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日本芯片产业大败局
发布日期：2021-07-27
浏览次数：2085 作者：网络
1955年，纽约，一个日本来的年轻人，敲开了美国宝路华公司采购的大门。他此行的目的是推销公司新研发的小型收音机。与美国市场上傻大笨粗的同类产品不同，这个小型收音机号称可以装在口袋里。宝路华公司看上了这单生意，决定下单10万台，但是前提是要打上宝路华的商标。这是一个巨大的机会。宝路华的采购部部长非常诧异,宝路华是有着50年历史的知名大公司，而这个日本品牌在美国无人知晓，公司也是一个成立才几年的小公司，他不明白为什么这个年轻人会拒绝。这个年轻人说：50年前，宝路华不过是一个新公司，而50年后，我们公司的知名度一定不亚于你们美国公司，而今天就是我们公司建立知名度的开始，所以不能打上贵公司的商标。宝路华采购部长，认为这个年轻人是不是日本清酒喝多了。这个年轻人叫盛天昭夫，后来被业界称为“经营之神”。这个二战后从零开始的小公司，后来改名叫做SONY。他预言日本公司也可以成为闻名的大公司，这个预言在不到50年的时间都实现了。他身后的一众日本公司在美国本土市场上把美国一众企业打的丢盔卸甲。就像老套的故事一样。盛田昭夫猜中了开头，却猜不中结尾。这些日本公司的确在20实际八九十年代在迈向世界顶峰，却和日本经济一样，后面不同程度的陷入了衰退。应了那句话：“时来天地皆同力，运去英雄不自由”1948年，贝尔实验室，威廉.肖克利研发了世界上第一个半导体晶体管。同一年，索尼的创始人，井深大和盛田昭夫就从《贝尔实验室报告》了解到了晶体管的使用。于是盛田昭夫产生了研发放进口袋的小型收音机的想法，而用半导体替代巨大的真空管是制造小型收音机唯一可行途径。1953年，SONY花费2.5万美金的巨资买了西部电气授权的半导体专利。而这笔外汇巨款时如此之大，以至于日本通产省用了半年审查才批准。专利只是基础，要制造收音机需要功率大的高频晶体管，就需要对专利授权的普通晶体管进行改进。SONY最后选择了“磷掺杂”的方式来做高频半导体，而贝尔实验室的科研团队因为各种困难已经放弃了“磷掺杂”研发道路。经过了大量的艰苦实验，依靠“磷掺杂”的方法，SONY并且在高频晶体管取得了巨大的突破。日本人精益求精的“工匠精神”，一个事情做到极致的做事态度，在半导体这个事情体现的淋漓尽致。日本半导体产业这个套路屡试不爽。依靠美国人发明的半导体，SONY将小型收音机又卖回给美国，获得巨大的成功。半导体用在收音机上是如此成功，以至于收音机的另一个名称直接被叫做“半导体”。持续的改进，细节的把控，完美的产品定义能力。半导体成就了SONY，也成就了盛田昭夫“经营之神”的美誉。1970 年，英特尔在自己的3英寸晶圆厂成功量产一块DRAM，这是划时代的成就。这个DRAM的代号是C1103。C1103 只有 1k 容量，是今天内存容量的百万分之一。这是真正使 DRAM 的生产达到经济规模，使得1bit只要1美分。在没有内存时代，计算机时用磁鼓存储数据的。磁鼓笨重，在体积，可靠性，速率，成本等等都远比不上DRAM。一个半导体存储时代到来了。从此计算机告别了磁鼓的存储方案。从最初的DRAM一直延续到今天的DDR5/DDR6/HBM，一脉相承。1972年，凭借1K DRAM取得的巨大成功，英特尔已成为一家拥有1000名员工，年收入超过2300万美元的产业新贵。C1103也被业界称为磁芯存储器杀手，成为全球最畅销的半导体芯片。同年IBM在新推出的S370/158大型计算机上，也开始使用DRAM内存。到1974年，英特尔占据了全球82.9%的DRAM市场份额。这个就是技术革命的魅力，一个1968年成立公司，6年时间成为了全球半导体巨头。