《電子技術(shù)應(yīng)用》
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日本芯片是怎樣完成從進(jìn)口到自主研發(fā)逆襲的

2018-06-19
來源:來源:21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道

  歷時(shí)8個(gè)多月的東芝半導(dǎo)體出售案終于塵埃落定。

  6月1日,東芝宣布,,已完成出售旗下半導(dǎo)體公司(TMC)的交易,,售予貝恩資本牽頭的日美韓財(cái)團(tuán)組建的收購公司Pangea。盡管東芝對Pangea擁有40.2%股份,,但大股東已易主貝恩資本,。

  這被日媒視作日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)衰敗的另一標(biāo)志性事件。據(jù)IC Insights此前公布的2018年第一季度全球前十五大半導(dǎo)體公司(以銷售額計(jì)算)名單中,,東芝半導(dǎo)體是碩果僅存的日本公司,。而在鼎盛時(shí)期的1993年,,IC Insights發(fā)布的全球十大半導(dǎo)體公司中有6家日本公司。

  日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)這令人唏噓的興衰背后,,究竟發(fā)生了什么,?

  起家:從依賴進(jìn)口到自主研發(fā)

  日本索尼公司的官網(wǎng)上至今都掛著這樣一段歷史,該公司創(chuàng)始人之一井深大1952年在美國進(jìn)行為期3個(gè)月的調(diào)查旅行,,期間聽說了西方電器公司(WE)有意轉(zhuǎn)讓晶體管專利,,但代價(jià)高達(dá)25000美元,這相當(dāng)于日本東京通信工業(yè)公司(索尼前身)總資產(chǎn)的10%,,盡管心生向往,,但井深大最終帶著遺憾回國。索尼的另一創(chuàng)始人盛田紹夫后來于1953年赴美談判,,最終拿下了這項(xiàng)技術(shù),。

  但他們并沒有采納WE的建議——將晶體管用做助聽器,而是摸索出一個(gè)全新的應(yīng)用領(lǐng)域,。1955年,,索尼研制出全球第一臺晶體管收音機(jī)。1959年,,索尼收音機(jī)銷售額達(dá)250萬美元,。

  日本公司紛紛效仿。到1965年,,日本的收音機(jī)出口量達(dá)到2421萬臺,。另外,電子計(jì)算器和電視也撬動了美國市場的大門,。

  日本消費(fèi)電子在美國市場獲得成功,,不僅因?yàn)槠洚a(chǎn)品創(chuàng)新和性價(jià)比高,還與美國的政策有關(guān),。當(dāng)時(shí)美國將電子產(chǎn)業(yè)的重心轉(zhuǎn)移到了軍用上,,這為日本的民用電子產(chǎn)品提供了機(jī)遇。

  到1960年代,,日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)繼續(xù)追趕美國,。當(dāng)時(shí),日本政府以關(guān)稅壁壘和貿(mào)易保護(hù)政策為產(chǎn)業(yè)的起步“保駕護(hù)航”,。但外資開始“叩響”大門,,終于在1968年,美國德州儀器以合資的模式進(jìn)入日本市場,,但得遵守嚴(yán)苛的技術(shù)轉(zhuǎn)讓等限制,。

  當(dāng)時(shí)日本國內(nèi)半導(dǎo)體制造設(shè)備的國產(chǎn)化比率只有20%,美國的反制措施讓日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)意識到自身的被動,。其一,,IBM在1970年宣布將在其新推出的大型計(jì)算機(jī)中使用半導(dǎo)體存儲器,,半導(dǎo)體存儲器開始替代磁芯,在半導(dǎo)體存儲器中占據(jù)重要位置的DRAM內(nèi)存芯片,,成為潛力無限的大市場,。一夜之間行業(yè)游戲規(guī)則大變。其二,,美國拒絕向日本提供 IC集成電路,,使日本電子計(jì)算器在美國的市場份額從繁盛時(shí)期的80%跌至了1974年的27%。

