日本能否重振半导体产业?

  • 来源:瞭望东方周刊
  • 关键字:日本,半导体,产业
  • 发布时间:2023-09-15 13:12

  文丨戴闻名 编辑金明大

  未能把握住蜂窝移动技术和智能手机大发展的趋势,加上日式“技术至上主义”,导致日企最终落后于全球高科技市场的进步节奏。

  2022年8月,丰田汽车、索尼、NEC、软银等8家顶尖日本公司共同出资成立了日本新一代半导体国家队“拉普达斯”(Rapidus)。日本政府为此提供了700亿日元的补贴,不久后又追加了2600亿日元,共投入3300亿日元(约合人民币165亿元)。

  “拉普达斯”是拉丁语,意思是“快”——它的目标,是在未来数年内实现高端制程2nm工艺的国产化。

  出任这家公司董事长的,是日本半导体制造设备知名企业东京电子前社长、73岁高龄的东哲郎。他曾对媒体如此形容半导体行业的战略地位:“20世纪钢铁即国家,现在半导体即国家。”

  日本经济产业省的报告同样指出,未来社会基础设施和国民生活的核心产业将是半导体和蓄电池,它们将是所有产业发展的基础。

  日本更长远的计划,是到2035年前后实现复兴“半导体大国”的梦想。

  上世纪80年代,日本曾是全球实力最强的半导体研发制造大国之一,巅峰时期占据了全世界一半以上的半导体产品市场。但从90年代后期开始,日本半导体产业走下坡路。2019年,日本半导体产业在全球市场的占比已经下降到10%。

  日本“半导体大国”复兴梦能否成真,还要打一个大大的问号。不过,其半导体业沉浮兴衰的历程,有诸多启示和警示。

  从兴盛到衰落

  1958年,美国科学家杰克·基尔比研制出第一块集成电路,此后半导体行业进入快速发展期,美国是这个领域研发和制造实力最强的国家。

  上世纪50年代末,日本经济开始起飞,日本企业手里有了钱,就从美国买来先进技术,加上当时日本远低于美国的人工成本,助推日本半导体业进入了黄金时代。

  1953年,日本索尼公司从美国西屋电气引进了晶体管技术专利,随后将试制一颗晶体管的成本从11美元大幅降低到0.5美元。到了1959年,索尼、NEC、三洋、东芝等日本企业在一年内生产出了8650万颗晶体管,在数量上一举超越了美国。

  与此同时,日本政府和企业界意识到,光靠买,自己不掌握核心技术,永远不可能实现赶超。20世纪70年代,日本决定全力押注超大规模集成电路(VLSI)。

  1976年,日本政府筹集了720亿日元资金,召集日立、日本电气、富士通、三菱、东芝、NEC六大公司合力实施“超大规模集成电路计划”,并集中精力攻坚动态随机存储器(DRAM)。

  不久后,日本就在动态随机存储器这个细分领域上大放异彩,几乎与美国同时推出64K动态随机存储器。1984年,他们又率先研制出1MB的动态随机存储器。为了占领更多市场,日本企业还大搞降价促销,让美国企业非常被动。

  1986年,日本产动态随机存储器的全球市场占有率一度高达65%,把美国企业的份额挤压到30%。1988年,日本包揽了全球半导体产品销售总额的51%。

  此时,日本半导体业虽还未全面超越美国,但已让美国感受到了强烈不安。1986年,英特尔等多家半导体公司联合推动美国政府出台《日美半导体协定》,对日本半导体产品征收高关税、实施进口配额,并限制美国企业对日本出口芯片设备和材料。而日本政府担心被排斥出美国市场,决定做出让步。

  1991年,日美续签《日美半导体协议》,其中明确规定,美国生产的芯片必须在日本拥有20%的市场份额。

  此后,日本政府对半导体产业的支持力度日渐减弱,日本半导体业从此缓慢走向衰落。与此同时,美国于1987年成立了半导体制造技术科研联合体,把半导体产业提升到更高的战略地位并加强了研发和投资。

  2019年,全世界半导体元件产品市场销售额中,美国占到了一半以上(55%),韩国上升至21%,日本仅占6%,且无一家日本半导体企业进入世界前10。如今,虽然日本在材料、设备等细分领域仍然有相当竞争力,但在全球半导体市场的整体份额中仅占10%。

  为何不行了?

