眾所周知，日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷過80年代的輝煌，也有之后的緩慢退步。但是如果簡單地認(rèn)為日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)失敗了，是嚴(yán)重的誤解。今天日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在一些領(lǐng)域也有非常有競爭力的領(lǐng)域?？陀^的認(rèn)識(shí)其成敗背后的原因，對我們今天發(fā)展半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)有非常強(qiáng)的參考價(jià)值。

　　在這里筆者想糾正一個(gè)觀點(diǎn)。很多人認(rèn)為，日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在80年代后期超過了美國。筆者認(rèn)為這個(gè)觀點(diǎn)本身不是很準(zhǔn)確。準(zhǔn)確的說，80年代日本在DRAM(動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，Dynamic Random Access Memory)的生產(chǎn)方面，其質(zhì)量可靠性方面超越了美國。并不是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)整體超越了美國。

　　首先考慮一個(gè)問題，那就是為什么80年代日本趕上美國了?80年代，日本工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率整體都趕上了歐美主要發(fā)達(dá)國家。這并不是半導(dǎo)體一個(gè)行業(yè)的現(xiàn)象。筆者認(rèn)為，其背后有兩個(gè)重要的原因。第一個(gè)是日本的后發(fā)優(yōu)勢。戰(zhàn)后日本不斷的從美國獲得各種新技術(shù)，同時(shí)通過價(jià)格優(yōu)勢不斷的占領(lǐng)美國市場(80年代之前，日元匯率比較低，而且日本的勞動(dòng)力成本低于歐美);第二個(gè)原因是日本企業(yè)管理的特色。從50年代起，開始企業(yè)一體的整體質(zhì)量管理體系，也就是所謂的TQC。70年代，很多日本企業(yè)開展了ND活動(dòng)，也就是所謂的No Defects活動(dòng)，打造殘次品為零的生產(chǎn)體系。而美國一直是采取，科學(xué)的概率論的方法，某批次的產(chǎn)品能夠符合要求的合格率就好。其背后是美國和日本的人種構(gòu)成差異和文化差異。

　　進(jìn)入90年代，日本半導(dǎo)體企業(yè)在全球的影響力緩慢下降。其背后有三個(gè)主要的原因。第一個(gè)原因是美國對日本半導(dǎo)體行業(yè)的阻撓。其標(biāo)志為1986年簽訂的“日美半導(dǎo)體協(xié)議”。這個(gè)政治原因直接造成日本政府不敢繼續(xù)對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)政策和資金方面的大規(guī)模的支持。也造成日本半導(dǎo)體企業(yè)擴(kuò)展速度的放緩。第二個(gè)原因是90年代日本泡沫的破滅。90年代，日本企業(yè)面臨的是多重壓力。首先是日元顯著升值的不利因素。另外是日本國內(nèi)市場飽和，企業(yè)盈利能力嚴(yán)重下降。這就造成對半導(dǎo)體的持續(xù)研發(fā)和設(shè)備投資不足。造成的結(jié)果是韓國DRAM廠家崛起。第三個(gè)原因是周邊國家和地區(qū)的崛起。90年代以前，半導(dǎo)體市場基本上美國和日本在競爭。90年代以后，韓國和臺(tái)灣地區(qū)也加入到了這個(gè)競爭當(dāng)中。80年代的大發(fā)展，造成了大部分的半導(dǎo)體制造技術(shù)裝置化。也就是半導(dǎo)體制造設(shè)備中凝結(jié)了之前幾十年的技術(shù)積累。韓國和臺(tái)灣企業(yè)購入設(shè)備實(shí)現(xiàn)了快速的趕超。

　　此外，日本企業(yè)也沒有培育出EDA(Electronic Design Automation)企業(yè)。這是和日本社會(huì)長期重制造業(yè)，輕視軟件業(yè)的社會(huì)特點(diǎn)有關(guān)。也和日本缺乏了支持新興企業(yè)的資本市場有關(guān)。80年代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)如日中天的時(shí)候，日本各個(gè)大企業(yè)都是自己內(nèi)部開發(fā)了自己用的設(shè)計(jì)軟件，而且視為自己的競爭能力，不愿意對外公開。最終造成了日本EDA企業(yè)的缺失。整體來講，日本在工業(yè)設(shè)計(jì)軟件、模擬軟件、統(tǒng)計(jì)軟件都能看到類似的情況。這個(gè)領(lǐng)域一直不如美國和歐洲。

　　如何看日本半導(dǎo)體材料的強(qiáng)大

　　生產(chǎn)一個(gè)復(fù)雜的芯片，生產(chǎn)過程中需要用到幾十種原材料。從物理形態(tài)來講，有固體的，也有液態(tài)和氣體的。日本企業(yè)在大部分的原材料中都有很強(qiáng)的存在感。