  由此,,日本開始以“舉國之力”來進(jìn)行自主研發(fā),。一個(gè)官產(chǎn)學(xué)研發(fā)項(xiàng)目徹底改變了日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的地位。這個(gè)項(xiàng)目就是日本通商產(chǎn)業(yè)?。ń?jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省前身)發(fā)起成立的VLSI共同研究所(超LSI技術(shù)研究組合),,“打造未來計(jì)算機(jī)必不可少的大規(guī)模集成電路”這一口號也顯示了日本的巨大野心。日本通產(chǎn)省將市場中的各大競爭對手(富士通,、日立,、三菱電機(jī)、東芝和NEC)的研發(fā)人員集結(jié)起來,,總計(jì)投入700億日元,,政府出資290億日元(幾乎相當(dāng)于當(dāng)時(shí)通產(chǎn)省補(bǔ)貼支出的一半)。

  上述項(xiàng)目在4年到期后,,取得專利1000多項(xiàng),。VLSI共同研究所所長、有日本半導(dǎo)體之父之稱的垂井康夫設(shè)定的方針或許總結(jié)了成功的秘訣:競爭者們能否互相協(xié)作是一個(gè)大問題,,那么我們就以”基礎(chǔ)的,、共通的”為方針,從各家公司的共同點(diǎn)出發(fā),,來研發(fā),、制定未來的大規(guī)模集成電路技術(shù)。

  1970年代日本對美國等外部的關(guān)鍵制程設(shè)備和生產(chǎn)原料依賴率達(dá)到80%,,而到1980年代初,,日本半導(dǎo)體制造裝置國產(chǎn)化率達(dá)到了70%以上,為日后超越美國成為半導(dǎo)體業(yè)霸主奠定了基礎(chǔ),。

  由此日本半導(dǎo)體業(yè)開啟了“黃金時(shí)代”,,全球市場份額不斷上升,在世界范圍內(nèi)開始具有舉足輕重的地位,。以1980年投入市場的64K DRAM為例,,1981年,,日立市場占有率全球第一,,占40%的份額,;第二位是富士通,占20%,,NEC占9%,。之后,NEC主導(dǎo)了256K時(shí)代,,東芝主導(dǎo)了1MB時(shí)代,。到1986年,日本半導(dǎo)體企業(yè)在全球DRAM的市占率達(dá)到了80%,,超越了美國,。

  這一時(shí)期的日本產(chǎn)業(yè)發(fā)展主要靠出口。1970-1985年的15年間,,日本該產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值增加了5倍,,出口增加了11倍。

  轉(zhuǎn)折:由盛而衰背后是未能抓住規(guī)?;瘷C(jī)會

  禍兮福所倚,,福兮禍所伏。

  1980年代后期,,日本的DRAM市場份額開始大幅衰退,,根本原因是DRAM市場結(jié)構(gòu)發(fā)生巨變,頻繁發(fā)生的貿(mào)易摩擦也一定程度上阻礙了行業(yè)發(fā)展,。

  日本企業(yè)在早期大型計(jì)算機(jī)所用的存儲器上有技術(shù)優(yōu)勢,,看重的是存儲器的品質(zhì)。但1980年代后期,,隨著個(gè)人電腦市場蓬勃發(fā)展,,對存儲器的可靠性和壽命要求較低,更側(cè)重于低價(jià),。但日本當(dāng)時(shí)依舊以高可靠性為生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn),,未能很好地適應(yīng)市場變化。

  有業(yè)內(nèi)人士指出,,盡管當(dāng)時(shí)日本公司看到了個(gè)人電腦市場的動向,,但仍執(zhí)著于成品率,在降低成本方面比較欠缺,。對比日韓的半導(dǎo)體公司會發(fā)現(xiàn),,韓國公司在成本上大幅領(lǐng)先于日本公司,生產(chǎn)同樣的元器件,,日本公司使用的設(shè)備數(shù)量竟是韓國的2倍,,生產(chǎn)流程過長,進(jìn)而無法降低成本,。

  另有分析指出,,這也和日本制造商沒有采取Fabless模式有關(guān),。這種水平分工的發(fā)展模式可以使專業(yè)公司專注設(shè)計(jì),代工廠專注生產(chǎn),,可以對市場變化做出迅速反應(yīng),,將機(jī)器折舊影響到的成本劣勢降到很低。

