導(dǎo)讀:
2021年6月,日本發(fā)布《半導(dǎo)體戰(zhàn)略》,包括國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)的強(qiáng)化與圍繞半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的國(guó)際戰(zhàn)略兩大對(duì)策,旨在重振日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)起步早,通過國(guó)外技術(shù)的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)化“二次創(chuàng)新”,在日本經(jīng)濟(jì)大發(fā)展的時(shí)期,實(shí)現(xiàn)飛躍式發(fā)展,同時(shí)在國(guó)家大項(xiàng)目政策的推動(dòng)下,實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)技術(shù)和產(chǎn)品的突破,實(shí)現(xiàn)“日之丸半導(dǎo)體”的全球引領(lǐng)角色構(gòu)建。但是日美半導(dǎo)體摩擦、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)的轉(zhuǎn)變、全球半導(dǎo)體競(jìng)爭(zhēng)的白熱化以及日本半導(dǎo)體廠商的屬性局限讓日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)逐步“跌下神壇”。未來,日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)白熱化的國(guó)際產(chǎn)業(yè)環(huán)境下重構(gòu)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),還需在技術(shù)端找到優(yōu)勢(shì)發(fā)力點(diǎn)以及為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)構(gòu)建應(yīng)用生態(tài)。
2021年6月,日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省發(fā)布《半導(dǎo)體戰(zhàn)略》,旨在重振日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。該戰(zhàn)略提出兩大對(duì)策,一個(gè)是國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)的強(qiáng)化,主要包括前沿半導(dǎo)體制造技術(shù)的聯(lián)合研發(fā)以及國(guó)外半導(dǎo)體工廠的引進(jìn)、數(shù)字化投資的加速與前沿邏輯半導(dǎo)體的設(shè)計(jì)研發(fā)的強(qiáng)化、半導(dǎo)體技術(shù)的綠色創(chuàng)新推進(jìn)以及國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體生態(tài)的強(qiáng)化。另一個(gè)是圍繞半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的國(guó)際戰(zhàn)略,主要包括出口管理與技術(shù)保護(hù)、日美供應(yīng)鏈及重要技術(shù)合作、日歐產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟等。
圖:日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)畫像(日本經(jīng)產(chǎn)省《半導(dǎo)體戰(zhàn)略》)
這個(gè)新的半導(dǎo)體戰(zhàn)略給在競(jìng)爭(zhēng)白熱化的全球半導(dǎo)體競(jìng)爭(zhēng)下頹勢(shì)明顯的日本半導(dǎo)體廠商一劑“強(qiáng)心劑”,但是從日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的歷史來看,“日之丸半導(dǎo)體”卷土重來,前路漫漫,道險(xiǎn)且阻。
01
