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桔里猫:一颗芯片的前世今生(芯片简史)—— 2 苏联半导体是如何被美国拿捏的

我们前文讲到,美国和苏联掐架。这个时候最容易放松警惕。我们的老邻居日韩此时也没闲着。今天我们讲讲日本的半导体起步,刚开始如何干挺美国的,后来又如何被美国逆风翻盘的。

日本的崛起其实是有历史原因的,还和苏联老大哥脱不了关系。彼时彼刻,美国认为一个强大的日本比弱小的日本更有价值。主打一个援日以抗苏。对日本科技上很支持。

日本有个盛天昭夫的人你可能没听过,但是他开了一个厂子你一定听说过——索尼。1953年,2.5万美元从AT&T(贝尔实验室的母公司)买了晶体管的专利,算是个白菜价。后面日本NEC从仙童买了平面光刻生产工艺,这些技术引进几乎没有受到美国的阻拦。

由于日本同属儒家文化圈,天生就自带一个技能点:廉价而大量的劳动力。那时的集成电路产业还是一个劳动密集型行业,日本很容易在其中获得成本优势。

同时,日本政府很看好电子产业,大力扶持。日本版本的用市场换技术”被用到了电子行业。熟悉国内一众合资车场玩法的你一定明白是怎么回事儿。举个栗子,德州仪器为了占领日本市场,甚至不惜以公开所有专利为条件。由于美国的睁只眼闭只眼,日本在技术上至少没有处于大的劣势。

于是,有了成本优势,技术上也没差太多。日本半导体的起飞其实只差一个契机。

这个契机在很快就由美国人造出来了。1966年美国IBM发明了DRAM(即使我们常说的内存),内存这个东西非常的通用,设计出来后可以到处用,可以把量做的非常大。

日本政府高度重视这个新技术,准备弯道超车了。这个时候日本搞出了日本版本的集中力量办大事。由政府主导成立了VLSI (超大规模集成电路)技术研究所,政府出一半钱,企业出一半钱,每年计划的研发预算在7000万美元左右。这个研究所负责研究技术,研究出技术后各家企业各自拿回去生产。

虽然我不理解,几家竞争对手捏合起来的研究所为啥能形成合力,但事实上,确实V他们就这么搞成了。此时日本在DRAM上的技术短板算是彻底补上了。

说完了技术短板,我们再说说成本。首先是资金成本,DRAM这种东西是非常吃规模效应的,做的规模越大,成本越低,产品越有竞争力。1980年代美联储正在忙着打击通胀呢,理论一度超过20%,这让美国企业融资起来费力无比。在看看日本,政府本来就支持这个行业,民众又喜欢存钱。导致日本企业拿到资金成本基本上6%左右。一句话来讲,日本企业有钱了。

其次是人力成本。东亚儒家文化圈的人力成本,一笔带过吧。反正就是便宜到令老美头秃。

集齐了技术优势、资金成本与人力成本的日本,造出来的芯片质量与规格一样的情况下永远比美国的便宜。同等价格下一定质量比美国好,终于开始把美国按在地上摩擦。举个例子,彼时彼刻,日本在DRAM市场份额能达到80%,而首先在DRAM拿到第一桶金的Intel此时市场占有率已经不够1.7%。

日本在半导体正在如日中天,但其实也有隐忧在。日本的金融体系这个时候彻底起飞了。资本以增殖为第一要务。芯片总归是个制造业,投资回报是没有太多故事可讲的。但是房地产就不一样,房价是有巨大的想象空间的。于是科技没有真正起飞之前,房价先起飞了。当时日本有句话叫卖了东京的房子能把整个美国买下来。

于是,日本工程师都背上了沉重房贷,公司也因为资本要赚快钱而背上了沉重的KPI。在这种KPI重压下,大家不约而同的选择了那条最稳的路。把熟悉的事儿干精完成KPI已经精疲力竭了,哪有什么精力想东想西。所以,我们可不可以这么说,房地产透支了日本青年未来二十年的创造力?(狗头)

总之,日本在自己的芯片产业如日中天的时候没有产生什么特别有价值的演进。没有科技的领先,市场的领先只能是空中楼阁。

说完了内忧,我们再说说外患。作为宗主国,被小弟按在地上摩擦这老脸往哪儿搁?美国总算是挨了美国一个大嘴巴后有点清醒过来了。不拿捏你可能不清楚谁才是爸爸。美国各大芯片公司开始疯狂游说国会,于是1985年,美国启动对日本的反倾销调查。1986年,美国裁定日本DRAM存在倾销行为,并逼迫日本政府签了《日美半导体协定》。这个其实是个不平等条约,要求美国半导体在日本市场份额达到20%以上,日本卖给美国的芯片售价必须由美国审核。1989年,日美又补充了一个《日美半导体保障协定》,彻底放弃了日本的半导体知识产权。