  “日本的半導(dǎo)體制造大多仍是大集團(tuán)下的子部門,,盡管個(gè)別產(chǎn)品有不錯的成績,,但在品牌占有率達(dá)到一定程度后,該模式無法再有效推升其半導(dǎo)體的零組件往下一個(gè)里程碑前進(jìn),。Fabless模式是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在規(guī)模經(jīng)濟(jì)發(fā)展下的必然走向,。而以日本的發(fā)展模式來看,與其說錯失了市場的大變化,,不如說半導(dǎo)體發(fā)展有很強(qiáng)的規(guī)模經(jīng)濟(jì)作為營運(yùn)支撐,,而日本制造商未能發(fā)展出具有相對應(yīng)經(jīng)營型態(tài)與經(jīng)濟(jì)規(guī)模的廠商,造成其競爭力不斷被削弱,?!奔钔貕惍a(chǎn)業(yè)研究院研究經(jīng)理林建宏對21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者表示。

  此外,,日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)也受到了外部貿(mào)易摩擦的影響,。日本半導(dǎo)體業(yè)的不斷崛起,讓美國同行危機(jī)感攀升,。這可以從媒體報(bào)道窺見一斑,。1978年,美國《財(cái)富》雜志刊登了《硅谷的日本間諜》的報(bào)道,;1981年3月和12月,,又兩次刊登報(bào)道敲響美國半導(dǎo)體行業(yè)的警鐘。1983年,,《商業(yè)周刊》雜志刊登了長達(dá)11頁的《芯片戰(zhàn)爭:日本的威脅》的專題,。

  隨著日本廠商的大量產(chǎn)能進(jìn)入市場,供給嚴(yán)重過剩引發(fā)了全球DRAM的價(jià)格暴跌,。1985年6月,,美國半導(dǎo)體工業(yè)協(xié)會(SIA)向美國貿(mào)易代表辦公室提起對日本半導(dǎo)體產(chǎn)品傾銷訴訟;此后,,美光向美國商務(wù)部提起日本64K DRAM傾銷訴訟,。“日美半導(dǎo)體戰(zhàn)爭”正式開戰(zhàn),。

  這場戰(zhàn)爭最終以“日美半導(dǎo)體協(xié)定”了結(jié),。協(xié)定內(nèi)容主要包括改善日本市場的準(zhǔn)入和終止傾銷。美國加快推進(jìn)研發(fā),成功奪回寶座,。到1993年,,美國半導(dǎo)體公司的世界份額重回世界第一,并保持至今,。

  由于外部貿(mào)易摩擦激化,,日本公司開始向內(nèi)需拉動的增長模式轉(zhuǎn)型,。在1985-2000年的15年間,,日本電子產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值和出口增加了1.5倍,而內(nèi)需增加了2倍多,。

  在1990年代初,,日本經(jīng)歷了泡沫經(jīng)濟(jì)崩潰,進(jìn)入“失去的20年”,。2000年以后,,日本GDP增長停滯,日本電子產(chǎn)業(yè)總體出現(xiàn)衰退,。2013年日本電子產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值是11萬億日元,,不到峰值時(shí)(26萬億日元)的一半。

  “1980年代末,,日本經(jīng)濟(jì)達(dá)到了全球第二,,美國以廣場協(xié)議和日美半導(dǎo)體協(xié)定來施壓,這大幅打壓了日本企業(yè)的獲利能力,。而韓國趁勢舉國家之力來發(fā)展半導(dǎo)體行業(yè),,不久后日本經(jīng)濟(jì)泡沫破裂,補(bǔ)貼難以維系,?!憋@示及半導(dǎo)體行業(yè)咨詢機(jī)構(gòu)CINNO副總經(jīng)理?xiàng)钗牡脤?1世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者表示,半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展和一國的宏觀經(jīng)濟(jì)情況息息相關(guān),,因?yàn)檫@是資金超級密集的產(chǎn)業(yè),,需要持續(xù)的、大規(guī)模資金投入才會成功,。當(dāng)一國經(jīng)濟(jì)整體不景氣時(shí),,就難以大力支持其發(fā)展。

  重振:結(jié)構(gòu)性改革和重啟“官產(chǎn)學(xué)”項(xiàng)目

  日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)試圖以結(jié)構(gòu)性改革和重啟“官產(chǎn)學(xué)”項(xiàng)目來重振旗鼓,。