1947年美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明晶體管后,日本業(yè)界緊隨其后,1950年開始,以日本電氣為代表的日本企業(yè)便著手研究晶體管。但早期的日本晶體管及IC的研發(fā)更多是通過與美國(guó)、德國(guó)等半導(dǎo)體廠商合作,通過專利特許或技術(shù)援助的方式,進(jìn)行面向民用領(lǐng)域和市場(chǎng)化的二次技術(shù)創(chuàng)新,20世紀(jì)60年代,日本各大半導(dǎo)體廠商已經(jīng)形成了與美國(guó)半導(dǎo)體廠商的合作生態(tài),包括東芝、日立、NEC、三菱等日本后來的龍頭半導(dǎo)體廠商。
表:20 世紀(jì)60 年代日本半導(dǎo)體廠商與國(guó)外企業(yè)合作情況
美國(guó)早期的晶體管、IC的發(fā)明與應(yīng)用與軍事、國(guó)防和宇宙航空密切相關(guān),而日本二戰(zhàn)后在美國(guó)主導(dǎo)下進(jìn)行非軍事化改革,且與美國(guó)簽訂有安保協(xié)議,主要集中力量發(fā)展經(jīng)濟(jì)。早期半導(dǎo)體的發(fā)展就是瞄準(zhǔn)民用領(lǐng)域,以收音機(jī)、電視機(jī)以及電子計(jì)算器為典型代表。20世紀(jì)60年代到70年代,日本經(jīng)濟(jì)進(jìn)入高速發(fā)展期,國(guó)民生產(chǎn)總值增長(zhǎng)保持在年均10%以上,經(jīng)濟(jì)的騰飛帶動(dòng)國(guó)民收入水平加快提升,從而進(jìn)一步帶動(dòng)了收音機(jī)、電視機(jī)等民用產(chǎn)品市場(chǎng)大發(fā)展,為日本早期半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了良好的應(yīng)用生態(tài),促進(jìn)了早期半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的大發(fā)展。民用領(lǐng)域的廣泛運(yùn)用推動(dòng)日本半導(dǎo)體量產(chǎn)加快,1959年,東芝晶體管工廠、NEC玉川工廠、日立武藏工廠等半導(dǎo)體量產(chǎn)線陸續(xù)誕生,日本逐漸成為世界最大的晶體管生產(chǎn)國(guó)。
進(jìn)入1970年代,日本進(jìn)入政策加碼期。1976年,通產(chǎn)省在日本電氣通信(NTT) 開始了超級(jí)LSI開發(fā)項(xiàng)目,并且集結(jié)了富士通、日立、三菱、東芝、NEC、日電東芝情報(bào)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)綜合研究所等7家大企業(yè),組成聯(lián)盟,共同推進(jìn)超級(jí)LSI 技術(shù)研發(fā),日本政府投入700億日元,為期4年。其中,計(jì)算機(jī)綜合研究所是由政府牽頭成立,圍繞計(jì)算機(jī)重大技術(shù)攻關(guān),通產(chǎn)省工業(yè)技術(shù)院電子技術(shù)綜合研究所(電綜研)也發(fā)揮重要角色。日電東芝信息系統(tǒng)由日本電氣和東芝聯(lián)合設(shè)立,主要是負(fù)責(zé)大型計(jì)算機(jī)的銷售和推廣。共同研究所作為核心機(jī)構(gòu),實(shí)行“4主題6研究室”研究體制。
圖:20 世紀(jì)70 年代日本超級(jí)LSI 開發(fā)項(xiàng)目機(jī)制
為期4年的超級(jí)LSI開發(fā)項(xiàng)目成果斐然,研發(fā)的主要成果包括電子束曝光裝置、光刻機(jī)等集成電路制造重大裝備,申請(qǐng)的各類專利數(shù)量達(dá)到上千件,日本半導(dǎo)體制造裝備的國(guó)產(chǎn)化比重從之前的20% 提升到項(xiàng)目結(jié)束后的70%。
在國(guó)外技術(shù)、民用市場(chǎng)和政策“三駕馬車”的推動(dòng)下,20世紀(jì)80年代,日本半導(dǎo)體席卷全球,不僅技術(shù)水平全球領(lǐng)先,市場(chǎng)份額也是“一騎絕塵”,1983 年,日本國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)30 家龍頭企業(yè)的產(chǎn)值達(dá)到1兆9311億日元,超過美國(guó),躍居世界第一。1988年,日本以絕對(duì)優(yōu)勢(shì)占領(lǐng)1M DRAM 全球市場(chǎng)9成份額。1989年,日本半導(dǎo)體占據(jù)全球市場(chǎng)53%的份額,成為半導(dǎo)體王國(guó),全球龍頭半導(dǎo)體企業(yè)都是日本廠商身影,特別是在DRAM領(lǐng)域,日本具有絕對(duì)的話語(yǔ)權(quán)。
