南京：晶片晶圓廠 “基建狂魔”
2021 年開年以來，由於美國計劃大力重整其晶片製造業，減少美國本土眾多晶片設計公司對美國之外的晶圓代工廠的依賴，世界三大晶圓代工廠臺積電、三星、格芯紛紛計劃在美國擴建晶片晶圓廠，目前總投資金額已經超過 500 億美元。
美國能否通過擴建晶圓廠振興其晶圓製造業我們無從知曉，但如果要問發展積體電路產業是否可以從晶片製造環節開始，或許可以參考中國江蘇某座城市的積體電路發展歷程。
在中國眾多積體電路產業發展繁榮的城市中，南京就是勇猛建設晶圓廠的 “先鋒派”，是晶片晶圓廠的 “基建狂魔”。
▲ 圖片源自 Pixabay
選中電子管，錯失電晶體
南京最近一次和半導體產業產生巨大的關聯，是去年 10 月份興建南京積體電路大學，為彌補國內晶片人才短缺探索新的培養模式，一時間 “南京”和 “晶片大學”共同成為全國半導體行業的熱詞，關於中國第一座 “晶片大學”為何建設在南京的討論此起彼伏。
南京積體電路產業的繁榮與北京上海有些異同，是最早一批擁有半導體研究所的城市之一，但卻不是中國最早一批發展積體電路產業的城市。如果進一步追溯南京積體電路產業的發展淵源，又能驚奇地發現這座城市也曾是中國電子工業時代的領頭羊。
因此從某種程度上講，南京的積體電路產業錯過了一個夯實基礎的階段。
據《江蘇省 · 電子工業志》大事年表記載，1935 年民國政府資源委員會（簡稱 “資委會”）在南京珠江路水晶臺建立電氣實驗室，並由國電機科技與工業界早期開拓者朱其清擔任實驗室主任。實驗室內設電話、電線、電瓷和電子管研製小組，其電子管小組在 1936 年 5 月試製成中國第一隻電子管，收訊放大器和小功率發射管，南京電子工業就此發跡。
同樣是在 1936 年，資委會籌建中央電工器材廠，在南京成立籌備委員會，憑藉 1400 萬國幣的預算計劃建立四個廠，涉及電線、管泡、電話、電機和電瓷多個種類。資委會當即派人員出國到美、德、英等國考察和選購機器裝置，短短兩年時間內開始陸續投產，為南京乃至我國的電子工業打下基礎。
真正奠定南京在電子工業時代領頭羊地位的，是新中國成立之後更名為華東電子管廠、南京有線電廠和南京無線電廠的南京電照廠、中央有線電器材有限公司南京廠和中央無線電器材有限公司南京廠。這三個廠原先由資委會在湖南建立，彼時受戰局影響經常遷移地址，從湖南到廣西桂林、柳州、雲南昆明等地，後又遷回南京重建，並在新中國成立後由中國人民解放軍接管。
其中南京電照廠在副廠長單宗肅的帶領下，成功研製出中國第一隻國產化的電子管，用於解決長途電話的通訊問題。到 1951 年，南京電照廠中的電子管小組改組成南京電工廠，至此，中國第一個電子管專業廠成立，為南京電子工業上又記下濃墨重彩的一筆。
南京電工廠前期發展順利，不僅與南京電照廠合作，成功試製出多硼硬玻璃，還為抗美援朝戰爭生產功率發射管，於 1952 年將其電子管送去國際工業展覽會參展，於 1957 年試製成國內第一隻雷達配用的磁控管，1958 年又試製出半導體中鍺二極體、三極體及微波半導體器件。
彼時，華東半導體研究所、南京固體器件研究所的前身技術物理研究所在南京建立，並於 1965 年成功研製鍺開關型隧道二極體，獲得中國科學院優秀獎。
南京電子工業的繁榮景象在 1967 年開始轉折。據史料記載，從 1966 年到 1968 年，江蘇省電子工業總產值就從 21724.7 萬元下降到 12638 萬元。儘管在這一時期華東電子管廠的研發有江蘇政府撥款支援，但也沒有在即將到來的電晶體時代保持住競爭力。