　　我們可以列舉其中一些，比如在光刻膠領(lǐng)域的主要日本企業(yè)有JSR，東京應(yīng)用化工，信越化學(xué)工業(yè)，住友化學(xué)，富士膠片。電子級硅晶圓領(lǐng)域主要日本企業(yè)有信越化學(xué)工業(yè)，SUMCO。掩光罩領(lǐng)域的主要日本企業(yè)：大日本印刷，凸版印刷。半導(dǎo)體生產(chǎn)用特殊氣體領(lǐng)域的主要日本企業(yè)有大陽日酸，Air Water，關(guān)東化學(xué)，Resonac(原昭和電工收購日立化成之后更名)，大金工業(yè)，日本Zeon，住友精化，中央玻璃，巖谷產(chǎn)業(yè)，三井化學(xué)，關(guān)東電化工業(yè)，ADEKA等等。此外，在半導(dǎo)體生產(chǎn)領(lǐng)域用各種特殊化學(xué)藥業(yè)領(lǐng)域、各種靶材領(lǐng)域，都能看到日本企業(yè)的身影。

　　半導(dǎo)體材料在材料行業(yè)也是屬于非常技術(shù)壁壘非常高的領(lǐng)域。半導(dǎo)體材料有一個(gè)共同的特點(diǎn)，那就是要求純度非常高。比如作為原材料的硅的純度要求是11N，也就是99.999999999%。一個(gè)半導(dǎo)體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，并不是每個(gè)國家都有能力制造的。

　　另外需要注意的是，半導(dǎo)體材料領(lǐng)域的范圍是很廣的。比如在芯片生產(chǎn)過程中，轉(zhuǎn)移晶圓需要用到一種電子吸盤。目前日本的株式會(huì)社NTK Ceratec公司就有很強(qiáng)的存在感。該公司是日本工業(yè)陶瓷領(lǐng)域的著名公司日本特殊陶業(yè)(NTK)公司的子公司。

　　總結(jié)起來，日本半導(dǎo)體材料的強(qiáng)大有兩個(gè)因素。

　　第一個(gè)因素是70年代和80年代左右，日本電子行業(yè)整體非常發(fā)達(dá)。當(dāng)時(shí)各個(gè)行業(yè)的日本企業(yè)也都面臨著開拓新的業(yè)務(wù)內(nèi)容和增加新的收益源的問題，很多企業(yè)都加入電子材料領(lǐng)域。比如，掩光罩領(lǐng)域，日本的大日本印刷和凸版印刷目前是全球最大的兩家企業(yè)。這兩家公司一直是日本最大的兩家印刷公司。大日本印刷公司是成立150年的印刷企業(yè)。他們當(dāng)初是轉(zhuǎn)用了印刷行業(yè)的一些制版的技術(shù)進(jìn)入到了掩光罩領(lǐng)域。半導(dǎo)體材料的研發(fā)，需要大量的資金投入。日本企業(yè)的多角化戰(zhàn)略彌補(bǔ)了日本資本市場不發(fā)達(dá)這個(gè)缺點(diǎn)。

　　另外一個(gè)因素是精密化工材料行業(yè)，企業(yè)內(nèi)部的技術(shù)knowhow非常重要。不僅僅是日本半導(dǎo)體材料行業(yè)，其他國家的高科技材料行業(yè)也是一樣的。生產(chǎn)設(shè)備都是開發(fā)企業(yè)設(shè)計(jì)和定制的，并不是市場上有的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)品。這些公司很多時(shí)候，特意不把自己開發(fā)的技術(shù)申請專利，而是黑箱化。后發(fā)國家除了研發(fā)之外，很難進(jìn)行模仿。

　　日本落敗的本質(zhì)

　　90年代以后，日本半導(dǎo)體的落敗本質(zhì)上是日本DRAM產(chǎn)業(yè)的落敗。日本的半導(dǎo)體制造設(shè)備產(chǎn)業(yè)和半導(dǎo)體材料一直比較堅(jiān)挺。而且90年代以后一直到最近幾年，日本在一些半導(dǎo)體產(chǎn)品方面，在全世界范圍依然具有比較強(qiáng)的存在感。主要是CMOS Image Sensor(也就是把光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電子信號(hào)的半導(dǎo)體產(chǎn)品，主要用在數(shù)碼相機(jī)和智能手機(jī)攝像頭等領(lǐng)域)，功率半導(dǎo)體(在各種設(shè)備中控制電力的半導(dǎo)體產(chǎn)品)，NAND Flash Memory，汽車用微處理器(簡單說就是用在汽車中，控制包括發(fā)動(dòng)機(jī)在內(nèi)的各個(gè)功能單元的微處理器)，LED(LED燈也是一種廣義的半導(dǎo)體產(chǎn)品)。

　　其實(shí)，這幾種半導(dǎo)體產(chǎn)品在日本企業(yè)頑強(qiáng)的堅(jiān)持到現(xiàn)在，有兩個(gè)理由最重要：(1)日本具有穩(wěn)定的應(yīng)用場景，(2)日本技術(shù)的原創(chuàng)性和產(chǎn)業(yè)初期的領(lǐng)先。

