日本半導(dǎo)體是如何跌落神壇的

前言

日前，據(jù)日媒報(bào)道，日本正計(jì)劃配合美國對(duì)中國“出手”，最快將在4月對(duì)尖端半導(dǎo)體技術(shù)實(shí)施出口管制，日本行政機(jī)構(gòu)METI（經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省）近期將公布《外匯及外國貿(mào)易法》修正案。

日本時(shí)事通信社報(bào)道截圖

眾所周知，去年10月拜登政府宣布限制向中國出口使用美國的相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品，對(duì)華管制愈演愈烈。與此同時(shí)，美方還積極“拉攏”荷蘭、日本在半導(dǎo)體設(shè)備方面對(duì)中國進(jìn)行“芯片圍堵”。上個(gè)月傳出消息，美日荷已就限制向中國出口先進(jìn)芯片制造設(shè)備達(dá)成協(xié)議。

日媒表示，考慮到中國可能對(duì)在華日企進(jìn)行反制，當(dāng)局出臺(tái)的管制措施不會(huì)點(diǎn)名針對(duì)中國。顯然這無異于掩耳盜鈴。中國是日本半導(dǎo)體設(shè)備的最大出口市場，相關(guān)管制開始實(shí)施后，雙方都將受到影響，日本不可能獨(dú)善其身。

值得一提的是，日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)曾經(jīng)歷了一個(gè)“硅谷從0到1，富士山下從2到3的神奇時(shí)代”，在70、80年代逐步走向“世界第一”，如日中天時(shí)遭到美國打壓。十多年間經(jīng)歷數(shù)次日美貿(mào)易摩擦，疊加經(jīng)濟(jì)衰退等影響，2000年后日漸式微。

在日本半導(dǎo)體的興衰中，我們會(huì)看到一些與中國眼下的處境相似的部分，值得思考。此外，印象中今天的日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)似乎早已失勢，不足為懼。然而事實(shí)上，日本半導(dǎo)體設(shè)備、材料方面在全球產(chǎn)業(yè)鏈中依然獨(dú)樹一幟，仍需警惕。

本文，我們?cè)噲D對(duì)日本半導(dǎo)體的興衰、現(xiàn)狀及其管制措施可能產(chǎn)生的影響進(jìn)行簡要梳理。

01.富士山下從2到3的神奇時(shí)代興起

1945年，井深大、盛田昭夫共同出資建立了“東京通信研究所”，即索尼的前身。之后索尼的起步，正式開啟了日本半導(dǎo)體時(shí)代。

東通工成立不久，井深大在美國購買了晶體管的生產(chǎn)專利，欲將其用來開發(fā)收音機(jī)。但他用2.5萬美元的外匯買來的僅是生產(chǎn)晶體管的授權(quán)，并沒有詳細(xì)的制作方法。且當(dāng)時(shí)的日本電子業(yè)還很落后，基礎(chǔ)的產(chǎn)業(yè)工人及制造經(jīng)驗(yàn)都相當(dāng)匱乏。

困局之時(shí)，盛田昭夫?qū)⑵涿梅?、東通工錄音機(jī)制造部部長巖間和夫送往美國“偷師”。在貝爾實(shí)驗(yàn)室所在的西部電器公司，巖間和夫受到美國人的歡迎，但被要求不能拍照和記筆記。

巖間和夫隨后的表現(xiàn)頗具“使命精神”。他用蹩腳的英文提問、細(xì)心觀察工廠，憑借記憶將白天與美國工程師交流的內(nèi)容及看到的畫面整理在紙面上，寄回日本。

4年時(shí)間共計(jì)256頁手稿，完整記錄了晶體管的生產(chǎn)流程說明及注解，東通工靠巖間和夫的手稿指引，在其回國前一周成功制造出晶體管。巖間和夫后來被稱為“日本半導(dǎo)體之父”。

1955年，索尼發(fā)布幾經(jīng)改良的晶體管收音機(jī)TR-55，引爆市場。次年，其又推出世界上最小的半導(dǎo)體收音機(jī)，再獲成功。1958年，日本半導(dǎo)體收音機(jī)的產(chǎn)量已然位居世界首位。

我們知道，現(xiàn)代半導(dǎo)體工業(yè)源于貝爾實(shí)驗(yàn)室在1947年發(fā)明的第一塊晶體管，直到20世紀(jì)70年代末美國半導(dǎo)體行業(yè)無論在技術(shù)還是市場占有上都處于領(lǐng)先地位。