战后的日本通过低端产业链的进步，在收音机，电视机，录像机等方面，开始逐渐向美国及世界渗透。在20世纪70年代，已经横扫美国家电市场。仅仅20多年，盛田昭夫预言的成为伟大企业都已经部分实现了。但是在高技术行业的芯片行业，日本和美国还存在巨大的技术差异。这个不是SONY二战后成长时，小作坊就可以研发的年代了。为了赶超美国，日本政府出手了。1976年，由日本通产省牵头，投资 720 亿日元，以日立、三菱、富士通、东芝、NEC五大公司作为主轴，联合电气技术实验室（EIL）、日本工业技术研究院电子综合研究所和计算机综合研究所，组建「VLSI 联合研发体」，研发集成电路。这个研发计划非常成功。仅仅用了4年，到了1980年，日本VLSI联合研发体，宣告完成为期四年的“VLSI”项目。期间申请了大量的专利。各种芯片制造技术，包括光刻，刻蚀，设备，工艺等等，成果显著。联合攻关，技术突破。良率上升，成本降低。1984年，日本DRAM产业进入技术爆发期。通产省电子所研制成功1M DRAM。三菱甚至公开展出4M DRAM的关键技术。日立生产的DRAM内存，已经开始采用1.5微米生产工艺。到1986年，光是东芝一家，每月1M DRAM的产量就超过100万块。日立、三菱、富士通、东芝、NEC这5家也成为了日本芯片产业的先驱。
通力合作，兵团作战。各企业的技术整合，保证了DRAM量产成功率，奠定了当时日本在DRAM市场的霸主地位。这一切仅仅用了不到8年。反过来说，我们面对美国现在卡脖子的风险，老是幻想一夜之间就能突破，这个就有些不切实际。还是那句话，从现在的投入，到看到市场验证，5年是一个不长的时间。很快，日本人在芯片行业兵团作战的成效就看到了。这些日本产品疯狂冲击美国市场。几年前还是风光无限的英特尔，于是陷入巨额亏损，1984年至1985年财年，被迫裁员7200人。信奉“只有偏执狂才能生存“的英特尔公司CEO安迪.格鲁夫和董事长戈登.摩尔，一筹莫展。一度想过会不会被股东赶下台。安迪·格鲁夫绝望对戈登.摩尔说：“如果我们下台了，公司找来一位新总裁，他会采取什么行动？“戈登.摩尔犹豫了一下，答道：“他会放弃存储器业务”。安迪·格鲁夫终于放下了“只有偏执狂才能生存”的教条。1985年10月，英特尔宣布退出DRAM市场，关闭生产DRAM的七座工厂。自己动手，把Intel的DRAM业务全部裁掉。惹不起，还躲不起。当安迪.格鲁夫碰上了更偏执的日本人，什么偏执狂教条都失灵了。在DRAM存储芯片赛道上彻底放弃后，英特尔转为利润更高的CPU处理器赛道，成就了一代霸主。日本芯片五虎，日立、三菱、富士通、东芝、NEC 一时风光无二。在这些芯片公司的带领下。日本的芯片制造设备，材料等等都进入了蓬勃发展，欣欣向荣的发展。同一时间，日本的光刻机生产商尼康，开始了光刻机之路。如同现在中国人都知道的荷兰的ASML。当时称霸光刻机市场的是美国的GCA，这个是美国芯片技术的骄傲。GCA是光刻机的先驱。这个是美国20世纪70年代首创的技术，是美国在芯片领域争夺主导地位的核心。20世纪50年代和60年代，美国的海军，空军，陆军通过数十亿美元的投资，为美国在芯片方面的霸权奠定了基础。通过为企业提供合同，为硅谷的公司发展铺平了道路。而GCA就是其中的佼佼者。但是GCA产能不足的时候，GCA总是优先给供应美国客户。这个太容易理解了，特别是美国半导体行业还与日本又是竞争关系。总得照顾下自己人。毕竟受制于人的滋味不太好受。日本半导体产业界决定制造自己的设备。这个机会促使尼康的产品就走向了前台。VLSI芯片财团得到了日本政府的支持，为尼康的研发提供了巨大的推动力。用于克服日本对美国的技术依赖。
称霸DRAM的日本公司，开始尝试采用日本的光刻机。
