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第1篇 硅文明:从沙子里蹦出来的奇迹

第1章 半导体技术发展史 2

1.1 半导体的出现 2

1.2 集成电路诞生 4

1.3 产业走向分工 7

1.4 超越摩尔定律 10

1.5 拥抱人工智能 12

第2章 无处不在的半导体 16

2.1 现代人的亲密伴侣———手机 16

2.2 工作的标配———计算机 19

2.3 现代社会人们的坐骑———汽车 25

2.3.1 如臂使指———汽车控制芯片MCU 25

2.3.2 遍布全身的触觉———车用传感器 26

2.3.3 驭电者之歌———功率半导体 27

2.4 高度信息化的智能制造 29

2.5 迎接5G时代的移动通信 33

第3章 鸟瞰半导体产业 36

3.1 点沙成晶术 36

3.2 产业链全景 40

第2篇 芯安理得:成为全球半导体产业霸主的美国

第4章 追逐原始创新的硅谷 48

4.1 传奇诞生 48

4.2 风险资本 53

4.3 创新引擎 56

4.4 设备先行 58

4.4.1 应用材料 58

4.4.2 泛林科技 60

第5章 最先进技术的开拓者 62

5.1 阴差阳错 62

5.2 崭露头角 66

5.3 壮士断腕 68

5.4 奔腾时代 69

5.5 廉颇老否 71

第6章 掐住全球半导体产业的命脉 75

6.1 招招鲜———空前强大的美国半导体产业 75

6.2 踢梯子———游戏规则的制订者 78

第3篇 芯挂两头:昔日登上王座的日本

第7章 亦曾一统天下横扫六合八荒 84

7.1 晶体管时代的索尼传奇 84

7.2 集成电路时代的以市场换技术 86

7.3 官、产、学、研闷声追赶的举国模式 87

第8章 终究两份协议输掉产业先机 90

8.1 把美国逼到了墙角 90

8.2 美国敲开日本大门 93

8.3 韩国来的关键补刀 96

第9章 三张王牌依然傲视全球 99

9.1 索尼CIS:最为明亮的眼睛 99

9.2 半导体装备:依然强悍的躯干 102

9.3 半导体材料:供应全球的血液 104

第4篇 独具匠芯:稳扎稳打的欧洲

第10章 从联合创新孵化出的半导体方阵 108

10.1 欧洲方阵 109

10.2 联合之路 110

10.3 创新中心 112

第11章 汽车和工业芯片的绝对王者 116

11.1 手机芯片的败退 116

11.2 百年品牌的传承 118

第12章 独一无二无可替代的阿斯麦 121

12.1 专注研发确立领先地位 121

12.2 牛刀小试成为行业老大 122

12.3 大力出奇迹的EUV光刻机 123

12.4 开放式创新的“不开放” 124

第5篇 戮力一芯:独树一帜的韩国

第13章 美日“半导体战争”的幸运儿 128

13.1 较晚出发的选手 128

13.2 十年砸入的回报 130

13.3 三星的惊人逆袭 132

13.3.1 驱逐英特尔 134

13.3.2 打趴日本存储企业 135

13.3.3 与日本和欧洲的存储企业说再见 135

第14章 取代日本企业的存储巨人 137 

14.1 控制全球存储芯片的命脉 137

14.2 材料和装备高度对外依赖 138

14.2.1 硅片取得显著成效 138

14.2.2 耗材设备仍需努力 138

14.3 在产品多样化救赎的路上 139

第6篇 此芯安处是吾乡:中国自主发展的根

第15章 亦步亦趋的后来者 142

15.1 从无到有，产业体系初建 142

15.2 努力奋进，却越追赶越落后 146

15.3 三大战役，探索良性发展道路 149

第16章 砥砺前行的追赶者 161

16.1 制造:政策鼓励，多管齐发 161

16.2 设计:海派回归，自主创芯 167

16.3 封测:外延发展，跨越前进 169

16.4 资本:栉风沐雨，春华秋实 171

第17章 核心技术的挑战者 176

17.1 大硅片———起了个大早赶了个晚集 176

17.1.1 大硅片原理 176

17.1.2 起了个大早 178

17.1.3 赶了个晚集 178

17.2 光刻机———从造不如买到自主创新 180

17.2.1 早期的国产光刻机 180

17.2.2 造不如买，错过机遇 181

17.2.3 亡羊补牢，奋起直追 182

第18章 持续奋进的领航者 184

18.1 同步启航的AI 185

18.2 指纹芯片的王者 188

18.3 高端刻蚀机的突破 191

第7篇 天上归芯:敢问中国路在何方

第19章 实现产业腾飞的挑战 198

19.1 工具:工作母机仍在萌芽 198

