科學的春天——中國計算機發展歷程

一. 中國的計算機事業

中國電子計算機的科研、生產和應用是從上世紀五十年代中後期開始的。1956年，周總理親自主持制定的《十二年科學技術發展規劃》中，就把計算機列為發展科學技術的重點之一，並籌建了中國第一個計算技術研究所。

我們知道，以邏輯電路器件作為標誌，到目前為止的電子計算機可以分為四代。（此外還有“第五代”即人工智能計算機和“第六代”即生物計算機的說法，但至今尚未成熟，本文不涉及。）每一代計算機，都比前一代更小、更快，技術工藝要求更高，價錢也更便宜。中國科學家研製從第一代到第四代計算機的工作，幾乎貫穿於整個毛澤東時代。

第一代計算機採用電子管。美國研製出第一代計算機用了4年（1943-1946，標誌：賓夕法尼亞大學莫爾學院的ENIAC），而中國通過學習蘇聯的技術，僅用3年就完成了（1956-1958，標誌：中科院計算所的103機），並生產了50台左右[文獻2]。

第二代計算機採用晶體管。美國從第一代計算機進入第二代計算機花了9年時間（1946-1954，標誌：貝爾實驗室的TRADIC），中國用了7年（1958-1964，標誌：哈爾濱軍事工程學院，即國防科技大學前身的441B機），生產了約200台[文獻2]。

第三代計算機採用中、小規模集成電路。這段發展過程美國用了11年（1954-1964，標誌：IBM公司的IBM360），中國用了7年時間（1964-1970，標誌：中科院計算所的小規模集成電路通用數字電子計算機“111機”[文獻3]）。我國研製的第三代計算機品種非常多。例如，北京大學、北京有線電廠和燃化部等單位聯合研製的150機於1973年完成；借鑑美國IBM公司16位小型機技術的DJS-100機也於該年（1973）研製成功，它的硬件為自行設計，軟件兼容；1976年11月，中國科學院計算所研製成功1000萬次大型電子計算機“013機”；等等。這裡不再一一介紹。

這一時期的1973年1月，四機部召開了電子計算機首次專業會議（即7301會議），總結了60年代我國在計算機研製中的經驗和教訓，決定放棄單純追求提高運算速度的技術政策，確定了發展系列機的方針，提出聯合研製小、中、大三個系列計算機的任務，以中小型機為主，着力普及和運用[文獻4]。從此，中國計算機工業開始有了政策性指導，重點研究開發國際先進機型的兼容機、研製漢字信息處理系統和發展微機[文獻5]。

第四代計算機採用大規模和超大規模集成電路，今天的計算機都屬於第四代計算機。這個過程美國用了9年（1964-1972，標誌：美國國防部高級研究規劃署與伊利諾斯大學聯合研製的ILLIAC-IV），中國用了8年（1970-1977，標誌：航天部陝西驪山微電子公司的77型機）。77型機是中國第一台自行設計研製的，採用大規模集成電路的16位微型計算機[文獻6]。另外，參照美國Intel 8008機型的國產DJS-050微機，也於該年（1977）由清華大學等單位仿製成功並通過鑑定[文獻5]。

通過以上數據可以看到，中國計算機事業的起步比美國晚了13年，但是經過毛澤東時代老一輩科學家的艱苦努力，中國與美國的差距不是某些人所歪曲的“被拉大了”，而是縮小了，從12年縮小到10年，再縮小到6年。到毛澤東離開我們之後不久，中國的計算機水平僅比美國落後5年。

毛澤東時代，是中國計算機奔跑的時代！

二. 中國在毛澤東時代掌握了大規模集成電路製造技術

製造第四代計算機的基礎部件是大規模集成電路。有人認為毛澤東時代的中國不能製造大規模集成電路，成為導致計算機事業後來出現停滯的主要原因。這種說法是完全沒有根據的。

1965年，中國自主研製的第一塊集成電路在上海誕生，僅比美國晚了5年。在此後的歲月里，儘管國外對我國進行技術封鎖，但這一領域的廣大科研工作者和工人階級，發揚自力更生和艱苦奮鬥的精神，依靠自己的力量建起了中國早期的半導體工業，掌握了從拉單晶、設備製造，再到集成電路製造全過程，積累了大量的人才和豐富的知識，相繼研製並生產了DTL、TTL、 ECL等各種類型的中小規模雙極型數字邏輯電路，支持了國內計算機行業。當時具備這種能力的國家除中國外，只有美國、日本和蘇聯[文獻7]。

中國從小規模集成電路經過中規模集成電路，再發展到大規模集成電路，僅用了7年時間，這以1972年四川永川半導體研究所（現電子工業部24所）研製成功的我國第一塊PMOS型大規模集成電路為標誌，而美國用了8年。也就是說，到文革中期，我們在製造大規模集成電路上與國外的差距縮短到4年。

這一時期，由於受國內外微電子業迅速發展的影響，加上集成電路的利潤豐厚，國內出現一股電子熱潮，全國建設了四十多家集成電路工廠，為以後進行大規模集成電路的研究和生產提供了工業基礎。

通過對比會發現，美、日等國的大規模集成電路從實驗階段到定型，再到批量工業生產，通常用4、5年時間。到我國第一塊大規模集成電路誕生的時候，這些國家已先後進入大規模集成電路的規模生產階段。參照這個速度，可以預計，我國到70年代中期就可以實現大規模集成電路的批量生產，即使考慮到國外封鎖和工業基礎薄弱等不利因素，也不會晚於70年代末，這已經被歷史所證實。某些人說什麼“文化大革命耽誤了大規模集成電路的工業生產”，是站不住腳的。