尤其是 1978 年，中美關係破冰，江蘇無錫政府創辦的長江內衣在引進歐美的先進技術後轉型為江陰電晶體廠，即當今國際封測巨頭長電科技的前身。隨即無錫又引入日本東芝 3 英寸矽片生產線，成為我國積體電路產業發展路上一個重要的歷史印跡。
▲ 江陰電晶體廠
之後，無錫積極佈局其半導體產業並走上商業化的道路，逐漸成為中國半導體產業的核心城市之一，曾經在電子工業時代發展領先的南京則暗淡許多，在半導體產業的佈局晚無錫近十年。
狂砸晶片製造的血與淚
或許是在 20 世紀 80 年代到 90 年代這一段時間裡，江蘇省將其半導體產業的發展都押注在無錫，再次有關於南京半導體產業發展方面的資訊公佈已經是 2003 年。
從最初發展半導體產業開始，南京就將目標鎖定在耗資巨大但也有可能帶來巨大收益的晶圓廠建設上。據新華網 2003 年的報道，南京首個半導體專案高新半導體公司動工，註冊資本 1.2 億美元，規劃面積 0.7 平方公里，有望填補了行業空白。
報道稱，這一專案在 2003 年開工建設的兩條積體電路晶片生產線，將形成年產 72 萬片 6 英寸晶圓片的生產能力，年銷售收入 3 億多美元，2004 年進一步開發 8 英寸及 12 英寸晶片加工生產線，加工生產儲存晶片、高頻通訊等大規模積體電路產品。
不過，有關於這項 1.2 億美元的半導體專案能夠查詢到的資訊僅此一條，之後再無相關報道披露其進度。雷 鋒網通過企查查查詢到，南京高新半導體有限公司的營業執照已被吊銷，公司電話與地址均未經顯示。
2016 年左右，南京又陸續簽約了兩個建設晶圓廠的專案，一個是生產 CMOS 影象感測器晶片的德科碼專案，另一個是世界領先的晶圓代工廠臺積電的 12 英寸晶圓廠建設專案。
這兩個專案就像是一塊磁鐵的兩極，同樣耗費 30 億美元卻在歷史的浪潮中走向完全不同的結局。
德科碼 “CMOS 影象感測器晶片（CIS）產業園”專案於 2015 年 11 月簽約落戶南京經濟開發區，專案前期計劃分兩期建設，一期專案為一座 8 英寸晶圓廠，主要生產電源管理晶片和微機電系統晶片，預計投產後產能達 4 萬片 / 月，二期專案為一座 8 英寸晶圓廠和一座 12 英寸晶圓廠，前者以生產電源管理晶片設射頻晶片為主，預計投產後產能達 6 萬片 / 月，後者以自主開發 CMOS 影象感測器晶片為主，投產後達 2 萬片 / 月。
其法定代表人李睿為在 2018 年接受媒體採訪時稱，南京德科碼半導體致力於成為國內首家集積體電路設計、晶圓生產、封裝測試、產品銷售於一體的 IDM 企業，瞄準模擬 IC 領域，希望在半年後能夠帶動南京行相關產業的發展。
但在此後的兩年時間裡，並無南京德科碼專案的最新進展見報，直到 2019 年 11 月，該公司因拖欠員工薪水，被南京市棲霞區人民法院正式公佈為失信被執行人。在眾多調查報道中，南京德科碼專案現場也是冷清一片，最終淪為爛尾的晶圓廠專案。
臺積電在南京建廠的情形則與南京德科碼截然相反。
2015 年 3 月 28 日，臺積電宣佈與南京市簽署協議，投資 30 億美元在南京建設一座 12 英寸晶圓工廠及一個設計服務中心，將坐落於南京浦口經濟開發區，預計建成後產能 2 萬片 / 月。
▲ 南京臺積電，圖片源自臺積電