19.2 制造:得制造者方能得天下 202

19.3 设计:消费、工业、汽车艰难的三级跳 206

19.4 封测:从量变到质变的关键 212

19.5 装备:制约“制造+材料+封测” 214

19.6 材料:从全部依赖进口中突围 218

第20章 半导体强国的镜鉴 227

20.1 日本:坚持-变通-不退让 227

20.1.1 得 227

20.1.2 失之一:未能拥抱行业发展趋势 228

20.1.3 失之二:过度退让导致出路全无 230

20.2 韩国:执着-全面-要可控 230

20.2.1 得 230

20.2.2 失之一:产业链上，布局装备材料偏晚 232

20.2.3 失之二:芯片产业上，渐失自主权 232

20.3 新加坡:集聚-培育-不放手 233

20.3.1 得 233

20.3.2 失 234

第21章 合作共赢是永恒的主题 235

21.1 我国的产业政策 235

21.2 全球集成电路产业并非完全竞争的市场 239

21.3 产业链加强协同 243

21.4 整机联动的实践 245

21.5 共性平台的意义 248

21.5.1 我国境外的成功典范 248

21.5.2 我国境内的初步尝试 250

21.5.3 共性平台的方向 252

21.6 拥抱全球一体化 252

21.6.1 热情请进来 252

21.6.2 鼓励走出去 253

21.6.3 选择最合适的合作伙伴 254

21.6.4 全球一体化下的自保之策 255

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前言/序言

自序

这是一本关注集成电路产业，而不是关注技术的书。

2019年的美国对华为禁售事件，让所有的国人都清醒地意识到， 我们一直引以为豪的本土集成电路产业，仍然是脆弱的、整体缺乏国际竞争力的，依旧是制约我国整个工业体系自主创新发展的根结所在。那么，全球集成电路产业究竟经历了怎样的发展历程?集成电路产业大国都选择了什么样的发展策略?我国在国际上究竟处于什么样的位置?前方的出路又在哪里呢?

所有这些问题，正是本书关注的焦点。

所有这些问题，也促使我多年来上下求索寻求答案。

我曾经有十多年服务上海市集成电路产业的经历，工作需要从宏观层面和中观层面研究集成电路产业发展的业态和趋势，因此收获、积累了弥足珍贵的行业政策、产业规划、重大项目筹划等经验。发展改革系统是一个非常能够锻炼人的地方，我对曾一起工作和战斗过的老领导、老同事们怀有深深的敬意和感激。这些年我加深了对集成电路产业的认识，认清了只有扎扎实实做技术、做产品的团队和企业，才是我们产业的真正依托所在。所谓千里马常在，伯乐难求。2017年，我决定转型进入半导体产业投资领域，换一个方式继续服务集成电路产业。

这些年，我与国内几乎所有的一线半导体产业投资机构，以及工具、制造、设计、设备、材料、封装、测试等领域的骨干企业都打过交道。每一次的互动交往，我都有所得;每有会意，便欣然忘食。亦曾将点点滴滴记录在个人公众号，供三五好友一乐，但更多则是孤芳自赏。过去半年，不少朋友看了我与马进博士的拙作《一砂一世界———一书读懂MEMS产业的现状与未来》，希望我也能静下心来整理一下多年来对集成电路产业的思考。

专业分工和合作是集成电路产业自诞生伊始的主旋律，本书亦然。我邀请了好朋友郭启航先生共同完成本书，启航毕业于清华大学微电子所，是集成电路产业科班出身，懂技术，长期关注欧美和我国集成电路产业历史及格局，有效地使本书内容更为科学、严谨。在我们的心中，《芯路》应该是这么一本书，在娓娓道来的文字中，既有对全球集成电路技术变迁的展现和评析，更有对各个国家和地区发展集成电路产业的战略解读;既有对不同时代集成电路产业模式的比较分析，更有对今后集成电路产业发展方向的展望。它能通过细腻、风趣、精悍的文风，展现集成电路技术发展的点滴，相关国家和地区内部发展的选择，博弈的残酷与精彩，并对我国集成电路产业发展做出系统性的思考。

感谢魏少军教授、尹志尧博士、黄庆博士、张卫教授、赵宇航博士拨冗作推荐序。当前我国集成电路产业面临着重大的历史机遇，无论是国家战略层面的全方位呵护与扶持，还是高校将集成电路从二级学科上升为一级学科的窥一斑而知全豹，都让我们以更大的热情、更高的姿态去看待集成电路产业。《芯路》面向的是集成电路产业的从业者、产业政策的制定者以及其他有兴趣或投身或想了解集成电路产业的最广泛人群，衷心期待《芯路》能成为大家了解集成电路产业的案头参考书。

《芯路》广泛征求了业内十余位专家学者的意见，沈磊老师、 徐秀法老师、周乃文师弟更是百忙之中进行了全文通读审校，在此致以诚挚的谢意。同时也要由衷感激家人的理解和支持，是你们提供了坚实的后盾。