圖:1989 年全球TOP10 半導(dǎo)體廠商
02
日本性能優(yōu)越、價(jià)格低廉的半導(dǎo)體大量進(jìn)入美國(guó)市場(chǎng)后,對(duì)美國(guó)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)造成了巨大威脅。1983年美國(guó)商務(wù)部認(rèn)定,“對(duì)美國(guó)科技的挑戰(zhàn)主要來自日本,目前雖僅限少數(shù)的高技術(shù)領(lǐng)域,但預(yù)計(jì)將來這種挑戰(zhàn)將涉及更大的范圍”,“維持及保護(hù)美國(guó)的科技基礎(chǔ),才是國(guó)家安全保障政策上生死攸關(guān)的重要因素”。1986年初,美國(guó)基于通商法301條,對(duì)日本提起反傾銷訴訟。同時(shí)美國(guó)以日本半導(dǎo)體進(jìn)軍美國(guó)威脅到了美國(guó)的高科技產(chǎn)業(yè)以及防衛(wèi)產(chǎn)業(yè)從而成為安保上的問題為由給日本施壓, 1986年7月,日美簽訂第一次《日美半導(dǎo)體協(xié)議》,協(xié)定的主要內(nèi)容包括:日本擴(kuò)大外國(guó)半導(dǎo)體加入日本市場(chǎng)的機(jī)會(huì);為了事先防范傾銷行為,日本政府要監(jiān)控向美國(guó)以及第三國(guó)出口半導(dǎo)體的價(jià)格等情況;美國(guó)政府中斷進(jìn)行中的反壟斷調(diào)查等條款。
圖:1980-1987 年日美半導(dǎo)體市場(chǎng)份額占比變化
另一方面,韓國(guó)半導(dǎo)體也在加速崛起。1976年,韓國(guó)政府通過《電子工業(yè)育成 計(jì)劃-半導(dǎo)體即計(jì)算機(jī)關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)》,明確了半導(dǎo)體及計(jì)算機(jī)關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)的必要性、開發(fā)品類、工廠建設(shè)計(jì)劃、政府主導(dǎo)培育的必要性、培育計(jì)劃、基本方向、所需資金等事項(xiàng),韓國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入政策發(fā)力期。進(jìn)入80年代后,政府對(duì)半導(dǎo)體的政策支持進(jìn)一步強(qiáng)化,1986年,韓國(guó)政府開始執(zhí)行《超大規(guī)模集成電路技術(shù)共同開發(fā)計(jì)劃》,以政府為主、民間為輔,投資開發(fā)DRAM芯片核心基礎(chǔ)技術(shù),投入資金1.1億美元。1984年,三星公司完成了64K DRAM芯片的研發(fā),1988年,三星宣布完成了4M DRAM芯片的設(shè)計(jì)。1992年,三星開發(fā)出了64M DRAM芯片,隨后開始向惠普、IBM等美國(guó)大型企業(yè)提供產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)了在技術(shù)和市場(chǎng)上趕超美日的目標(biāo),將技術(shù)發(fā)展達(dá)到了世界的領(lǐng)先水平。
同時(shí),日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)未能實(shí)現(xiàn)與半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展新趨勢(shì)的對(duì)接,進(jìn)入90年代后,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中心從DRAM轉(zhuǎn)向CPU,而正處于“泡沫經(jīng)濟(jì)”破滅造成的經(jīng)濟(jì)危機(jī)中的日本廠商未能及時(shí)進(jìn)行戰(zhàn)略投資,錯(cuò)失發(fā)展機(jī)遇。90年代后半期,邏輯芯片的設(shè)計(jì)、制造從垂直整合型向設(shè)計(jì)企業(yè)、制造企業(yè)的水平分離型模式轉(zhuǎn)變,而日本的電子系、通信系半導(dǎo)體廠商在業(yè)務(wù)艱難的情況下,難以對(duì)半導(dǎo)體業(yè)務(wù)部門進(jìn)行剝離,從而難以形成新的半導(dǎo)體設(shè)計(jì)、制造水平分離型模式。
表:1989/2000/2020 年全球TOP10 半導(dǎo)體廠商
