日本半导体产业四十年兴衰一瞬间
最近一段时间, 美国政府以半导体为由惩罚中兴通讯, 半导体开始进入普通读者的视野.
半导体在普通读者的心里, 首先是二极管或者三极管等收音机用的零部件, 但实际上其分类相当广. 如果按照制造技术对半导体进行分类的话, 可以分为: 集成电路器件, 分立器件, 光电半导体, 逻辑IC, 模拟IC, 储存器等大类. 企业不同, 对半导体的分类也不太一样, 日本企业通常更愿意将半导体分为IC (集成电路) , LSI (大规模集成电路) , VLSI (超大LSI) 等. 此外, 也有按照其所处理的信号, 分成模拟, 数字, 模拟数字混成及功能进行分类的方法.
上世纪70年代, 日本企业致力于引进美国等国的半导体研发及制造技术, 在80年代其半导体的生产与研发进入了鼎盛期. 80年代日美贸易战争中打得最为惨烈的战场就是半导体. 对美贸易战争战术的失败, 加上进入90年代后期, 日本企业体制的僵化, 在新一轮半导体竞争中, 日本开始败下阵来. 到了2016年, 日本企业唯一一家还能排名在世界半导体企业前十名中的东芝 (第六名) , 也已经只能靠卖出这个业务才能维持自身的生存了.
日本半导体走过了由盛而衰的过程. 并不是日本企业不知道半导体有多重要, 是这个国家的对美政策的失误, 加上囿于曾经成功的经验, 未能及时变动企业研发体制, 就眼看着整个日本的半导体产业一天不如一天.
想想在1995年, 世界半导体企业前十中, NEC (第一) , 东芝 (第二) , 日立制作所 (第三) , 富士通 (第八) , 三菱电机 (第九) . 2005年, 东芝 (第四) , NEC电子 (第十) 还能勉强维持. 但到了2018年, 东芝如果将其半导体部门销售出去后, 日企半导体辉煌的时代也就彻底地翻过去了.
从70年代引进技术到80年代小荷才露尖尖角, 90年代进入鼎盛, 2000年开始衰败, 到如今需要靠 '卖儿卖女糊口' , 日本半导体产业走过了40年由弱向强, 由强转衰的过程.
曾经的计算器及手提电脑的开发及生产大国
半导体的开发, 首先是从美国企业开始的. 1970年, 英特尔公司开发出了DRAM (Dynamic Random Access Memory, 动态随机存取存储器, 最为常见的系统内存) '1103' 震动了整个世界. 英特尔公司自然是半导体技术的重要厂家. 很快日本企业参加到了英特尔公司的研发中, 1972年, 日企与英特尔共同推出了微处理器 '4004' .
1972年, 日本企业能生产1K比特的DRAM, 看到IBM推出的新系统需要比1K比特大出1000倍的1M比特的产品, 几乎到了绝望状态. 靠一个一个的企业在相当短的时间内完成这个任务几乎无望. 当时对企业有很大号召力的日本通产省 (现在的经产省) , 立即将富士通, 日立, NEC, 三菱电机及东芝召集了起来, 成立了 '超LSI技术研究组合' 这样的企业联合体. 通产省的官员直接负责相关项目的推进. 从1976年开始的4年时间, 日本国家对大型计算机使用的半导体做出的预算为700亿日元, 其中国家直接拨款290亿日元, 日本肯出人出资振兴半导体事业, 和美国基本靠企业自己动手去研发, 在这个时候两国的做法已经泾渭分明.
日本国家及企业在初级阶段对今后如何研发半导体技术以及如何让相关制造设备国产化, 均有明确的方针. 这该是日本迅速超越其他国家的重要原因. 首先, 在技术方面, 日本着重开发微细加工的制造设备, 为了将容量从1K提升到1M, 需要将半导体电路的间隔缩短, 这需要拥有精密加工技术, 也需要相关的设备, 在通产省的指挥下, 相关装备的研发推进得相当顺利. 上世纪70年代, 日本的半导体制造装备基本从国外进口, 但到了80年代初, 70%以上的装备日本已经可以自己制造了.
另一方面日本需要提升硅结晶技术. 如果拉出的硅结晶尺寸大, 那么在加工晶片的时候就可以减少废品, 一块晶片能发挥多种元件的功能. 在基础研发方面, 企业拧成一股绳, 协作推进, 到了具体生产的时候, 则各家企业走各自的路子. 由于产品几乎一样, 数家企业能同时推出大致相当的产品, 日本的半导体企业群既有制造技术优势, 又能在国内进行更新设备及产品的竞争, 技术水平得以不断提升, 让世界开始对日本刮目相看.
日本企业在上世纪80年代迅速形成了一个特点, 就是其半导体产品价格极为低廉, 能向世界任何国家提供相关产品. 同时所有企业均能够保证自己的产品使用25年, 以这样的条件向世界销售产品, 在那个时代没有一家比得上, 由此, 日企迅速占领了世界半导体市场. 1985年, 日企与美国企业在半导体生产的市场占有率方面发生了角色的转换: 日本第一, 美国第二. 至于欧洲等地企业, 其总量在10%以下, 几乎不具有市场意义.
上世纪80年代中期, 世界半导体的50%以上的产品是日本生产的, 人们说 '日本第一' 的根据就在这里.
我们看到, 1985年英特尔公司宣布从DRAM制造中退出, 只专心生产微处理器.