欧洲曾经打击中国光伏产业中国可以靠着内需市场挺过来,但日本没有我国这么大的内需市场。再加上,此时美国人扶持韩国三星来和日本的半导体打擂台,日本被美国这么一套组合拳打下去,直接倒地不起。。。

日本还在地上躺着,美国科技上新一轮的洗牌又来了,至此日本是彻底没站起来,属于地上一躺,啥也不管的状态。这次引爆市场的产品从DRAM变成了CPU。80年代末,PC的爆发已经在路上。Intel直接放弃DRAM开始搞PC的CPU。Intel和微软开始合作,微软负责搞操作系统,intel负责搞芯片。

这个wintel联盟像属于摩尔定律的坚定践行者,一大宗旨就是不带日本玩。。经常是日本造出的DRAM虽然质量好,但迭代没有那没快,很快就被wintel给淘汰。

廋死的骆驼比马大,日本在虽然丧失了芯片行业的竞争力,但是当年留下的半导体原材料还是很强。

2019年,日韩发生了点摩擦,日本直接切断韩国半导体原材料的供应,李在镕光速飞到日本求饶,当时商务部还特意关注到这条新闻。。

所以说,说日本半导体衰落了,也许不准确。在半导体的原材料邻域,日本依旧是曾经那个老大哥。能卡住韩国脖子,卡住中国脖子不是不可能。但是确实,当年那个DRAM市场占有率80%的日本已经不复存在了。

一句话总结:日本半导体在美国的放纵下起飞,在DRAM时代超越美国,然后被美国逼签贸易协议后迅速衰落,并因为CPU没有跟上美国而彻底退出和美国的竞争。

国力和科技是相辅相成的。如果没有独立自主的国力保证,科技领先可能是空谈。我们总说科技可以强国,但实际上有时候如果国力跟不上,别人不可能让你发展什么科技产业。日本就是一个例子,政治上不是一个自由国家,发展再强大,只要美国想,依旧可以一棍子打翻。

创造力才是科技领先的基石。日本也许在半导体行业市场上领先过,但创造力不足导致它没有真正在科技上取得领先地位。无论是晶体管,DRAM还是CPU,历次风口全部出现在美国。日本永远是那个后来者。我想,与日本透支年轻人创造力有部分关系。

说完了日本,时间基本上就要来到90年代。此时芯片行业来了两个举足轻重的企业——台积电和ASML。他两如何引领了现代的芯片制造?我们下回再讲。

芯片源于晶体管的发明,从这个意义上说,整个芯片行业的起源都在贝尔实验室。

1950年贝尔实验室的肖克利发明了晶体管,并因此和另外两名同事获得诺贝尔物理奖。肖克利脑子活,意识到晶体管这东西将来不得了,于是带着技术另立门户,准备大展拳脚。不过老肖比较轴,干啥一根筋,天生适合搞技术,这种一条路走到黑的性格不适合搞管理,折腾了好几年公司也没起色,把手下的小兄弟也得罪了个遍。

没过多久,手下的八个核心骨干有样学样,也跳槽出去单干。肖克利很生气,大骂这八个叛徒,也就是硅谷历史上著名的“叛变八人组”。不过也没什么用,毕竟肖克利自己也算是个叛徒,腰板不够硬。

当时的晶体管是新兴技术,风投们早就在旁边等着了,仙童摄影器材公司老板给这八个人打了钱,让他们攒起来一个公司,就是大名鼎鼎的仙童公司半导体公司。这个公司名字国内一般不怎么提,不过美国那边一般认为他就是芯片行业的鼻祖,也是硅谷的开拓者。仙童公司后来也裂成了好几个,这个也好理解,初创公司一般都是这种宿命,一个创始人都难免搞分裂,何况是八个,分道扬镳是迟早的事。不过裂成的公司最后合并成了两个,一个是INTEL,另外一个是AMD,都是芯片行业神一样的存在,现在大家知道为什么把仙童叫鼻祖了吧。

