80年代的“行”和2000年以後的“不行”

　　眾(zhong) 所周知，日本半導體(ti) 產(chan) 業(ye) 經曆過80年代的輝煌，也有之後的緩慢退步。但是如果簡單地認為(wei) 日本半導體(ti) 產(chan) 業(ye) 失敗了，是嚴(yan) 重的誤解。今天日本半導體(ti) 產(chan) 業(ye) 在一些領域也有非常有競爭(zheng) 力的領域。客觀的認識其成敗背後的原因，對我們(men) 今天發展半導體(ti) 產(chan) 業(ye) 有非常強的參考價(jia) 值。

　　在這裏筆者想糾正一個(ge) 觀點。很多人認為(wei) ，日本半導體(ti) 產(chan) 業(ye) 在80年代後期超過了美國。筆者認為(wei) 這個(ge) 觀點本身不是很準確。準確的說，80年代日本在DRAM(動態隨機存取存儲(chu) 器，Dynamic Random Access Memory)的生產(chan) 方麵，其質量可靠性方麵超越了美國。並不是半導體(ti) 產(chan) 業(ye) 整體(ti) 超越了美國。

　　首先考慮一個(ge) 問題，那就是為(wei) 什麽(me) 80年代日本趕上美國了?80年代，日本工業(ye) 產(chan) 品的質量穩定性和生產(chan) 效率整體(ti) 都趕上了歐美主要發達國家。這並不是半導體(ti) 一個(ge) 行業(ye) 的現象。筆者認為(wei) ，其背後有兩(liang) 個(ge) 重要的原因。第一個(ge) 是日本的後發優(you) 勢。戰後日本不斷的從(cong) 美國獲得各種新技術，同時通過價(jia) 格優(you) 勢不斷的占領美國市場(80年代之前，日元匯率比較低，而且日本的勞動力成本低於(yu) 歐美);第二個(ge) 原因是日本企業(ye) 管理的特色。從(cong) 50年代起，開始企業(ye) 一體(ti) 的整體(ti) 質量管理體(ti) 係，也就是所謂的TQC。70年代，很多日本企業(ye) 開展了ND活動，也就是所謂的No Defects活動，打造殘次品為(wei) 零的生產(chan) 體(ti) 係。而美國一直是采取，科學的概率論的方法，某批次的產(chan) 品能夠符合要求的合格率就好。其背後是美國和日本的人種構成差異和文化差異。

　　進入90年代，日本半導體(ti) 企業(ye) 在全球的影響力緩慢下降。其背後有三個(ge) 主要的原因。第一個(ge) 原因是美國對日本半導體(ti) 行業(ye) 的阻撓。其標誌為(wei) 1986年簽訂的“日美半導體(ti) 協議”。這個(ge) 政治原因直接造成日本政府不敢繼續對半導體(ti) 產(chan) 業(ye) 進行產(chan) 業(ye) 政策和資金方麵的大規模的支持。也造成日本半導體(ti) 企業(ye) 擴展速度的放緩。第二個(ge) 原因是90年代日本泡沫的破滅。90年代，日本企業(ye) 麵臨(lin) 的是多重壓力。首先是日元顯著升值的不利因素。另外是日本國內(nei) 市場飽和，企業(ye) 盈利能力嚴(yan) 重下降。這就造成對半導體(ti) 的持續研發和設備投資不足。造成的結果是韓國DRAM廠家崛起。第三個(ge) 原因是周邊國家和地區的崛起。90年代以前，半導體(ti) 市場基本上美國和日本在競爭(zheng) 。90年代以後，韓國和台灣地區也加入到了這個(ge) 競爭(zheng) 當中。80年代的大發展，造成了大部分的半導體(ti) 製造技術裝置化。也就是半導體(ti) 製造設備中凝結了之前幾十年的技術積累。韓國和台灣企業(ye) 購入設備實現了快速的趕超。

　　此外，日本企業(ye) 也沒有培育出EDA(Electronic Design Automation)企業(ye) 。這是和日本社會(hui) 長期重製造業(ye) ，輕視軟件業(ye) 的社會(hui) 特點有關(guan) 。也和日本缺乏了支持新興(xing) 企業(ye) 的資本市場有關(guan) 。80年代半導體(ti) 產(chan) 業(ye) 如日中天的時候，日本各個(ge) 大企業(ye) 都是自己內(nei) 部開發了自己用的設計軟件，而且視為(wei) 自己的競爭(zheng) 能力，不願意對外公開。最終造成了日本EDA企業(ye) 的缺失。整體(ti) 來講，日本在工業(ye) 設計軟件、模擬軟件、統計軟件都能看到類似的情況。這個(ge) 領域一直不如美國和歐洲。

