业为代表的高科技产业的规模、效益将超过钢铁业”的战略目标,从未放松提高自行开发、设计、生产芯片能力的努力。在1999年NEC受到世界半导体市场不景气的影响减少订单,特别是在我国“打私”力度迅速加大的情况下,首钢日电快速实现了从产品单一返销国外向返销国外与开发国内市场并重的经营战略的转变。该年,首钢日电的前、后工序的生产线全部对外开放,先后接受了多家公司的代工,而且他们的通用芯片还以优异的质量通过了康柏、惠普和IBM等世界著名企业的认定。但在2000年半导体景气回升,NEC的订单增加的情况下,首钢日电不得不中止对外代工业务,以满足NEC的芯片生产需求。

为实现产业转型的战略目标,首钢期待着在8英寸、0.25微米芯片上有所作为,这也是美国等发达国家当时能够容忍转移到中国的最高技术。2000年1月中旬召开的首钢十四届一次职代会上,首钢总经理在报告中明确提出,要“积极安排启动建设8英寸、0.25微米芯片生产线项目,加速微电子生产基地的建设”。同年5月,建设北方微电子产业基地研讨会在首钢召开,出席会议的北京市领导代表市政府明确表态,支持首钢上8英寸、0.25微米项目。在北京市政府的大力支持下,首钢果敢地喊出了“首钢未来不姓钢”的口号。

2000年12月,首钢总公司、首钢股份有限公司、首钢高新技术有限公司、北京市国有资产经营公司以及美国AOS半导体公司等三家境外公司共同投资成立了北京华夏半导体制造股份有限公司(HSMC),总投资额为13.35亿美元。据首钢股份公告,资本金部分由3家首钢系公司出资1.2亿美元;美国AOS半导体公司提供知识产权部分,另两家境外公司分别出资1亿美元;北京市国有资产经营公司投入4500万美元,其余部分由银行贷款构成。

新成立的华夏半导体计划首批动工兴建两条8英寸、0.25微米的芯片生产线,2002年投产,2004年形成月投片达4.5万片的能力,其后再兴建两座芯片加工厂。与此同时,首钢还力促首钢日电将6英寸的芯片生产项目由0.35微米升级为0.25微米,并在此基础上兴建一条8英寸、0.25微米的芯片生产线,以同华夏半导体形成互补之势。

放弃“芯”梦

但是2001年,全球半导体的大滑坡使局势发生了逆转。这一年,全球半导体的销售额由2000年的2000亿美元缩减至1400亿美元。受这种少见的不景气影响,美国AOS公司率先放弃华夏项目投资,致使该项目由其负责提供并承担知识产权责任的承诺无法兑现,影响了项目的进展。紧接着另外两家境外投资者也因为国际芯片市场低迷而撤资。为此,寻找新的合作伙伴成为首钢的当务之急。首钢股份先后与美国、荷兰、日本等外国公司多次洽谈,但未能取得实质性进展。此间,华夏欲收购韩国现代公司一条半导体生产线的方案也未能实现。自此华夏半导体项目陷入僵局。

2001年的半导体不景气也导致NEC的业绩出现恶化。是故,NEC再次大幅缩减给首钢日电的订单。在这种情况下,首钢日电只好再次接受对外代工业务,其6英寸芯片升级项目虽得以继续,但8英寸芯片项目不得不延期,并最终于2003年5月被迫喊停。长期追踪半导体行业的日本记者认为,国际半导体市场严重萎缩,NEC芯片生产巨额亏损,导致NEC把实现赢利视作为头等要务。此时,追加投资、提升技术水平很难成为决策者的议题,更何况NEC早已在上海与华虹合资启动了8英寸芯片项目。不论是从整体发展战略,还是从近年来的经营状况来考虑,NEC都不可能在首钢日电再建一条8英寸生产线。

亏损一年多之后,在2002年年底,首钢总公司换届,公司内开始传出将回归钢铁本业的呼声。2003年1月,首钢宣布,将斥资5亿元投入北京现代汽车有限公司。这样,首钢的8英寸芯片项目事实上被搁置起来了。2004年10月26日,北京首钢股份以公告的形式宣布,原拟用募集资金投资的8英寸芯片项目,由于市场变化,外方公司放弃合作投资,公司本着谨慎原则,在进行多方努力仍达不到原投资方案目标的情况下,做出终止华夏项目投资的决定,并将用于该项目的2.5亿元募集资金投向“高等级机械用钢”技术改造项目。这表明首钢已不再“痴情”于高技术的芯片产业。

值得一提的是,自2003年开始,房地产成为了首钢的核心业务之一。从这一年开始,首钢以项目为单位通过参股和控股方式进行房地产开发,其地产分公司逐渐成为了中国房地产开发百强公司之一。

分析讨论

从世界范围来看,涉足半导体领域的大型钢铁企业很多。日本钢管、新日铁、川崎制铁、住友金属和神户制钢等日本大型钢铁企业也曾于上世纪80年代中后期投资半导体。台湾中钢也于1994年引进德国技术开始生产8英寸芯片。但是,这些企业无一例外,最终都遭遇了挫折。

