前二周,我和大家談論到兩岸半導體的啟蒙和發展,我看讀者歡迎熱絡,點擊數也高。因此,本周,我想狗尾續貂,和大家科普一點IC 的基本常識,這些也許和大家日常生活息息相關,多了解一些這方面的知䛊終究也不是一件壞事。同時也談為什麼中國要發展IC ,還有一段很長的路要走!

不論半導體,還是積體電路,都是五零年代以後發生的事情。如果我們說,英國人瓦特發明蒸汽機和理查德·特雷維塞克發明了蒸汽火車,是啟動了人類的工業革命。那無疑的,IC 的發明,是再度啟動人類另外一次工業革命的先鋒。

 

為什麼這麼說呢?我們不妨用電梯的使用原理,來解釋這件事情。

 

我們知道,電梯的上下運作靠的是槓桿原理,以小帶大,因此,很老的電梯,是需要靠有一個人在旁邊操作機器的。有人來了,他手搖電梯,讓人們上下。這實在很不方便,後來,IC 發明了,人們可以用手按鍵按紐,告訴電梯,開門、關門,再按你要到那一層樓,電梯就到那一層。這個IC , 等於是我們和電梯之間的一個“媒介”,通過它,我們告訴機器,我們想做什麼,這樣機器就能更有效地幫我們工作了。

人們看到電梯可以這樣做,那汽車有何不可?多年前,我去福特汽車參觀時,看見亨利·福特所發明的第一部汽車,它完全是機器操作,一個內燃機,加骨架,加傳動軸,加輪子,就這樣就動起來了。但是,現在一部汽車有十幾個,甚至二十幾個電子按鈕,你可以控制廵航,和前方的車距,GPS 導航. ….,甚至它還能告訴你那????零件壞了。飛機就更不必說了,駕駛艙里上上下下都是儀面,這肯定和懷特兄弟發明的飛機有很大的不同。

 

在現實生活中,今天,我們使用的電視,空調,微波爐,…. 都是用按鍵控制,有按鍵,表示它都是利用IC 告訴機器,我們想幹什麼!

其實,以上這些都還是基本的IC , IC 的複雜化是從計算器 (Calculator)開始的,因為它不祇是接受指令做動作,計算器的本身還要會做加、減、乘、除的運算, 如果你看過德州儀器的計算器,它甚至還有sin , cos, …的運算,所以後來很多IC 的精英都來自德州儀器原因在此。

而真正集IC 大成的自然是電腦計算機(computer),它利用邏輯推理,不但可以接受幾百個,幾千個,甚至幾萬個指令, 還可以有記憶體,和輸入、輸出系統。

到了Apple 的賈伯斯,他突發異想,把電腦和手機合併在一起,稱為智能手機,智能手機共享了手機和電腦的功能,這下子,IC 真的起了大革命了。

手機和電視遙控器,其實體積大小差不多,可是,它卻要把打電話,照相,計算,儲存,…. 整個電腦的功能也整合在一個IC 里,這真的需要有點技術,而且不止是一、二????人的技術,而是幾千,幾萬人組成的團隊技術。也因為手機的體積小,所以IC 也要變小,儲存資料的dram 也要變小,更苛求的是,它雖然功能變多了,但用電不但不可增加,還要減少,否則電池一下子就耗光了。更重要的是IC 工作時,溫度不能上升,否則手機會發燙,甚至爆炸!

這下子IC 的設計、製造就變成了一個大學問。也逼迫IC 製作不得不分工了。

IC 的製作過程是,首先,蘋果手機首先要介定它的手機需要那些功能,接着電腦程式分析師依據功能要求,寫出電腦程序,然後,IC 工程師做缐路設計,接着生產製造,製作還分底坐,排缐,焊接,封裝,最後測試。以前,英特爾 (INTEL)在製作電腦IC 時,是整套流程在自己廠內完了,然後賣給所有pc 電腦工廠做組裝。但到蘋果,這顕然是行不通了,所以高通告訴蘋果,你告訴我你的手機要有什麼功能,我來負責模版的設計,台灣的聯華電子,台積電說,我祗負責生產,矽品、日月光說,我負責封裝、測試。

所以,整個產業是拆開的,但又是一個產業鏈。這個行業也因此變得非常競爭,一環卡一環,外人根本插不進來,再者,任何環節的投資動輒幾百億,所以,全球已經很少公司可以去介入手機的IC 生產了。

可是,中興事件卻一石掀起了千堆雪,這時,中國突然發現,全國掌握“如果要機器工作”的IC 核心技術中國大部分都沒有。甭說手機了,高鉄靠法國、日本,919 飛機靠空巴。一旦打起仗來,全國就停擺了。所以,中央財經委員會主任習近平7月13日下午主持召開中央財經委員會第二次會議並發表重要講話。他強調,“關鍵核心技術是國之重器,對推動我國經濟高質量發展、保障國家安全都具有十分重要的意義,必須切實提高我國關鍵核心技術創新能力,把科技發展主動權牢牢掌握在自己手裡,為我國發展提供有力科技保障。“

習主席雖然這麼指示,但有那麼容易嗎?說真的很難。

第一,人家研究、開發了四,五十年的智慧結晶,那是每家公司吃飯的傢伙,人家為什麼要讓你分享?

第二,雖然袛是一片小小IC ,裡面卻有上千????專利, 幾乎每個程序就是一個專利,你如何跳過去?三星自創體系,結果為了專利和蘋果打了六年官司,華為雖然自已做部分的IC, 但是,很多製程還是要向別人買專利的。

第三,IC 有一????很核心的要求,那就是要求百分之百的良率,(一個手機爆炸了,全球皆知,三星手機出事,航空公司甚至不準三星手機上飛機)良率靠什麼?經驗累積!而這經騐累積卻是十年,二十年追趕不上的,再說,你追上了,人家又跳上了另一個台階。所以華為任正非稍早一份內部指出,華為認識到,與美國的差距,估計未來20-30年,甚至50-60年還不能消除。但是,華為決心將差距縮小到“能活下來”。可見其無奈!

中國芯片的領軍人物之一的李力游也說過一句語重心長的話:

 

中國IC不要總說彎道超車,那是“農民文化”!因為超不了,但是我可以比較快速的縮短差距。我覺得彎道超車是一個自欺欺人的說法,我們可以大幅度的快速縮短差距,這個前提也是在長期認真的人才、技術積累基礎上才能實現的。“

 

寫到這裡,不禁感慨歷史正在戲弄中國人,如果沒有共產黨革命,而是像台灣這樣老老實實的的發展科技,中囯今天早就是世界二次工業革命的領先者了!看看台灣乃彈丸之地,人囗二千多萬都能取得這樣的成績,中國有何不能?

 

可惜,在過去五十年里,當全球IC 突飛猛進的發展時,中國在幹什麼?大鍊鋼?反右大運動?還有教授下牛棚,學生到農村插隊的文化大革命?不談了,否則五毛又要罵我了!