首先尼康开始从仿制GCA的光刻机开始。对行业大佬从仿制开始，从来不是什么秘密。又是站在美国人的肩膀上，打败美国人的故事，这个案例在日本产品崛起中层出不穷。虽然是仿制，但是尼康凭借优秀的本地化服务能力，拿到了东芝，日立，NEC等日本公司订单。尼康在镜头方面的积累，逐渐超过了GCA的依靠的蔡司镜头。日本人对一个东西长时间的打磨和改良，的确是有一些称道之处的。通过逐步的优化迭代，产品改良。到了1985年，在光刻机市场，尼康超过了GCA，特别是在日本市场，拿到了65%的市场份额。日本公司，不但偏执，同时为了和美国公司竞争，“在优先事项中，把利润处于底部”，就是市场份额优先。不以最大化利润为目的的经营活动都是耍流氓。低价占据市场份额，瞄准不是当前的利润，而是未来的利润。面对尼康的竞争，1987年，GCA濒临破产，这给美国国防部敲响了警钟，美国半导体产业在与日本的竞争中，收到严重的冲击。日立，NEC和东芝基本完全占据了内存设备市场。半导体设备方面，GCA与尼康竞争中不断的丢盔卸甲，1987年初，GCA退市。一代光刻巨头，走向末路。市场的手的力量不行，那就“凭借实力的地位”动用另一只行政的手。1985年，美国半导体产业协会开始向美国商务部投诉日本半导体产业不正当竞争，要求总统根据301贸易条款解决市场准入和不正当竞争的问题。美国政府开始行动了！同年美国和日本在经济政策上签订了《广场协议》，日元开始升值，日本电子产品在美国涨价。1986年初，美国裁定日本DRAM储存芯片存在倾销的行为，对日本征收100％反倾销税。1986年末，日美签订《日美半导体协定》。这是一份苛刻的协议，日本公司市场上的胜利换来了”丧权“条约。协议一、要求日本打开半导体市场，美国半导体在日本的市场份额必须达到20%以上。
协议二、严禁日本半导体以低价在美国或其他国家市场倾销，售价需要通过美国核算成本才可定价出售。
1989年再次和日本签订了《日美半导体保障协定》，开放日本半导体产业的知识产权、专利。1987年5月27日，迫于美国压力，日本警察厅逮捕了两位东芝集团高管。因为他们曾与挪威康士堡公司合谋，非法向苏联出口了大型铣床等高技术产品，这就是著名的“东芝事件”。
东芝事件后，美日双方达成协议，美国有权得到所有技术，美国借此打开了获得日本技术的渠道。日本彻底沦为美国打工仔。
这些途径是不是很眼熟。这些手段和现在美国打压中国高科技行业如出一辙。属于美国传统艺能。日本是一个外向型的经济，他的产品需要出口美国，否则大半的市场就没有了。信息产业市场在中国等新兴市场兴起，已经是2000年以后的事情了。依靠中国庞大的ICT产业集群，中国市场本身，就是全球半导体行业市场的半壁江山。1985年，广场协议的签署和日元的升值，终于让气势汹汹的日本厂商收回了手里的武士刀。日本厂商仍然占据技术优势，但是已经不可再用低价打压对手，初战见效，美国人乘胜追击。为了瓦解日本的芯片行业，美国人还要给日本人找一个竞争对手，同样有美国驻军的韩国就成了美国选中的对象。1984年，美光将64K DRAM的技术授权给了韩国三星。三星又从加州西翠克斯公司买到了高速处理金属氧化物的设计。六个月后，三星的工程师成功掌握了量产64K DRAM的301项流程，和其中8项核心技术，顺利制造出生产模组。1985年前后，美国厂商节节败退，美国德州仪器为降低制造成本，与韩国现代签订OEM协议，由德州仪器提供64K DRAM的工艺流程，改善产品良率。1986年，现代电子成为韩国第二家，量产64K产品的制造商（比三星慢了两年）。1987年，日本半导体产业称霸世界，半导体存储器DRAM的市场占有率高达80%。半导体产业是当时日本的镇宅之宝，是日本的核心产业。盛世隐忧。韩国半导体已经开始逐渐侵蚀日本的核心产业了。半导体一个政策的成功，要看5年或者10年，经过美国人一番努力之下，不到10年。到1996年，日本占全球市场比例已经不足30%。日本半导体行业面临全面衰退。