索尼晶體管收音機(jī)的成功，使日本半導(dǎo)體業(yè)在遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于美國的情況下，快速實(shí)現(xiàn)彎道超車。積極的市場反饋帶動(dòng)日本晶體管產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，1959年日本晶體管銷量世界第一，產(chǎn)量追平美國。至此，日本成功開辟了一條“引進(jìn)-消化-改良-反超”的可復(fù)制化發(fā)展路徑。

這種發(fā)展模式讓其在此后的二十年間走向鼎盛，也為其后來的衰退埋下隱患。

突圍

60年代初，IC產(chǎn)業(yè)時(shí)代到來，導(dǎo)彈技術(shù)的發(fā)展使IC在軍事上的使用量猛增，美國半導(dǎo)體因政府集中采購而快速成長，市占率一度高達(dá)73%，IC上集成的元件數(shù)量幾乎每1.5年就要增加1倍，半導(dǎo)體也進(jìn)入到了LSI（高密度集成電路）的時(shí)代。

但彼時(shí)的日本或沉浸在晶體管帶來的勝利中，未能及時(shí)嗅到IC的產(chǎn)業(yè)價(jià)值。直到1966年，日本才將“集成電路”列入產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計(jì)，一邊阻止美國企業(yè)侵占本國市場，一邊扶持本國IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展，日本政府多管齊下發(fā)展半導(dǎo)體的決心，在這個(gè)過程中也展露無疑，諸如：

出臺(tái)法案從投資、貸款和稅收等方面給予政策支持；

實(shí)行貿(mào)易保護(hù)主義，限制中低端芯片進(jìn)口，只允許極少數(shù)高端電子器件進(jìn)口；

限制外資比例，美國公司想要進(jìn)入日本市場，得用技術(shù)換市場。

事實(shí)上，60年代，美國政府就試圖用貿(mào)易制裁、切斷專利供給等方式威脅日本改變貿(mào)易策略，但日本利用德州儀器與仙童兩家巨頭的IC專利權(quán)矛盾，坐收漁翁之利，最終使得德州儀器與索尼、仙童與日本電氣成立合資公司，迫使他們用技術(shù)換市場。

隨后，美國無線電公司與日立、美國通用電氣與東芝也相繼建立合作，日本順理成章拿到了美國的核心技術(shù)。此外，日本工人的“工匠精神”使該國在IC方面握有高質(zhì)量、高良品率、高產(chǎn)業(yè)效率的極大優(yōu)勢，助推日本IC產(chǎn)業(yè)日益兵強(qiáng)馬壯。

70年代日本又迎新挑戰(zhàn)，而這一挑戰(zhàn)也成為日本進(jìn)入黃金時(shí)代的重大機(jī)遇。

1970年，英特爾推出第一個(gè)DRAM芯片C1103，標(biāo)志著DRAM內(nèi)存時(shí)代的到來。1K DRAM取得巨大成功，那一年IBM新推出的大型計(jì)算機(jī)上，也使用了DRAM內(nèi)存。

這一時(shí)期的日本盡管能夠生產(chǎn)DRAM芯片，1972年即研制成功1K DRAM，但其生產(chǎn)所用的關(guān)鍵設(shè)備及原料都得從美國進(jìn)口。同時(shí)，美國在技術(shù)上依然遙遙領(lǐng)先，美國DRAM已經(jīng)用上了超大規(guī)模集成電路（VLSI），日本還停留在上一代技術(shù)大規(guī)模集成電路（LSI）。

DRAM市場的巨大誘惑及美國帶來的沖擊，促使日本以舉國之力開發(fā)VLSI。

1976年，日本政府啟動(dòng)了“DRAM制法革新”項(xiàng)目，政企合資720億日元成立了國家級(jí)“VLSI技術(shù)研究所”，日本五大計(jì)算巨頭富士通、NEC、日立、東芝和三菱電機(jī)都參與進(jìn)來，產(chǎn)、學(xué)、政聯(lián)合共計(jì)800多人參與研發(fā)新技術(shù)和新產(chǎn)品，包括被美國卡脖子的設(shè)備、材料。

就在這一年，日本與美國同時(shí)研制出16K DRAM。1978年，日本又研制成功64K DRAM大規(guī)模集成電路，而美國卻落后了整整一年。

64K讓日本開始在DRAM市場叱咤風(fēng)云，這也意味著日本領(lǐng)先美國挺進(jìn)VLSI時(shí)代，實(shí)現(xiàn)對(duì)美國技術(shù)的趕超。

