導(dǎo)讀:
2021年6月,日本發(fā)布《半導(dǎo)體戰(zhàn)略》,包括國內(nèi)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)的強化與圍繞半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的國際戰(zhàn)略兩大對策,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,通過國外技術(shù)的國內(nèi)市場化“二次創(chuàng)新”,在日本經(jīng)濟大發(fā)展的時期,實現(xiàn)飛躍式發(fā)展,同時在國家大項目政策的推動下,實現(xiàn)重點技術(shù)和產(chǎn)品的突破,實現(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)展趨勢的轉(zhuǎn)變、全球半導(dǎo)體競爭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)在競爭白熱化的國際產(chǎn)業(yè)環(huán)境下重構(gòu)競爭優(yōu)勢,還需在技術(shù)端找到優(yōu)勢發(fā)力點以及為半導(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)略提出兩大對策,一個是國內(nèi)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)的強化,主要包括前沿半導(dǎo)體制造技術(shù)的聯(lián)合研發(fā)以及國外半導(dǎo)體工廠的引進、數(shù)字化投資的加速與前沿邏輯半導(dǎo)體的設(shè)計研發(fā)的強化、半導(dǎo)體技術(shù)的綠色創(chuàng)新推進以及國內(nèi)半導(dǎo)體生態(tài)的強化。另一個是圍繞半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的國際戰(zhàn)略,主要包括出口管理與技術(shù)保護、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》)
這個新的半導(dǎo)體戰(zhàn)略給在競爭白熱化的全球半導(dǎo)體競爭下頹勢明顯的日本半導(dǎo)體廠商一劑“強心劑”,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,道險且阻。
01
1947年美國貝爾實驗室發(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、德國等半導(dǎo)體廠商合作,通過專利特許或技術(shù)援助的方式,進行面向民用領(lǐng)域和市場化的二次技術(shù)創(chuàng)新,20世紀60年代,日本各大半導(dǎo)體廠商已經(jīng)形成了與美國半導(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60 年代日本半導(dǎo)體廠商與國外企業(yè)合作情況
美國早期的晶體管、IC的發(fā)明與應(yīng)用與軍事、國防和宇宙航空密切相關(guān),而日本二戰(zhàn)后在美國主導(dǎo)下進行非軍事化改革,且與美國簽訂有安保協(xié)議,主要集中力量發(fā)展經(jīng)濟。早期半導(dǎo)體的發(fā)展就是瞄準民用領(lǐng)域,以收音機、電視機以及電子計算器為典型代表。20世紀60年代到70年代,日本經(jīng)濟進入高速發(fā)展期,國民生產(chǎn)總值增長保持在年均10%以上,經(jīng)濟的騰飛帶動國民收入水平加快提升,從而進一步帶動了收音機、電視機等民用產(chǎn)品市場大發(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)域的廣泛運用推動日本半導(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。
進入1970年代,日本進入政策加碼期。1976年,通產(chǎn)省在日本電氣通信(NTT) 開始了超級LSI開發(fā)項目,并且集結(jié)了富士通、日立、三菱、東芝、NEC、日電東芝情報系統(tǒng)、計算機綜合研究所等7家大企業(yè),組成聯(lián)盟,共同推進超級LSI 技術(shù)研發(fā),日本政府投入700億日元,為期4年。其中,計算機綜合研究所是由政府牽頭成立,圍繞計算機重大技術(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,主要是負責大型計算機的銷售和推廣。共同研究所作為核心機構(gòu),實行“4主題6研究室”研究體制。
圖:20 世紀70 年代日本超級LSI 開發(fā)項目機制
為期4年的超級LSI開發(fā)項目成果斐然,研發(fā)的主要成果包括電子束曝光裝置、光刻機等集成電路制造重大裝備,申請的各類專利數(shù)量達到上千件,日本半導(dǎo)體制造裝備的國產(chǎn)化比重從之前的20% 提升到項目結(jié)束后的70%。
在國外技術(shù)、民用市場和政策“三駕馬車”的推動下,20世紀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,市場份額也是“一騎絕塵”,1983 年,日本國內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)30 家龍頭企業(yè)的產(chǎn)值達到1兆9311億日元,超過美國,躍居世界第一。1988年,日本以絕對優(yōu)勢占領(lǐng)1M DRAM 全球市場9成份額。1989年,日本半導(dǎo)體占據(jù)全球市場53%的份額,成為半導(dǎo)體王國,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,日本具有絕對的話語權(quán)。
圖:1989 年全球TOP10 半導(dǎo)體廠商
02