为何这些大型钢铁企业在向半导体事业领域进行转型时都遭遇了挫折呢?回答这个问题,有必要从影响技术转型的主要因素国家战略、技术学习、文化锁定等入手。

(1)国家战略

钢铁企业放弃芯片产业有一个共同原因,那就是放弃弱相关的多元化。说到底,是出于股东价值最大化的逻辑考虑,剥离短期内不盈利的资产。从公司财务角度看,这是对的,这是对股东负责。当年的北京半导体巨头们大部分最终都剥离了半导体研发业务,开始转而开发房地产。而这些巨头中,现今唯一存活的成为了世界级半导体行业巨头的,只有屡败屡战、从不搞房地产的京东方。

从财务理性的角度考虑,京东方并不是一家成功的企业。购买京东方股票的股民们当年对这家企业的批评声不断。它有大把的机会开发房地产,却逆天而为去搞技术。如果没有京东方的坚持,就没有今天的中国液晶面板行业。

企业逐利是可以理解的,他们需要对股东负责。如果高新技术产业不能靠市场培育,那么就需要国家扶持,不能任由市场的逻辑消灭可能的技术创新。在北京半导体巨头们纷纷成为房地产巨头后,国家对于芯片研发的扶持,基本体现在对于部分重点实验室的课题扶持和对龙芯等关乎安全领域的芯片研发扶持上。课题制和重点扶持等方式,只是解决了部分领域的芯片安全问题,但不能解决产业化问题。

如果国家缺乏将半导体工业,尤其是集成电路工业作为重点支柱工业的战略,那么高新技术产业化就是空谈。没有高新技术产业化,就不能供给足够多的高端研发岗位,国家付出巨大代价培养出来的人才就不得不转行,以致高新技术产业化愈加难以实现。结果,这种恶性循环很难打破。在首都半导体巨头们集体炒房之时,中国刚刚加入WTO,我们还没有意识到核心技术不能受制于人的重要性,没有在战略层面给予该产业以足够支持。

(2)技术学习

钢铁业的大量生产方式的确立始于19世纪后半叶,至今仅完成了两次重大的技术创新。由于技术变动很小,故钢铁企业的生产设备更新速度非常缓慢。但是,同为工业生产原料的半导体材料的生产却表现出了不同的特征,其设备更新速度远高于钢铁企业。

1958年生产的硅单晶直径通常只有15毫米,但1968年就增加到了50毫米,70年代后期又增加到150毫米,1986年、1996年又分别提高到200毫米和300毫米。硅单晶直径每提高一次,生产设备就得相应地升级一次。问题是集成电路生产设备的更新速度比硅晶片的还要快。如动态RAM的容量在过去20年,即以每3年增加4倍的速度在高速增长。这样的增长速度导致半导体生产设备运转三年后便会面临淘汰的危险。除此之外,钢铁产业和半导体产业的生产几何尺寸和加工精度也相差悬殊。

由于半导体产业的技术与设备的更新换代速度远高于钢铁产业,这就为钢铁企业以模仿创新的方式进军半导体加工领域设置了一个重大的难题。那就是,在技术和设备引进之后,如何迅速消化、吸收,并在该技术和设备遭淘汰之前形成自主创新能力。否则,就无法逃脱“引进—落后—再引进—再落后”的怪圈。半导体加工技术和设备极其昂贵,任何企业都承载不起持续多次的引进。而要避免持续多次的引进,企业只有在技术学习方面狠下功夫。

国内外有关技术学习模式的讨论已有不少,但都忽略了企业技术学习速度或时间问题。企业因为技术落后才以直接购买或合资经营等方式引进技术和设备,引进的即使是最先进的技术和设备,在引进企业消化、吸收该项引进技术期间,输出企业的技术和设备通常都会有所发展,于是引进企业和输出企业之间又形成了一定的技术差距。

如果输出企业输出的本来就不是最先进的技术和设备,则双方之间的技术差距会更大。引进企业和输出企业之间的技术差距越大,对引进企业市场竞争力的形成就会越不利。因此,引进企业必须努力缩小与输出企业之间形成的技术差距。其办法有二:一、开始新一轮的技术引进;二、通过技术学习形成自主创新能力。

第一种情况下,如果处理不好引进技术的消化、吸收和提高问题,又会出现新一轮的技术落后。显然,问题的关键是如何通过技术学习形成自主创新能力。技术学习存在一个时间问题,如果引进企业在输出企业完成新一轮技术升级前,不能有效地通过技术学习迅速追赶上来,则引进企业在市场竞争中将会不可避免地再一次陷入被动境地,其结果是引进企业很难摆脱对输出企业的技术依赖。这些,从我国近年来的技术引进实践中可以看得非常清楚。

首钢曾从NEC获得了成套半导体加工设备和相应的技术。这些设备和技术尽管在当时不是最先进的,但在获取之初,它还算是先进的,至少不算是落后的,否则首钢不会为获取它而付出那么大的代价。加上,首钢为导入半导体技术事前已做了不少准备,奠定了比较好的技术引进基础。所以,在进军半导体领域之初都实现了一定程度的赢利。问题是这种良好势头没能得以维持。