书中难免存在疏漏和错误之处，皆归因于作者水平所限，诚请各位读者不吝指正。

作者2020年5月于上海

推荐序一

最近刚刚在清华大学五道口金融学院的线上公开课上做了一个“芯片还将伴随我们一百年”的分享，就收到学弟冯锦锋和郭启航合著的《芯路》书稿。

《芯路》比较全面地介绍了半导体产业的发展历史及在相关国家和地区迁移、扩散的过程，也从作者的视角分析了这些国家和地区的产业得失，可以帮助读者快速了解整个集成电路行业的“芯路”历程，对学者、官员、投资人和半导体产业从业人员也有一定的启示。由于在可以预见的未来，尚不会出现能完全替代集成电路的技术，所以了解芯片的前世今生对指导和做好今后的工作很有意义。

新一代信息技术，包括5G、VR/AR、超高清显示、自动驾驶、人工智能等都有赖芯片技术的持续创新。刚刚过去的2019年，逆全球化的思潮正在发酵，全球贸易受到了很大影响，一些国家实施的长臂管辖让国人对芯片重要性的认识上升到前所未有的高度。不难理解，集成电路已经成为大国间竞争的制高点，作为正在崛起的新兴大国，中国也必然将芯片技术和产业的发展列入国家战略。

信息产业的全球化使得世界各国和地区采取分工合作的模式，共同创造出为人类服务的高附加值产品。例如，手机芯片在美国设计，在我国台湾地区制造，在马来西亚封装，再与来自日本、欧洲等地的元器件一起在我国大陆完成组装。而作为信息技术的核心和基础，半导体产业更是全球协作共赢的集中体现。在这个全球化的生态环境中，美国是全球半导体产业的领头羊，其产业规模占据全球半导体产业的半壁江山;我国是世界上最大的半导体市场，且购买了近一半的美国半导体产品。 《芯路》一书对代表全球95%的产能、近乎100%的产品和98%的市场的美国、欧洲、日本、韩国、我国大陆和我国台湾地区等主要产业集聚地做了细致的介绍，让读者能够清醒地认识到我国芯片技术和产业在国际上的地位，进而对如何发展我国的芯片技术和产业进行冷静的思考。

尝试用一本书去讲清楚全球的半导体产业链无疑是一个很大的挑战，而谈论我国半导体技术和产业的发展就更需要勇气。作者展示了过去半个世纪我国半导体人波澜壮阔的奋斗史，但对于我国半导体技术和产业发展历程的描述上仍存在部分以点代面的情况，这不能不说是一种遗憾。当然，两位作者在书中对我国芯片产业的未来发展之路能够提出诸多建议也需要莫大的勇气。我个人认为应该予以鼓励和支持。尽信书则不如无书，希望读者在阅读本书的过程中，也要有甄别地消化吸收。

总而言之，对于想了解芯片行业或者有志投身于集成电路产业的人来说，《芯路》是一本不错的读物;对于相关产业从业者来讲，《芯路》也具有很好的参考价值。希望读者读后都能有所思考、有所收获，也希望有更多的读者在读过本书后能够认识和理解我国半导体事业的艰辛和不易，给予我国半导体人全力的支持。

清华大学微电子所所长 魏少军

2020年5月于清华园

推荐序二

初识冯博士，还在我2005年刚到上海创业时。十多年接触下来，发现这是一位很优秀的技术官员，富有钻研精神，是干一行、爱一行的典范。

我仔细拜读了冯博士和郭先生合著的《芯路》，书中有很多有价值的见解。譬如一眼看透美国总统科技顾问委员会那句“全球半导体市场从来就不是一个完全竞争的市场”是洋洋洒洒几十页报告的点睛之笔，这是正确认识全球半导体产业竞争的前提。

大家知道，集成电路产业的装备材料和集成电路的设计制造是产业发展的一对孪生兄弟，缺一不可。工欲善其事，必先利其器。随着集成电路器件尺度不断缩小，高端设备和关键材料的重要性显著提高。在《芯路》的几个章节，冯博士和郭先生特别介绍了国际半导体设备龙头企业起家和发展的过程和经验，这对于国内设备材料产业的发展很有借鉴作用。

集成电路产业的发展，依靠全球各国各地无数人智慧的集成和持续努力。任何一个国家单打独斗都不可能发展。我们必须继续坚持开放式的发展战略，尽可能地和国际上的企业合作，协同发展。但是打铁还需自身硬，我们也必须以自力更生为主，着重发展核心竞争力。正如《芯路》所言，融合发展同时掌握自己的特有本领，是发展半导体产业的正确方向。