初期很多人擔心南京跟不上臺積電的高效率，但這次的合作效率極高，臺積南京僅耗時 20 個月就從動土到匯入量產。時任臺積電財務長暨臺積南京董事長的何麗梅表示，臺積南京打破了三項臺積電建廠記錄：第一是建廠最快，僅花 14 個月；第二是上線最快，不到半年就進入生產；第三是最美且最有特色的臺積廠區。
這是南京在狂砸晶片製造的道路上，成功建成的第一座晶圓廠，但就是這第一座且唯一一座建成的晶圓廠，極大推動著南京積體電路產業的發展。
南京臺積建成後，整個半導體上下游產業鏈迅速向南京聚攏，有 IP 企業 ARM，EDA 企業 Synopsys、Cadence、芯華章聚集於此，有晶片設計廠商紫光展銳、華大半導體、中電科 55 所等匯聚於此，另外還有華天科技等晶片封測企業也在南京佈局 。
不過南京建設晶圓廠的野心不止於此，2017 年紫光南京積體電路基地專案簽約落戶浦口區，專案計劃佔地約 1500 畝，擬總投資 300 億美元，主要生產 3D-NAND FLASH 儲存晶片和 DRAM 記憶體晶片。全部建成後，可月產 30 萬片，預計年產值可達 150 億美元。
該專案一期原計劃五年時間建成，但浦口經濟開發區官網 2019 年 7 月更新的資訊顯示，紫光積體電路基地專案現場樁基施工和內部正式通道全部結束，目前現場處於暫時停工狀態。更是有人指出，《2020 年的南京經濟社會發展重大專案計劃》中已經沒有紫光南京儲存器專案，猜測該專案可能已經爛尾。
儘管在此前南京的四次重大晶圓廠建設專案中，成功率只有 25%，但南京依然在大力發展其晶片製造。
最新訊息顯示，2020 年 7 月 27 日，總投資 30 億美元的梧升半導體 IDM 專案落成南京，主要生產 OLED 晶片和 CIS 晶片，預計建成後可實現 4 萬片 / 月的 12 英寸晶圓。目前這一專案仍在建設中。
在產業叢集中誕生的 “晶片之城”
南京作為建設晶圓廠的先鋒派，雖然付出過不少沉痛又無聲的代價，但另一方面，南京也在依靠受益於臺積電而形成的產業叢集，進一步打造完備的產業鏈，成長為 “晶片之城”。
目前，南京已確定 “一核兩翼三基地”的積體電路產業佈局圖，以江北新區為核心，江寧開發區和南京開發區為兩翼，前者重點打造自主可控的第三代半導體產業基地，後者大力發展新型顯示、人工智慧、汽車電子等中高階晶片設計和製造產業，三基地則是指南京軟體谷、徐莊軟體園和麒麟科創園，多發展晶片設計業。
另外值得一提的是，2016 年江北新區成功打造了全國首個涵蓋人才、技術、資金、市場等全方位產業要素的億元級積體電路公共服務平臺——南京積體電路產業服務中心（ICisC），不僅能夠提供人才培養服務和技術創新服務，其公共技術服務平臺還可以提供包含 EDA 共享服務、MPW 技術服務、研發儀器共享服務等專項服務，將有限的資源共享給駐紮在南京的積體電路企業。
也正是基於這些公共資源，才有南京積體電路大學的組建，為南京積體電路產業培養更加專業的人才。
目前，南京市聚集的積體電路企業近 1000 家，正在飛速發展為晶片之城。
從南京大力投資建設晶圓廠的經驗來看，做建設晶圓廠的先鋒派需要承擔巨大的風險，需要耗費大量財力且建設週期長。但如果能夠成功建設一座晶圓廠，收穫的就不僅僅是晶片製造實力的增強，還可能成為整個產業鏈上下游的匯聚點。
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