　　穩(wěn)定的而且不斷擴(kuò)大的應(yīng)用場景非常重要。半導(dǎo)體是一種高科技產(chǎn)品，但是這種產(chǎn)品單獨(dú)是不能發(fā)揮作用，必須是應(yīng)用到某個(gè)具體的產(chǎn)品當(dāng)中。90年代以后，日本頑強(qiáng)存活下來的幾個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)品在日本國內(nèi)外的市場都是穩(wěn)定增長的。

　　Case1：CMOS Image Sensor。CMOS Image Sensor和日本強(qiáng)大的數(shù)碼相機(jī)行業(yè)在90年代以后的崛起不無關(guān)系，雙方是相互支持，良性互動(dòng)。戰(zhàn)后，日本照相機(jī)行業(yè)蓬勃發(fā)展，以尼康為代表的日本照相機(jī)品牌風(fēng)靡全世界。90年代以后，日本的照相機(jī)企業(yè)和電機(jī)企業(yè)陸續(xù)都進(jìn)入到數(shù)碼相機(jī)領(lǐng)域，日本企業(yè)至始至終占據(jù)了全球數(shù)碼相機(jī)90%以上的市場份額。豐厚的市場回報(bào)給索尼公司更多的研發(fā)動(dòng)力，CMOS Image Senor的性能的不斷提高，提高了數(shù)碼相機(jī)和手機(jī)的魅力，創(chuàng)造了更大的市場。是一種標(biāo)準(zhǔn)的良性互動(dòng)。在這里需要指出的是，日本的索尼公司早在70年代就開始了CCD的研發(fā)和應(yīng)用。這個(gè)領(lǐng)域一直在不斷的積累和進(jìn)步。

　　Case2：汽車用微處理器。汽車用微處理器和車載半導(dǎo)體也是類似情況。1980年，日本汽車生產(chǎn)量達(dá)到1000萬臺(tái)左右，成為全球最大的汽車生產(chǎn)國家。汽車用微處理器和美國的環(huán)境管制和70年代的石油危機(jī)有密切關(guān)系。美國在1970年推出了“1970年大氣凈化修正法”，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(dāng)時(shí)很多汽車公司都認(rèn)為是不可能實(shí)現(xiàn)的。在這個(gè)背景下，美國的一些汽車公司開始委托外部的公司開發(fā)控制汽車發(fā)動(dòng)機(jī)噴油和排氣再燃燒的微處理器。日本東芝公司經(jīng)過5年多努力，在70年代末成功為福特公司研發(fā)成功。之后該技術(shù)轉(zhuǎn)用到了日本的各個(gè)汽車公司。日本的瑞薩半導(dǎo)體頑強(qiáng)的活下來，就是因?yàn)槠渲饕a(chǎn)品都是車用半導(dǎo)體。

　　Case3：功率半導(dǎo)體。目前全球的功率半導(dǎo)體領(lǐng)域，德國日本美國的企業(yè)占據(jù)了全球前十大企業(yè)。德國的英飛凌最為強(qiáng)大，遙遙領(lǐng)先。日本企業(yè)往往能夠入圍4-5家企業(yè)，一般為東芝、三菱電機(jī)、富士電機(jī)、日立、羅姆。這幾家企業(yè)除了羅姆公司是專門的半導(dǎo)體公司之外，都是所謂的“綜合電機(jī)”公司。也就是類似德國西門子的業(yè)態(tài)的公司。英飛凌就是從西門子分出來的企業(yè)。另外，需要指出的是，功率半導(dǎo)體的生產(chǎn)方式和DRAM等產(chǎn)品有很大的不同，也就是要求的技術(shù)不盡相同。在這領(lǐng)域，日本也是一個(gè)正循環(huán)的態(tài)勢。比如東芝公司在1981年就推出了全世界第一臺(tái)變頻民用空調(diào)。變頻裝置的核心就是功率半導(dǎo)體。日本在90年代全世界最早在鐵道車輛和新干線車輛導(dǎo)入了IGBT，極大的促進(jìn)了鐵道領(lǐng)域的節(jié)能。

　Case4：LED。90年代以后，日本主導(dǎo)了LED相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展，其主要原因是日本的科學(xué)家在90年代初期突破了藍(lán)色LED的技術(shù)。三原色當(dāng)中，藍(lán)色發(fā)光LED是最后突破的。2014年，因?yàn)橥黄扑{(lán)色發(fā)光LED的貢獻(xiàn)，三位日本科學(xué)家赤崎勇、天野浩和中村修二獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。中村修二所在的日亞化學(xué)是位于日本德島縣的一個(gè)小規(guī)模化學(xué)企業(yè)，因?yàn)長ED的發(fā)展，該企業(yè)連續(xù)增長了20年。

　　Case5:NANDFlashMemory。東芝公司在該產(chǎn)品領(lǐng)域，一直具有比較強(qiáng)的存在感。其本質(zhì)原因在于該產(chǎn)品就是東芝公司發(fā)明的。東芝公司的舛岡富士雄(MasuokFujio)在1984年左右發(fā)明了NANDFlashMemory。東芝公司在技術(shù)方面，領(lǐng)先了全世界同行一步，這個(gè)優(yōu)勢一直保持了下來。