中微半导体董事长 尹志尧

2020年5月于上海

推荐序三

很高兴看到《芯路》这本书，如今在产业发展的关键阶段，此书有着重要的知识普及、思路开拓和行业探讨作用。同时，对产业人的坚持，也是很好的鼓励。

和锦锋相识多年，都身处半导体行业，我看到他在不断成长。他之前在政府做产业管理，经常跑产业一线调研，后来进入产业投资界跟我也有过多次长谈，探讨对产业动态的看法。锦锋真诚憨厚，身上有着清华学子常见的勤勉好学、朴实严谨的精神，虽然年轻却能立足产业，较理性地阐述产业形势，常有独到见解，对我也很有启发。

《芯路》讲述了国内外半导体产业的发展历程。纵观历史，半导体对人类的影响太大了，不仅让人类走入信息社会，而且让人类的衣食住行都离不开半导体。

我是学半导体的，20世纪80年代在加利福尼亚大学伯克利分校读博，研究半导体材料与器件。毕业后加入IBM，参与了最前沿的芯片技术研发工作。后来我也做过市场，也创业做过芯片公司。2004年，我开始专注于半导体产业投资。资本对半导体行业的推动作用很重要。十几年来我投资了不少半导体公司，也帮助和见证了很多公司的成功。半导体行业的发展是渐进的，每个发展阶段都会涌现出不同的机会。要深耕产业多年，才能深刻理解半导体产业的不同阶段，并历史性地看待，保持清醒冷静的头脑，保持长期的投入。

《芯路》阐述了全球半导体产业形势和境内各领域的发展情况，评析了多家业界名企的发展历程，指出了半导体产业的精髓是创新，而且是持续创新，该产业一直在一场全球的技术和商务激烈竞争中成长。这是全世界无数产业同仁，从学术界到创业公司再到产业巨头，用多年的心血和努力，一点一滴做出来的。有伟大的突破，更多的是 无数细节。《芯路》也充满对行业的敬意。

中国企业正面临占领全球科技高地的“战争”，如何做得更好、引领未来、担负起历史使命和责任，这需要时间，但这也正是我们业界同仁共同的历史机遇。感谢两位作者的付出，芯路未必坦途，但身为半导体人，能透过小小的芯片，为人类和社会贡献力量，我们是幸运的!

华登国际董事总经理 黄庆

2020年5月

推荐序四

在我提笔写这篇序的时候，想起多年来一直在琢磨的一个问题:中国芯的路究竟应该怎么走?2018年工业和信息化部批复由复旦大学、中芯国际、华虹三家单位共同发起组建国家集成电路创新中心，着力解决我国集成电路主流技术方向选择和可靠技术来源问题，为产业升级提供技术支撑和知识产权保护。我在创新中心组建中牵头做了一些具体工作，在工作中体会到，把握产业发展规律是与认准产业主流技术方向同等艰难的事情。

本书做了一个有益的尝试，试图通过分析美国、欧洲、日本、韩国四个大国（地区）的集成电路产业兴衰，发现隐藏在集成电路产业变迁背后的一些规律。本书所呈现的案例，抓住了各国与众不同的特征，并巧妙地结合我国集成电路产业面临的环境进行了不少精彩点评。

诚如作者所述，这不是一本关于集成电路技术的书籍，它的焦点在产业。集成电路产业与大家很近，我们用的电子产品都离不开它;与大家又很远，少有书籍能深入浅出地讲清楚整个集成电路产业的全貌。如今两位作者能将整个集成电路产业推到普通大众面前，自是别开生面，也构成本书一大特色。细读本书各篇各章，作者文笔流畅，内容通俗易懂，即使是第7篇政策建议部分，也能用最浅显易懂的语言给出颇有见解的意见。

乐为之序。

复旦大学微电子学院院长 张卫

2020年5月于复旦

推荐序五

我是一个“摩尔定律”的信奉者和笃行者。随着微观尺度不断向无穷小演进，各种物理量的表现方式以及度量方式都在持续地发生深刻的变化，同一个量在不同尺度下表现迥异，这让我们在感到无比兴奋的同时又极度迷茫。我二十多年的从业经历，就是在这种充满创新幻想却又无所适从的纠结情绪中度过的。

《芯路》给了我一个新的视角。从宏观的角度来看待，一切的发展又显得那么的有规律。纵观集成电路大国的成长之路，无论是研发的持续投入，资本的不断累积，还是公共平台的支撑，行业协会组织的服务，都揭示了半导体产业看似平淡但又波澜壮阔的发展图景之下的内在联系。

锦锋博士与我相识多年，我们经常一起探讨我国半导体产业的发展路径。此次著书，也是他为产业所贡献的一份力量。我也希望本书能对我国年轻一代的技术研发人员有所裨益，希望他们在微观和宏观不同的参考尺度下找寻出自身的创新之路。

上海集成电路研发中心董事长 赵宇航

2020年5月于上海张江

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