03
隨著半導(dǎo)體對(duì)于新一輪數(shù)字經(jīng)濟(jì)中的發(fā)展角色凸顯,主要國(guó)家已經(jīng)將半導(dǎo)體發(fā)展提升至國(guó)家戰(zhàn)略層面,美國(guó)《2021財(cái)年國(guó)防授權(quán)法案》重視對(duì)半導(dǎo)體業(yè)的扶持,授權(quán)聯(lián)邦激勵(lì)措施以促進(jìn)半導(dǎo)體制造和研究的投資。CHIPS法案授權(quán)商務(wù)部與私營(yíng)部門合作開發(fā)尖端芯片制造工藝,或?qū)⒈皇跈?quán)500億美元發(fā)展芯片制造和3nm研發(fā)。歐盟《2030數(shù)字羅盤》將面向數(shù)字化(邏輯IC、HPC·量子計(jì)算機(jī)、量子通信基礎(chǔ)設(shè)施)投資1345億歐元。韓國(guó)發(fā)布“K半導(dǎo)體”戰(zhàn)略, 計(jì)劃到2030年成為半導(dǎo)體綜合強(qiáng)國(guó)。我國(guó)于2014年發(fā)布《國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》,明確了集成電路發(fā)展路徑,也分別在2014年和2019年設(shè)立國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金。
從企業(yè)層面來看,三星電子和SK海力士分別是全球DRAM龍頭和第二大廠,同時(shí)三星在NAND快閃內(nèi)存領(lǐng)域市占率居第一。英特爾在處理器領(lǐng)域保持了龍頭地位,英國(guó)ARM的CPU基本設(shè)計(jì)圖領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)突出,英飛凌在功率半導(dǎo)體領(lǐng)域全球角色顯著,全球半導(dǎo)體企業(yè)格局加快形成。
反觀日本半導(dǎo)體,日本半導(dǎo)體廠商主要分為3派,以日立、東芝、三菱為代表的電機(jī)系,以NEC、富士通、OKI為代表的通信和IT系的,以及以索尼、松下、夏普、三洋為代表的家電影音系,缺少半導(dǎo)體獨(dú)立廠商,從而未在半導(dǎo)體重要領(lǐng)域形成具有“獨(dú)樹一幟”優(yōu)勢(shì)的獨(dú)立廠商(作為半導(dǎo)體獨(dú)立廠商上市的企業(yè)只有日立、三菱電機(jī)以及NEC的系統(tǒng)LSI部門重組后形成的瑞薩電子一家),同時(shí)這些半導(dǎo)體廠商也在技術(shù)和產(chǎn)品創(chuàng)新上止步不前,通過專利許可費(fèi)的盈利模式,導(dǎo)致沒有重點(diǎn)領(lǐng)域構(gòu)建發(fā)展優(yōu)勢(shì),形成具有全球競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品群
2020年,從東芝分離出來的從事NAND型閃存芯片業(yè)務(wù)的芯片巨頭Kioxia 推遲上市,東芝也宣布退出LSI芯片業(yè)務(wù)。索尼、富士通、NEC、OKI、松下、夏普也都紛紛撤出邏輯芯片業(yè)務(wù),被松下兼并的三洋也將半導(dǎo)體業(yè)務(wù)賣給美國(guó)企業(yè)。
另一方面,日本以5G、手機(jī)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)為代表的數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展緩慢,制約了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用市場(chǎng)拓展,也成為日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的掣肘。
面向未來,日本新發(fā)布的《半導(dǎo)體戰(zhàn)略》只是明確了一個(gè)發(fā)展方向,日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)白熱化的國(guó)際產(chǎn)業(yè)環(huán)境下構(gòu)建競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),還需在技術(shù)端找到優(yōu)勢(shì)發(fā)力點(diǎn)以及為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)構(gòu)建應(yīng)用生態(tài),而這些也是需要較長(zhǎng)時(shí)間的。