不得不說，舉國之力下的VLSI研究所對(duì)日本半導(dǎo)體的全面發(fā)展起到了極大的助推作用。

為期4年的“VLSI”項(xiàng)目為日本半導(dǎo)體業(yè)創(chuàng)造了4000多件技術(shù)專利和一條完整的DRAM產(chǎn)業(yè)鏈：做材料的京瓷和住友，做光罩的TOPPAN，做封測的東京電子，和做***的尼康。

可以說，VLSI研究所敲開了日本半導(dǎo)體黃金時(shí)代的大門，也為日后衰退的日本半導(dǎo)體業(yè)留下了希望之種。

黃金時(shí)代

1978年后，個(gè)人電腦市場的高速增長帶動(dòng)內(nèi)存需求擴(kuò)張，日本DRAM產(chǎn)業(yè)進(jìn)入興盛期。

其時(shí)，還發(fā)生過一個(gè)趣事。日本依附美國成長起來，“小弟”總是不被“老大哥”放在眼里，美企想當(dāng)然的認(rèn)為日本芯片質(zhì)量不行。

1980年，惠普對(duì)競標(biāo)公司進(jìn)行質(zhì)檢卻發(fā)現(xiàn)，美國最好的DRAM公司英特爾的芯片不合格率比日本3家競標(biāo)公司中最差的DRAM公司還高出6倍。

質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的日本DRAM內(nèi)存在美國迅速崛起。到1982年，日本成為全球最大的DRAM生產(chǎn)國。

再次彎道超的日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，在80年代全然處于騰飛階段，NEC、日立、東芝、富士通、松下電子、三菱電機(jī)、SONY等日企的產(chǎn)品幾乎充斥了美國市場，擠占了不少份額。

1980年，日本DRAM的全球市場份額與美國基本持平；1985年，其全球市占率首次超過美國（39.8%）達(dá)到47.6%；1988年日本已占據(jù)了世界半導(dǎo)體市場的51%，美國下降到37%。

到了1990年，全球前10大半導(dǎo)體公司中，日本公司占據(jù)6家；前三名分別是NEC、東芝和日立，巨頭英特爾也只能排在第四名。這讓美企率先一步嗅到了危機(jī)。

不過，“小弟”爬到了“老大哥”頭上高舉自己的旗幟，好日子也就快到頭了。

衰落

盛極必衰是歷史的必然，而業(yè)界普遍認(rèn)為日美半導(dǎo)體摩擦是導(dǎo)致日本衰落的一個(gè)重要先兆。

早在80年代，美國半導(dǎo)體業(yè)界就對(duì)日本產(chǎn)生戒備之心，以威脅國家安全為由要求美國政府反擊。1985年，美國對(duì)日本的貿(mào)易逆差高達(dá)497億美元，占總逆差的34%，也引起了美國國會(huì)的關(guān)注，強(qiáng)烈要求政府發(fā)布對(duì)日的貿(mào)易報(bào)復(fù)措施。

這年，美國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)界進(jìn)行了3次請(qǐng)?jiān)?，控訴日本半導(dǎo)體廠商的傾銷行為，提出了反傾銷訴訟。1987年，美國開始對(duì)日本采取貿(mào)易制裁措施予以報(bào)復(fù)，例如征收?qǐng)?bào)復(fù)性關(guān)稅，對(duì)DRAM征收12%~35%的反傾銷稅等，制裁措施一直持續(xù)到1991年。

1991年，美國政府以換取制裁的暫停為交換條件，逼迫日本重新簽署五年期《日美半導(dǎo)體協(xié)議》，明確規(guī)定把外國半導(dǎo)體產(chǎn)品在日本國內(nèi)市場份額提升至20%以上。而在此之前，美國已與日本簽署過多次有關(guān)半導(dǎo)體的不平等條約。

日美貿(mào)易摩擦下，日本的DRAM市場份額從1986年的80%不斷下降到1992年的40%。與此同時(shí)，韓國、中國臺(tái)灣地區(qū)的半導(dǎo)體產(chǎn)品份額持續(xù)上升，日本企業(yè)的國內(nèi)外市場份額日益萎縮。

另一方面，90年代后期亞洲的金融危機(jī)加重半導(dǎo)體市場衰退，日本在這一時(shí)期又不惜成本的堅(jiān)持追求高質(zhì)量，因執(zhí)著于局部而忽視了全局的變化，導(dǎo)致自身的價(jià)格優(yōu)勢被削弱。

1996年，日美半導(dǎo)體協(xié)定結(jié)束時(shí)，外國半導(dǎo)體在日本占據(jù)了28%的市場，但此時(shí)的日本大勢已去，DRAM產(chǎn)業(yè)的霸主地位被韓國奪走。自此，日本半導(dǎo)體的衰退之路清晰可見。