在此之後，我國在大規模集成電路工業方面堅持兩條腿走路。一方面依靠自己的力量，繼續加強大規模集成電路的研製和生產工作。1975年，上海無線電十四廠又成功開發出當時屬國內最高水平的1024位移位存儲器，集成度達8820個元器件[文獻8]，達到國外同期水平。另一方面，在那個據說是“閉關鎖國”的時期，我國通過購買國外單台設備，自己組建了三條生產線，以緩解國內製造計算機的迫切需要。

當然，在這一時期也存在着一些問題。一是科研與生產聯繫得不夠緊密，一些科研成果未能及時轉化為商品。二是生產線過多，國家投資分散，沒有發揮計劃經濟的優勢，一些地方難以形成規模生產效應。[文獻9]

即便如此，到上世紀70年代末，我國又陸續研製出256和1024位ECL高速隨機存儲器，後者達到國際同期的先進水平；可以生產NMOS 256位和4096位、PMOS 1024位隨機存儲器；掌握了對於大規模集成電路製造起着重要作用的無顯影光刻技術，可用於製造分子束外延設備[文獻10]；中科院上海冶金所還獨立發展了製造集成電路所需要的離子注入機，並出口到日本[文獻7]。

毛澤東時代給我們的微電子業留下了一筆豐厚的家底。

三. 中國計算機事業在毛澤東時代之後的短暫輝煌

從文革結束到80年代初的這段時期，我國科研隊伍基本上繼承了毛澤東時代的傳統，在堅持自力更生的同時，還積極引進先進技術、進口成套件或關鍵件的組裝，並積極開展引進技術本土化的工作，在計算機事業和大規模集成電路製造方面繼續取得一系列成就。但是在這一時期，也存在一些失誤。

在1977年4月的全國微型機專業會議上，確定了中國微機今後的發展方向為參照Intel 8008的DJS-050系列五個機型，以及參照Motorola 6800的DJS-060系列四個機型。這兩大系列的樣機於1980年前後陸續研製成功。[文獻5]

在1979年11月陝西的微型機交流會上，參展的國產微型機有六十多個品種，包括我國當時速度最快、外部設備最齊全的微型機DJS-061-1。[文獻10]

1982年，參考DG公司NOVA 16位小型計算機，採用國產中大規模集成電路的DJS-153小型計算機研製成功。同時，與NOVA-3機兼容的DJS-185機也由上海電子計算機廠完成。[文獻2]

1983年，中國國防科技大學自行設計的“銀河I”巨型計算機通過鑑定。它是一個每秒向量運算1億次的巨型計算機系統。成為我國第四代計算機中的巨型機代表機型。

同年，南京的734廠研製成功紫金1號，這是美國蘋果公司的仿製機；裝有中文操作系統CCDOS的16位長城0520-A誕生；浪潮公司通過採用英特爾8088芯片，以進口元散件為主，組裝的0520微機在濟南誕生。

在大規模集成電路製造方面，截止到1983年，16K MOS動態存儲器研製成功，8位機用大規模集成電路品種基本配套，4K MOS靜態存儲器進入小批量生產，高性能4位處理機集成電路批量生產，電子器件工業總公司研製成功6800八位微處理器（仿製美國Motorola公司1974年推出的6800），甘肅天光電工廠生產出64位、256位、1024位雙極型ECL存儲器，上海無線電十四廠生產出CMOS大規模集成電路（1981年），等。另外，超大規模集成電路的關鍵設備研製工作也取得一定的進展，不少基礎材料基本達到生產要求。[文獻11]

值得一提的是，上海元件五廠和上海無線電十四廠於1979年研製成功單片8080八位微處理器[文獻8]。8080為美國Intel公司1974年的產品，西德仿製出該類產品是在1980年10月（Siemens SAB 8080 A-C），蘇聯是在1986年（Eastern Bloc 8080 KP580BM80A）。這標誌着我們此時與美國的差距只有5年。

這個時期，國際計算機行業出現兩個新的變化。一是美國IBM公司於1981年推出了個人計算機（PC），從此計算機開始進入家庭。第二個變化是微處理器（CPU）的研發成為一個專門的行業。PC機的出現得益於CPU的價格不斷下降和速度不斷提高。PC機出現後，國外一些從事計算機研製的科研人員逐漸獨立出來，專門從事CPU設計。

我國及時注意到了第一個發展趨勢。1983年2月召開的全國計算機協調工作會議上，把生產IBM PC兼容機定為發展方向，提出“照着IBM的PC做”。所謂“照着IBM的PC做”，並不是現在電腦市場上的攢機，實際上當時沒有任何設計圖紙可供參考，完全靠自己摸索。但是對第二個變化，我國沒有注意，雖然此時已經可以仿造出8080、6800等CPU芯片，沒能及時將CPU的研究獨立出來，專門培養，這為日後中國微機的發展埋下了隱患。

在對待技術引進和發展高端計算機方面，當時也存在着一些問題。以“銀河I”巨型計算機為例，這項工程耗費1億元人民幣，由於片面追求國際最先進技術，忽視了國內相關部門的協調、促進和合作，硬件大量從國外購買，沒有使我國的整體技術取得任何實質性的進步。此時國內一些具有實力的集成電路科研和生產單位，由於得不到足夠的經費進行技術開發和設備改進，生產的計算機硬件沒有得到一展身手的機會。這樣，國際上早在1978年就已經開始出現了超大規模集成電路，而我國卻在邁向超大規模集成電路的路途中慢了下來。