　　如何看日本半導體(ti) 材料的強大

　　生產(chan) 一個(ge) 複雜的芯片，生產(chan) 過程中需要用到幾十種原材料。從(cong) 物理形態來講，有固體(ti) 的，也有液態和氣體(ti) 的。日本企業(ye) 在大部分的原材料中都有很強的存在感。

　　我們(men) 可以列舉(ju) 其中一些，比如在光刻膠領域的主要日本企業(ye) 有JSR，東(dong) 京應用化工，信越化學工業(ye) ，住友化學，富士膠片。電子級矽晶圓領域主要日本企業(ye) 有信越化學工業(ye) ，SUMCO。掩光罩領域的主要日本企業(ye) ：大日本印刷，凸版印刷。半導體(ti) 生產(chan) 用特殊氣體(ti) 領域的主要日本企業(ye) 有大陽日酸，Air Water，關(guan) 東(dong) 化學，Resonac(原昭和電工收購日立化成之後更名)，大金工業(ye) ，日本Zeon，住友精化，中央玻璃，岩穀產(chan) 業(ye) ，三井化學，關(guan) 東(dong) 電化工業(ye) ，ADEKA等等。此外，在半導體(ti) 生產(chan) 領域用各種特殊化學藥業(ye) 領域、各種靶材領域，都能看到日本企業(ye) 的身影。

　　半導體(ti) 材料在材料行業(ye) 也是屬於(yu) 非常技術壁壘非常高的領域。半導體(ti) 材料有一個(ge) 共同的特點，那就是要求純度非常高。比如作為(wei) 原材料的矽的純度要求是11N，也就是99.999999999%。一個(ge) 半導體(ti) 工廠每天需要大力的高純度水用來做清洗。水的純度也要求在6N以上。需要指出的是，這種高純度的水，並不是每個(ge) 國家都有能力製造的。

　　另外需要注意的是，半導體(ti) 材料領域的範圍是很廣的。比如在芯片生產(chan) 過程中，轉移晶圓需要用到一種電子吸盤。目前日本的株式會(hui) 社NTK Ceratec公司就有很強的存在感。該公司是日本工業(ye) 陶瓷領域的著名公司日本特殊陶業(ye) (NTK)公司的子公司。

　　總結起來，日本半導體(ti) 材料的強大有兩(liang) 個(ge) 因素。

　　第一個(ge) 因素是70年代和80年代左右，日本電子行業(ye) 整體(ti) 非常發達。當時各個(ge) 行業(ye) 的日本企業(ye) 也都麵臨(lin) 著開拓新的業(ye) 務內(nei) 容和增加新的收益源的問題，很多企業(ye) 都加入電子材料領域。比如，掩光罩領域，日本的大日本印刷和凸版印刷目前是全球最大的兩(liang) 家企業(ye) 。這兩(liang) 家公司一直是日本最大的兩(liang) 家印刷公司。大日本印刷公司是成立150年的印刷企業(ye) 。他們(men) 當初是轉用了印刷行業(ye) 的一些製版的技術進入到了掩光罩領域。半導體(ti) 材料的研發，需要大量的資金投入。日本企業(ye) 的多角化戰略彌補了日本資本市場不發達這個(ge) 缺點。

　　另外一個(ge) 因素是精密化工材料行業(ye) ，企業(ye) 內(nei) 部的技術knowhow非常重要。不僅(jin) 僅(jin) 是日本半導體(ti) 材料行業(ye) ，其他國家的高科技材料行業(ye) 也是一樣的。生產(chan) 設備都是開發企業(ye) 設計和定製的，並不是市場上有的標準工業(ye) 品。這些公司很多時候，特意不把自己開發的技術申請專(zhuan) 利，而是黑箱化。後發國家除了研發之外，很難進行模仿。

　　日本落敗的本質

　　90年代以後，日本半導體(ti) 的落敗本質上是日本DRAM產(chan) 業(ye) 的落敗。日本的半導體(ti) 製造設備產(chan) 業(ye) 和半導體(ti) 材料一直比較堅挺。而且90年代以後一直到最近幾年，日本在一些半導體(ti) 產(chan) 品方麵，在全世界範圍依然具有比較強的存在感。主要是CMOS Image Sensor(也就是把光信號轉換為(wei) 電子信號的半導體(ti) 產(chan) 品，主要用在數碼相機和智能手機攝像頭等領域)，功率半導體(ti) (在各種設備中控製電力的半導體(ti) 產(chan) 品)，NAND Flash Memory，汽車用微處理器(簡單說就是用在汽車中，控製包括發動機在內(nei) 的各個(ge) 功能單元的微處理器)，LED(LED燈也是一種廣義(yi) 的半導體(ti) 產(chan) 品)。