2000年以后，日本半導(dǎo)體在經(jīng)濟(jì)衰退、電子產(chǎn)業(yè)失勢中難以再振作，甚至錯(cuò)失了互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展浪潮，在接下來的PC與智能手機(jī)時(shí)代中幾乎淪為了旁觀者。

后來的事我們都知道，2012年，為挽救日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)而存在的爾必達(dá)破產(chǎn)，瑞薩電子陷入危機(jī)，日本半導(dǎo)體徹底失去了與韓國、中國臺(tái)灣抗衡之力。

1988年日本半導(dǎo)體在世界市場占有率為50.3%，但到了2019年僅剩下10.0%。

在“失去的二十年”里，日本半導(dǎo)體并非我們所想的那般全面衰落。

如前文所言，盡管VLSI研究所的存在及這種舉國之力的突圍模式?jīng)]能讓日本長盛不衰，但也為其留下了希望之種，即包括半導(dǎo)體設(shè)備、半導(dǎo)體材料等在內(nèi)的上游產(chǎn)業(yè)鏈，日本一直保持了其優(yōu)勢地位，在今天依然獨(dú)樹一幟。

例如，今天的日本仍是世界最大的半導(dǎo)體原料出口國，甚至是大量半導(dǎo)體原材料的唯一供應(yīng)商。

芯片生產(chǎn)所需的19種必須材料中，日本企業(yè)在硅晶圓、合成半導(dǎo)體晶圓、光罩、光刻膠、藥業(yè)、靶材料、保護(hù)涂膜、引線架、陶瓷板、塑料板、 TAB、 COF、焊線、封裝材料等14種重要材料方面均占有50%或以上的份額，日本半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)在全球長期保持著絕對(duì)優(yōu)勢。

半導(dǎo)體設(shè)備方面同樣如此。半導(dǎo)體必備的26種設(shè)備中，日本企業(yè)在10種設(shè)備上所占的市場份額超過50%，在電子束描畫設(shè)備、涂布/顯影設(shè)備、清洗設(shè)備、氧化爐、減壓CVD設(shè)備等重要前端半導(dǎo)體設(shè)備幾乎壟斷市場，后端設(shè)備上，日本的劃片機(jī)和成型器也是世界第一。

據(jù)悉，東京電子是世界上唯一一家產(chǎn)品覆蓋半導(dǎo)體生產(chǎn)四個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的制造商，占據(jù)了EUV光刻涂布/顯影設(shè)備100%的市場份額，而在擴(kuò)散爐、薄膜沉積設(shè)備、金屬沉積設(shè)備、涂布機(jī)等的半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)上，其市場份額位也位居全球前二。

由此可見，日本半導(dǎo)體仍是一股不可小覷的力量。

眾所周知，日本長期“依附”美國，在當(dāng)下的局勢中其成為美國的一枚棋子也在意料之中。但不得不提的是，中國作為日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)第一大出口市場，一旦日本的管制措施開始實(shí)施，將對(duì)其本國的產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來重挫。

日本芯片制造裝備協(xié)會(huì)（SEAJ）的數(shù)據(jù)顯示，2021年度日本產(chǎn)的芯片制造設(shè)備的銷售額為3.443萬億日元，其中對(duì)華出口額比上年度增加57%，達(dá)到9924億日元，約占整體的三成，居各出口對(duì)象國和地區(qū)首位。

據(jù)日媒報(bào)道，隨著對(duì)華芯片出口限制的推進(jìn)，日本目前對(duì)華銷售額的大約一半將受到影響。此前，東京電子總裁河合利樹也表達(dá)了日本企業(yè)希望“維持現(xiàn)狀”的心聲，不希望損害客戶利益，該公司近三成的銷售額都來自中國市場。

失去中國市場，對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展緩慢的日本而言未必能承受得住。如中國外交部發(fā)言人毛寧所言，企圖堵別人的路，最終只會(huì)堵死自己的路。

結(jié)語

以史為鏡，可以知興替。日本半導(dǎo)體的興衰史，對(duì)我們而言鏡鑒價(jià)值明顯。今日我們的處境與之何其相似，甚至更為棘手。但肯定的一點(diǎn)是，中國半導(dǎo)體必然能夠突破重圍，實(shí)現(xiàn)技術(shù)自主。

就像被施壓的荷蘭ASML的首席執(zhí)行官Peter Wennink對(duì)相關(guān)方所警告的那樣，美國的行動(dòng)將會(huì)產(chǎn)生意想不到的后果，中國會(huì)開發(fā)自己的技術(shù)，“需要時(shí)間，但最終會(huì)實(shí)現(xiàn)。

審核編輯黃宇