日美贸易战争与水平分工的出现
美国对二次世界大战后日本迅速占领美国市场相当不满. 在上世纪50年代, 已经有日本生产的1美元衬衫进入到了美国市场, 开始出现日美纺织品摩擦. 到了60年代是钢铁方面的贸易摩擦. 本来日本的钢铁技术很不发达, 是美国帮助日本提升了轧钢的技术, 但转眼日本就把钢铁产品投向了美国. 从70年代开始, 日本的家电大举进入到了美国市场, 80年代则是关系着美国国家安全的半导体产品从日本涌进美国.
美国动真格的了, 开始反击. 1985年日本半导体产业的世界市场占有率超过美国后, 1986年美国使用自己在政治, 军事及外交方面的绝对力量, 逼迫日本签订城下之盟——日美半导体协定. 该协定就是要防止日本企业对美国的倾销, 但日本企业在技术等方面的优势地位不容动摇. 美国提出了数值目标, 要求在日本市场必须有20%的美国半导体产品占有率, 日本答应了这个要求. 因为技术水平, 产品质量摆在那里, 硬性规定的市场占有率, 不代表美国企业具有优势. 日本不知道, 美国的这项要求, 让美国企业获得了喘息的机会, 虽然美国企业在技术方面不能胜人一筹, 但如果产品更新换代之后, 美国企业就能反扑上来.
日本企业以稳坐泰山的架势, 持续地为计算机等企业提供低价及25年保质期的产品. 然而市场突然发生了变化, 手提电脑的出现, 对半导体零部件的需求更加旺盛了, 美国企业尽管一时还跟不上, 但韩国突然蹦出了一个叫 '三星' 的企业, 专门生产电脑用半导体. 对于三星的研发及生产能力, 日本企业一开始是看不上的, 估计用不了多长时间, 三星那个水平的产品就会被淘汰. 日本企业对三星的绝对轻视, 为其后来的失败埋下了伏笔.
从生产方式上看, 电脑时代的元部件生产方式发生了很大的变化, 水平分工方式开始成为主流, 日本企业喜欢的垂直分工体系愈发显得不能应对新局势了. 此时ARM公司负责研发, 而tsmc公司负责生产成为新生产方式中的大势, 英特尔与三星的关系, 也具有这种水平分工的特点. 日本企业在半导体方面的研发与生产开始不能和世界其他企业相比, 一个很大的原因就在于日本企业既要研发又要生产, 研发的投资巨大, 生产也需要不断更新设备. 两方面都照顾不到的话, 留下的只有落后了.
到了1993年, 原本被日企打败的英特尔公司, 开始推出奔腾 (Pentium) , 为以后微软的出现铺平了道路. 日本在这个时候刚刚开始进入泡沫经济崩溃的阶段, 僵化的垂直分工也让日本不能有所改进.
日企纷纷败退
兵败如山倒, 到了上世纪90年代后期, 人们听到的几乎就是日本半导体企业的败退消息.
整理一下的话, 大致在那个时期有以下企业发生了变化: 1999年, 富士通从DRAM事业中退出; 2001年, 东芝也从DRAM事业中撤退; 2002年, NEC将发生赤字的半导体部门分离了出去; 2008年, 富士通将一直赤字的LSI事业剥离了出去.
能接着干的企业, 也只能抱团取暖. 在DRAM业务方面, 1999年日本成立了ELPIDA公司, 主要由NEC和日立的相关部门组合在一起, 2003年三菱电机加入了进来. 在系统LSI事业方面, 2003年日立与三菱电机组建了RENESAS (瑞萨) 公司, 2010年NEC的相关部门加入了进来. 可惜这些弱弱联合企业的情况都很烂. 2013年ELPIDA破产, 最终被美国微软吸收合并. 同年瑞萨改为日本国有.
有些时候, 人算不如天算. 比如ELPIDA公司在手机时代到来前, 为这个新时代的产品准备了最新的DRAM, 其市场占有率很高, 但手机市场真的出现后, 2008年的金融危机也随之到来, 日元汇率升值, ELPIDA公司自身的财务出现破绽, 有好的技术, 却没有在市场上真的用起来.
东芝挺过了金融危机, 在闪存方面的研发, 为智能手机, 数码相机使用的半导体做好了准备, 可惜东芝在核电方面的失败, 让公司最后不得不将半导体部门出售给日美韩企业联合体. 当然这个出售决定还需要中国政府最后给出的审议结果, 在2018年5月底以前肯定还拿不到结论. 东芝也希望尽可能往后推, 这样半导体部门能多为东芝争取效益, 东芝的日子也会好过一些.
最后再赘言几句. 日本企业在半导体方面并非一无是处. 现在索尼在智能手机的相机方面保有CMOS传感器技术; 瑞萨在汽车方面的半导体元件及三菱电机在控制电力方面的能源半导体技术, 依然在世界上保有举足轻重的地位.
日本企业因为国家政策的引导而在上世纪70年代及80年代非常强势, 80年代中期则因日美贸易战而受到损害, 90年代后主要受到了本国垂直分工的限制, 开始走下坡路. 美国, 韩国等国的企业今后能一直保持在半导体方面的绝对优势地位吗? 这也很难说. 半导体更新快, 设备投资巨大, 基本上每4年便会有一次大的循环期 (摩尔定律) , 而向更加精密, 更大容量的发展. 逐渐进入终极阶段, 技术革新开始变得更加困难, 技术本身也更难以通过封锁的方式维持. 【陈言系日本企业 (中国) 研究院执行院长】
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