  在日本通產(chǎn)省的主導(dǎo)下,,1999年,日立和NEC的DRAM部門整合成立了爾必達(dá)(Elpida),,三菱電機(jī)隨后也參與進(jìn)來,,而其他日本半導(dǎo)體制造商均從通用DRAM領(lǐng)域中退出,將資源集中到具有高附加值的系統(tǒng)集成晶片等領(lǐng)域。Elpida是希臘語“希望”的意思,,這個(gè)公司名體現(xiàn)了日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)對這最后的DRAM制造商所寄予的厚望,。

  無奈,“外面的世界”瞬息萬變,。2008年金融危機(jī)后,,全球需求驟降,DRAM供應(yīng)嚴(yán)重過剩,,2GB的DRAM在2008年的價(jià)格為20美元以上,,而2012年則跌至1美元以下。全球DRAM生產(chǎn)商都陷入嚴(yán)重赤字,,爾必達(dá)也不例外,。日本政府在2009年伸出援手,注資并為其擔(dān)保獲得日本政策投資銀行融資,。

  但終究頹勢難挽,,爾必達(dá)不堪負(fù)債最終于2012年2月底宣布破產(chǎn),2012年7月被美光并購,。

  一位日本半導(dǎo)體從業(yè)者向21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者表示,,自然災(zāi)害對日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展有一定的影響。3·11大地震加速日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)競爭力下滑,。

  “我們公司在地震中也損失慘重,,股價(jià)一路下跌,直到前兩年重組又建廠才恢復(fù)正常的產(chǎn)量,。股價(jià)也翻了三番,。半導(dǎo)體生產(chǎn)對環(huán)境要求很高,要無塵穩(wěn)定的環(huán)境下才能制作出精良產(chǎn)品,?!痹撊毡景雽?dǎo)體業(yè)內(nèi)人士表示。

  但也有分析指出,,爾必達(dá)的失敗是日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)重蹈覆轍,,即跟不上行業(yè)的變化,上次是跟不上個(gè)人電腦市場的崛起,,這次是跟不上電腦向智能手機(jī)和平板電腦的轉(zhuǎn)向,。

  “日本企業(yè)一般精于鉆研技術(shù),但對外界變化的應(yīng)對能力比較遲鈍,,因?yàn)槠鋬?nèi)部通常較為官僚化,、決策過程慢。其過去30年的成果其實(shí)是在外部沒有很多勁敵的情況下取得的,,當(dāng)面臨更多競爭對手時(shí),,這種專注但又反應(yīng)遲緩的弱點(diǎn)就會被放大,。”楊文得說,。

  日本啟動了多項(xiàng)官產(chǎn)學(xué)項(xiàng)目,,包括飛鳥(Asuka)計(jì)劃、未來計(jì)劃MIRAI,、HALCA等,。2006年,日本推出新的五年計(jì)劃,,被視為ASUKA計(jì)劃的延續(xù),。新五年計(jì)劃分兩部分:一是SELETE五年研發(fā)項(xiàng)目,每年投資預(yù)算100億日元,,探索45納米和32納米實(shí)際應(yīng)用工藝,。另一部分是STARC五年研發(fā)計(jì)劃,,每年投資預(yù)算50億日元,,用于開發(fā)DFM設(shè)計(jì)平臺。

  盡管日本半導(dǎo)體業(yè)的輝煌已成為歷史,,目前的全球市占率已不到10%,,但在一些細(xì)分領(lǐng)域仍然扮演著重要角色。

  “日本在材料,、精密機(jī)械,、基本的物理化學(xué)數(shù)學(xué)等的科研能力與廠商都仍有影響力。歷史累積的專利與專業(yè)人才都仍然很強(qiáng),。只要資本與公司運(yùn)作的模式對了,,若能抓到下一波重大商品的轉(zhuǎn)變點(diǎn),日本的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)仍會有很好的競爭力,?!绷纸ê暾f。

  “半導(dǎo)體是一個(gè)集成性的行業(yè),,一個(gè)芯片的產(chǎn)生需要近一萬人的工作量,,同時(shí)需要多年的經(jīng)驗(yàn)積累才有創(chuàng)新。日本半導(dǎo)體根基很深,,目前可能發(fā)展得比較慢,,但其基礎(chǔ)仍在,要翻身就看國家以后對半導(dǎo)體行業(yè)的投入,?!鄙鲜鋈毡景雽?dǎo)體業(yè)內(nèi)人士表示。


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