　　其實，這幾種半導體(ti) 產(chan) 品在日本企業(ye) 頑強的堅持到現在，有兩(liang) 個(ge) 理由最重要：(1)日本具有穩定的應用場景，(2)日本技術的原創性和產(chan) 業(ye) 初期的領先。

　　穩定的而且不斷擴大的應用場景非常重要。半導體(ti) 是一種高科技產(chan) 品，但是這種產(chan) 品單獨是不能發揮作用，必須是應用到某個(ge) 具體(ti) 的產(chan) 品當中。90年代以後，日本頑強存活下來的幾個(ge) 半導體(ti) 產(chan) 品在日本國內(nei) 外的市場都是穩定增長的。

　　Case1：CMOS Image Sensor。CMOS Image Sensor和日本強大的數碼相機行業(ye) 在90年代以後的崛起不無關(guan) 係，雙方是相互支持，良性互動。戰後，日本照相機行業(ye) 蓬勃發展，以尼康為(wei) 代表的日本照相機品牌風靡全世界。90年代以後，日本的照相機企業(ye) 和電機企業(ye) 陸續都進入到數碼相機領域，日本企業(ye) 至始至終占據了全球數碼相機90%以上的市場份額。豐(feng) 厚的市場回報給索尼公司更多的研發動力，CMOS Image Senor的性能的不斷提高，提高了數碼相機和手機的魅力，創造了更大的市場。是一種標準的良性互動。在這裏需要指出的是，日本的索尼公司早在70年代就開始了CCD的研發和應用。這個(ge) 領域一直在不斷的積累和進步。

　　Case2：汽車用微處理器。汽車用微處理器和車載半導體(ti) 也是類似情況。1980年，日本汽車生產(chan) 量達到1000萬(wan) 台左右，成為(wei) 全球最大的汽車生產(chan) 國家。汽車用微處理器和美國的環境管製和70年代的石油危機有密切關(guan) 係。美國在1970年推出了“1970年大氣淨化修正法”，也就是俗稱的“馬斯基法”(Muskie Act)。該法案對汽車公司的尾氣排放做出了苛刻的減排要求。當時很多汽車公司都認為(wei) 是不可能實現的。在這個(ge) 背景下，美國的一些汽車公司開始委托外部的公司開發控製汽車發動機噴油和排氣再燃燒的微處理器。日本東(dong) 芝公司經過5年多努力，在70年代末成功為(wei) 福特公司研發成功。之後該技術轉用到了日本的各個(ge) 汽車公司。日本的瑞薩半導體(ti) 頑強的活下來，就是因為(wei) 其主要產(chan) 品都是車用半導體(ti) 。

　　Case3：功率半導體(ti) 。目前全球的功率半導體(ti) 領域，德國日本美國的企業(ye) 占據了全球前十大企業(ye) 。德國的英飛淩最為(wei) 強大，遙遙領先。日本企業(ye) 往往能夠入圍4-5家企業(ye) ，一般為(wei) 東(dong) 芝、三菱電機、富士電機、日立、羅姆。這幾家企業(ye) 除了羅姆公司是專(zhuan) 門的半導體(ti) 公司之外，都是所謂的“綜合電機”公司。也就是類似德國西門子的業(ye) 態的公司。英飛淩就是從(cong) 西門子分出來的企業(ye) 。另外，需要指出的是，功率半導體(ti) 的生產(chan) 方式和DRAM等產(chan) 品有很大的不同，也就是要求的技術不盡相同。在這領域，日本也是一個(ge) 正循環的態勢。比如東(dong) 芝公司在1981年就推出了全世界第一台變頻民用空調。變頻裝置的核心就是功率半導體(ti) 。日本在90年代全世界最早在鐵道車輛和新幹線車輛導入了IGBT，極大的促進了鐵道領域的節能。

　Case4：LED。90年代以後，日本主導了LED相關(guan) 領域的發展，其主要原因是日本的科學家在90年代初期突破了藍色LED的技術。三原色當中，藍色發光LED是最後突破的。2014年，因為(wei) 突破藍色發光LED的貢獻，三位日本科學家赤崎勇、天野浩和中村修二獲得諾貝爾物理學獎。中村修二所在的日亞(ya) 化學是位於(yu) 日本德島縣的一個(ge) 小規模化學企業(ye) ，因為(wei) LED的發展，該企業(ye) 連續增長了20年。

　　Case5:NANDFlashMemory。東(dong) 芝公司在該產(chan) 品領域，一直具有比較強的存在感。其本質原因在於(yu) 該產(chan) 品就是東(dong) 芝公司發明的。東(dong) 芝公司的舛岡(gang) 富士雄(MasuokFujio)在1984年左右發明了NANDFlashMemory。東(dong) 芝公司在技術方麵，領先了全世界同行一步，這個(ge) 優(you) 勢一直保持了下來。