  日本产业观察家李海燕认为,日本半导体企业在全球影响力缓慢下降,有三个主要原因。

  一是美国对日本半导体行业发展的阻挠。这个政治原因直接造成日本政府不敢继续在产业政策和资金上予以大规模支持,导致日本半导体企业扩展速度放缓。

  二是上世纪90年代日本经济泡沫破灭。当时由于日元大幅升值、国内市场饱和、企业盈利能力严重下降等多重压力,导致对半导体的研发和投资力不从心。

  三是周边国家和地区的崛起。上世纪90年代以前,半导体市场基本是美国和日本的竞争。90年代后,韩国和中国台湾地区也加入到了竞争当中,并实现了快速赶超。

  此外,日本没有培育出强大的电子设计自动化(EDA)企业。电子设计自动化是集成电路产业链中最为上游的环节,与芯片设计、芯片制造、封装测试各个环节都密切相关,被称为“芯片之母”。

  日本在这个关键点上的缺失,直接导致了其在芯片先进制程方面的落后。这与日本企业长期重视制造业、轻视软件业的特点有关,也与日本缺乏支持新兴企业的资本市场有关。

  日本亚洲通讯社社长徐静波认为,在半导体业的发展上,日本还犯了一个错误,就是过度追求半导体零部件的高品质研发、设计和管理。

  日本企业曾经提出“35年品质保证”的口号,但高品质同时意味着高价格。2000年后,日本半导体零部件开始遭到韩国低价产品的“围攻”。虽然韩国产品略显粗糙,但完全能用且价格便宜。这个冲击直接导致一批日本半导体企业赤字高悬,许多企业于是放缓甚至放弃了进一步研发。

  雪上加霜的是,日本政府从2010年开始,对半导体研发不再补贴,导致日本半导体产业出现了“10年空白期”。韩国和中国台湾地区的企业趁机赶超,实现了后来居上。

  能否再次辉煌?

  在半导体战略重要性日益凸显的当下,日本真的着急了。除了巨额补贴“拉普达斯”之外,日本政府和企业界还下决心做了另外两件事。

  首先是引进头部企业台积电,在日本九州的熊本县投资2000亿日元(约合人民币100亿元),为台积电建造了一个半导体工业园。

  此外,由日本经济产业省牵头,东京大学、筑波大学等高校和产业综合研究所等日本国立科研机构共同参与成立了产学研一体的半导体综合研究机构——“最先端半导体技术中心”(LSTC),研究下一代半导体技术。

  但这些努力,能否足以支撑起“半导体大国”的重新崛起?

  日本企业研究院院长陈言认为,日本半导体产业难以重现昔日辉煌的根本原因在于,日本的市场需求已不足以支撑起一个世界级产业。

  日本曾拥有世界领先的电池和电动汽车技术,但由于日本市场对于电动汽车的接受程度不足、规模过小,如今日本已被中国超越。

  半导体也是同样的道理——近年来,日本在电动汽车、5G、工业互联网和人工智能等半导体核心应用领域进步乏善可陈,没有强大的市场需求,企业就难有动力推进技术的革新和产业的超越。

  如今的日本企业早已不是巅峰期的日本企业。

  2022年《IMD世界竞争力年鉴》显示,日本企业的综合竞争力已经从2018年的第25位下降至第34位(在63个国家和地区中)。

  具体到半导体产业,日本企业即使是在具有优势的半导体设备和材料领域,也已出现了衰落趋势。半导体设备协会(SEAJ)的数据显示,截至2023年2月,日本半导体设备销售额已经连续5个月下降。

  应用场景至关重要

  日本半导体产业70年来的浮沉,有什么启示和警示?

  果壳网研究员付斌认为,日本企业在半导体产业发展上有过一些深刻教训,值得关注。

  比如,未能把握住蜂窝移动技术和智能手机大发展的趋势,加上日式“技术至上主义”,导致日企最终落后于全球高科技市场的进步节奏。

  与此同时,日本在半导体材料和设备方面虽然具有极强竞争力,但缺乏高端制程制造工艺,仅可生产较低端产品,这也是其产业发展的致命弱点。

  更重要的是,闭门造车式发展无法创造出先进技术,必须“引进来、走出去”,积极参与国际竞争合作。

  李海燕认为,半导体的特殊性在于不能单独发挥作用,必须应用到具体产品中,因此稳定而且不断扩大的应用场景至关重要。

  日本半导体产业发展比较顺利的时候,都有比较好的应用产业,实现了互相支持、良性互动。上世纪80年代以前,半导体主要的应用产业是晶体管收音机、电子计算器和电视机,这些都是日本当时的王牌产业。

  此后,半导体的主要应用产业逐渐演变为个人电脑和智能手机。但日本企业最终丧失了在这两个领域的发展优势,这是日本半导体产业滑落的又一重要原因。

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