面对衰退，日本半导体行业开始自救。东芝，富士通，三菱都停止了DRAM业务，纷纷开始转向SOC芯片研发。1999年，日立和NEC的DRAM业务合并，成立了新的公司尔必达。合并之前，两家的DRAM份额约占市场的17%。虽然辉煌不再，但是还是一个重要的玩家。合并两年之后，尔必达的份额占到4%。合并“死”的更快。日立的研发体系和NEC的研发体系互不兼容，山头林立，各有主意。管理方式对立导致双方扯皮严重，人浮于事。派系斗争中NEC系最终占据了上风，之后一直停留在日本半导体“技术第一”的自满循环里面，成也萧何，败也萧何。日本人对DRAM芯片精益求精的心态，据说一个芯片测试流程有2000个步骤。要做10年不坏的DRAM，就要在技术上极度内卷，而电子产品已经进入两三年就要换一代的年代。
尔必达一直没有掌握用低成本制造技术来制造廉价DRAM的方法，导致成本一直居高不下。虽然新换的社长努力把份额再提升到了10%，但是大势已去。按照三星的做法，这个时候适合”反周期投资“。但是尔必达已经没有那么多资金储备了，能够续命就不错了。2011年，东京大地震，日元升值，封装厂所在的泰国洪灾。
7年之后，2019年，日本半导体巨头尔必达原社长坂本幸雄,加盟紫光集团。由坂本负责日本设计中心的工作。又一个竞争对手打算加入到这个行业中来了。就在2012年，尔必达倒闭的同一年，而当年美国人培养的三星电子，此时，销售额增长了22%，以市值来算成为了世界第20大企业，电子行业的翘楚。同时NEC，日立，三菱几家SOC芯片业务，合并成立瑞萨电子，转型成为网络，汽车电子，MCU产品提供者。2012年还陷入了亏损，日本政府和几家股东为了拯救瑞萨，也是投入了很大的资金。ASML的浸入式微显影样机支持了摩尔定律继续前进，曾经光刻机王者尼康，也败下阵来，整个市场变成了荷兰ASML一家独大，尼康的光刻机业务也是一蹶不振。唯一不同的是SONY, 占据了CMOS摄像头芯片的王者，占据了市场的50%。第二是韩国三星，看又是三星，在各条赛道都有他。第三名是被中国公司韦尔收购的豪威科技。这三者合并的份额占据了90%。受益于当年的日本半导体引领世界的狂潮。日本的半导体材料公司在芯片制造材料某一个领域或者某个环节上占据了较大的份额，例如信越化学和SUMCO的晶圆，JSR和东京应化的光刻胶，昭和电工的CMP研磨液。2019年，因为日本和韩国历史问题纠纷，日本经济产业省宣布，将对用于半导体等制造过程中需要的三种材料加强对韩国的出口管制。这三种材料分别为用于半导体清洗的氟化氢、用于智能手机显示屏等的氟化聚酰亚胺，以及涂覆在半导体基板上的感光剂“光刻胶”。翻翻当时所有的报道都是，韩国半导体行业，三星电子，海力士等将受到非常大的打击，实际上这项政策并没有打击到韩国人，政策也很快偃旗息鼓了。这些限制，可能在一定范围内，对下游企业造成影响，但是一旦韩国厂商完成这些产品的替代，那么基本上想再获得市场份额，基本上是不可能的了。日本半导体产业，通过模仿美国起家，通过持续改良，在成本打败了曾经的老师美国公司。威胁到美国美国的领导地位之后。美国通过关税，压迫日元升值，技术打压，培养韩国半导体替代等组合拳。将日本独步天下的芯片产业打垮。外力只是日本芯片公司败退的原因之一，另一个原因是功成名就的日本公司自身的问题：在功成名就之后，在富裕的大环境下变得更加保守，拥有国际化视野显得并不迫切。日本产品逐渐加拉帕戈斯化，就是满足日本小环境需求，而和世界大环境格格不入。依靠原来的积累，当今的日本半导体行业，还有一些半导体材料等细分领域占据了较大份额。曾几何时，日本公司根本就不屑做什么隐形王者，其本身就是芯片产业公认的王者。