其主要原因是,半导体加工设备和技术更新速度太快,尽管首钢公司在半导体领域形成了一定的技术学习基础,但是以他们的技术力量和经济实力很难在很短的时间内对引进技术进行有效的消化、吸收和提高,故无法迅速缩小与主流半导体厂家之间的技术差距。

半导体生产设备运转三年后便会面临淘汰的危险,如果没有一支实力雄厚的技术队伍,根本无法适应如此快的设备更新和技术升级。首钢虽拥有强大的经济实力,但它在半导体人才的储备和培养方面并无多少优势可言。由于无法依靠自身的力量通过技术学习来缩小技术差距,故首钢不惜以首钢日电的控股权来换取NEC的新一代半导体加工技术。

在自身无法通过技术学习迅速形成技术创新能力的情况下,即使可以通过再次引进之类方法暂时摆脱技术明显落后的困境,但不可能从根本上扭转技不如人的局面,因而企业很难在技术引进之后的长期竞争中获胜。

(3)文化锁定

企业在其发展过程中会逐渐形成一种“文化锁定”。这种文化锁定会为企业在特定领域的发展提供竞争优势,但它也会成为企业推进多元化战略时的障碍。因为文化锁定容易造成思维定势、决策僵化,削弱企业的创新能力,并降低企业实行技术转型的积极性。由于企业在现有技术上已经进行了巨大投资,并由此获得了社会认同和大量财富,因此人们通常不愿意将各种资源由已经取得成功的领域转投到新的、尚未证实的领域,而更愿意把主要精力和资源投放到现有生产体系的维持与改进上。

即使是企业的决策者们富有远见卓识,愿意推进多元化战略,实施技术转型,以促进企业持续、稳定的发展。但是,企业长期形成的文化传统不是一朝一夕所能改变的,尤其是当这种文化曾经孕育过成功时更不容易改变。因此,企业在推进多元化战略时,面临的不仅仅是技术转型问题,还有文化转型问题。如果转型前的企业文化不能迅速地得以改造,那么它极易成为技术转型的障碍,从而导致技术转型的最终失败。

芯片制造业是产品更新换代迅速、市场波动性强、强调应变能力和核心技术的产业;而钢铁业则是生产和销售比较稳定、更强调安全性和计划性的产业。半导体产品的急速更新和市场行情的剧烈波动,要求致力于进入半导体产业并寄希望在激烈的竞争中立足、发展的企业决策层能够对产品的发展前景作出准确的预期,而且还要对瞬息万变的市场作出及时、恰当的反应。

不仅如此,它还要求企业拥有一支应变能力强、工作效率高的管理团队,以及拥有追求动态成长的经营理念及与之相适应的创新文化和创新机制。然而,对那些欲推进多元化战略的钢铁企业来讲,要做到这一点,并非易事。因为钢铁企业注重的是生产的稳定性和安全性。为实现此一目标,钢铁企业制定了一系列相应的规章制度,并将其付诸实施。久而久之,企业内部便形成了一种谨慎决策、安全第一的文化氛围。这种求稳、惧怕动荡的结果是钢铁企业对市场变动、乃至技术更新的反应远不如半导体企业那样灵敏。

半导体企业要求决策者和管理层,对市场的急剧变动和技术的快速更新必须及时、快速地作出反应。首钢日电的管理者中尽管有一些来自于NEC,但是大多数管理人员均来自首钢(772名员工中,日籍员工只有14人)。他们长年在首钢工作,深受首钢企业文化的影响。至于首钢的华夏项目则几乎是一个彻头彻尾地由首钢决策的项目。

虽说首钢的企业文化曾为其带来过辉煌,但钢铁企业和半导体企业之间的文化差异有着天壤之别,故实施转型的难度相当大,尤其是在给定的转型时间极其短暂的情况下。既然新成立的半导体事业部门不能不大量使用原有的钢铁业经营管理人才,难以克服钢铁企业决策风格和工作习惯的影响,也即无法在短期内成功地冲破原有企业文化的锁定,那么新事业进展不顺也就在所难免。

结语

通过上述考察,我们基本上可以得出这样的结论:

1. 对于芯片这样的高技术产业,作为后发国家,没有政府的战略性支持是难以为继的。完全依赖市场,先发国家的芯片制造业都有因财务问题出局的可能。若想不受制于人,国家需要有战略定力。

2. 选择模仿创新之路,虽然可以绕过投巨资从事原创技术研发可能遭遇的风险,但在技术学习过程中同样必须支付高额的学习成本。而支付了这些学习成本之后,如不能在引进技术与设备的更新换代周期内迅速形成自主创新能力,就有可能再次陷入技术落后的被动局面。

3. 在一个领域取得成功的人才和企业,不一定能在另一个相关度不大的领域取得同样的成功。技术类型不同的企业对人才和企业文化的要求是不同的。企业在推进多元化战略时,必须妥善处理好人员的调动和搭配问题,以利形成适合目标产业发展的新型企业文化。

(本文主要根据周程《科技创新典型案例分析》(北京大学出版社)中的第七部分改写而成)


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