日本性能優(yōu)越、價格低廉的半導(dǎo)體大量進入美國市場后,對美國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)造成了巨大威脅。1983年美國商務(wù)部認定,“對美國科技的挑戰(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)計將來這種挑戰(zhàn)將涉及更大的范圍”,“維持及保護美國的科技基礎(chǔ),才是國家安全保障政策上生死攸關(guān)的重要因素”。1986年初,美國基于通商法301條,對日本提起反傾銷訴訟。同時美國以日本半導(dǎo)體進軍美國威脅到了美國的高科技產(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:日本擴大外國半導(dǎo)體加入日本市場的機會;為了事先防范傾銷行為,日本政府要監(jiān)控向美國以及第三國出口半導(dǎo)體的價格等情況;美國政府中斷進行中的反壟斷調(diào)查等條款。
圖:1980-1987 年日美半導(dǎo)體市場份額占比變化
另一方面,韓國半導(dǎo)體也在加速崛起。1976年,韓國政府通過《電子工業(yè)育成 計劃-半導(dǎo)體即計算機關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)》,明確了半導(dǎo)體及計算機關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)的必要性、開發(fā)品類、工廠建設(shè)計劃、政府主導(dǎo)培育的必要性、培育計劃、基本方向、所需資金等事項,韓國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展進入政策發(fā)力期。進入80年代后,政府對半導(dǎo)體的政策支持進一步強化,1986年,韓國政府開始執(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。1992年,三星開發(fā)出了64M DRAM芯片,隨后開始向惠普、IBM等美國大型企業(yè)提供產(chǎn)品,實現(xiàn)了在技術(shù)和市場上趕超美日的目標,將技術(shù)發(fā)展達到了世界的領(lǐng)先水平。
同時,日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)未能實現(xiàn)與半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展新趨勢的對接,進入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”破滅造成的經(jīng)濟危機中的日本廠商未能及時進行戰(zhàn)略投資,錯失發(fā)展機遇。90年代后半期,邏輯芯片的設(shè)計、制造從垂直整合型向設(shè)計企業(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,難以對半導(dǎo)體業(yè)務(wù)部門進行剝離,從而難以形成新的半導(dǎo)體設(shè)計、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)體對于新一輪數(shù)字經(jīng)濟中的發(fā)展角色凸顯,主要國家已經(jīng)將半導(dǎo)體發(fā)展提升至國家戰(zhàn)略層面,美國《2021財年國防授權(quán)法案》重視對半導(dǎo)體業(yè)的扶持,授權(quán)聯(lián)邦激勵措施以促進半導(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·量子計算機、量子通信基礎(chǔ)設(shè)施)投資1345億歐元。韓國發(fā)布“K半導(dǎo)體”戰(zhàn)略, 計劃到2030年成為半導(dǎo)體綜合強國。我國于2014年發(fā)布《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進綱要》,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ARM的CPU基本設(shè)計圖領(lǐng)域優(yōu)勢突出,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)體獨立廠商,從而未在半導(dǎo)體重要領(lǐng)域形成具有“獨樹一幟”優(yōu)勢的獨立廠商(作為半導(dǎo)體獨立廠商上市的企業(yè)只有日立、三菱電機以及NEC的系統(tǒng)LSI部門重組后形成的瑞薩電子一家),同時這些半導(dǎo)體廠商也在技術(shù)和產(chǎn)品創(chuàng)新上止步不前,通過專利許可費的盈利模式,導(dǎo)致沒有重點領(lǐng)域構(gòu)建發(fā)展優(yōu)勢,形成具有全球競爭力的產(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)賣給美國企業(yè)。
另一方面,日本以5G、手機、移動互聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)為代表的數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展緩慢,制約了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用市場拓展,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》只是明確了一個發(fā)展方向,日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在競爭白熱化的國際產(chǎn)業(yè)環(huán)境下構(gòu)建競爭優(yōu)勢,還需在技術(shù)端找到優(yōu)勢發(fā)力點以及為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)構(gòu)建應(yīng)用生態(tài),而這些也是需要較長時間的。