晶体管之后的另一个重大发明就是集成电路,1958仙童公司公司的诺伊斯和德州仪器的·基尔比分别发明了硅基集成电路和锗基集成电路,硅基集成电路成了半导体行业的主流,并且带动计算机行业迅速发展。不过当时美国正在和苏联打冷战,芯片技术主要是军用,比如导弹、战机、航天器、超级计算机什么的,民用领域不怎么关注,然后这块市场就被日本人盯上了。

二战后美国本来是准备好好修理日本,不过赶上冷战,需要留着这只亚洲狼对抗社会主义阵营,所以抽了几个耳光以后就给放出来了。朝鲜战争美国人把日本当做后方基地,大量投资带动了日本汽车、钢铁等行业的复苏。战争结束后,撒了欢的日本根本停不下来来,正好美国那边发明了晶体管,日本人可是见缝插针的主,看上了芯片这个领域方兴未艾,赶紧跑到美国去求专利,求技术转让。美国当时正在忙别的,也没当回事,加上禁不住日本儿子软磨硬泡,就把晶体管专利给了。

那日本人多聪明啊,利用晶体管,先是做收音机,赚了第一桶金。后来是计算机、计算器、电视什么的,基本套路就是紧跟美国人的脚步,美国前脚发明了什么技术,日本人迅速跟进,或者利用美国公司之间的矛盾,联合一家联合对抗另外一家。或者利用日本人工成本低的优势,以市场换技术,把美国人技术学到手。

比如日和和美国芯片巨头德州仪器成立合资公司,日本不仅要求上最新的生产线,而且三年之内必须转让所有专利技术,德州仪器自己生产的产品市场占有率不能超过10%,也就是别来和我们竞争。

通产省还只允许极少数的电子元器件进口,而对200日元以下的中低端芯片元件进口设立了很高的关税,甚至采取了进口许可证政策。这是赤裸裸的贸易保护啊,放到现在得让美国锤死。

而且日本人有韧劲,肯钻研,拿到技术以后,加上自己发挥,产品质量往往比美国货还好,真正是物美价廉。所以上世纪七十年代的时候,日本芯片产业在民用领域搞得风生水起,慢慢开始挤占美国人的市场。

美国政府本来把日本当小弟,也没怎么防着他,没想到转个身的功夫,日本已经尾大不掉了。

那美国大哥也不是白当的啊,当时就给日本上了紧箍咒,一是喝令日本开放计算机和芯片市场,行业老大IBM大摇大摆进入日本,把日本的计算机行业冲击的七零八落。而且当时INTEL已经研制出了DRAM动态存储芯片,技术领先日本好几条街,到了日本就是降维打击。二是从原材料和设备两个方面对日本卡脖子,当时日本半导体市场份额虽然大,但是原材料和设备的的20%还得依赖美国进口,这块一收紧,日本当时就喘不过气来了,整个半导体行业岌岌可危。

危急时刻,痛定思痛,日本人发了狠,通产省(类似我国的发改委)招呼日立、富士通等五大半导体公司,加上研究机构,成立一个小组织,大家同仇敌忾一致对外,政府补贴研究经费,技术人员没日没夜的攻关。

当时的芯片领域还是蓝海,芯片的潜力还远远没有发挥出来,有举国体制的支持,经过四年时间,发明了1000多个专利。而且在DRAM领域从仿造开始,利用低成本的优势,成功挤占了DRAM市场,高峰时世界上80%的存储芯片都是日本供货。DRAM可是INTEL的主营业务,市场一丢公司当时就陷入严重的财政危机,INTEL不得不忍痛放弃DRAM业务,专心主攻CPU和DPU,这才起死回生。

这还不算,日本人再接再厉,利用廉价且优质的技术人员及产业工人,加上举国体制的支持,到上世纪80年代末,终于发展成NO.1,全球半导体20强里15个都是日本企业。

更重要的是日本这一波操作补上了原材料和设备这两个短板,形成了产业闭环,关起门来芯片行业也能自给自足,再也不怕美国爸爸不讲武德。

事实上,那个年代不光是半导体,日本的汽车,机床,钢铁,造船,消费电子,家电等各个行业都全面取得成功,日本货在美国卖的遍地都是,日本各界欣欣向荣,他们自己也觉得自己了不起,什么工匠精神之类的意淫大行其道,怀揣美元的日本人在世界各地买买买,牛逼的不行。

这美国人当然看不下去了,美国人在全球占地盘,就是为了卖东西挣钱。小日本把东西都卖大哥家里来了,还拿着挣的钱到处炫耀,你说是不是太没把帝国主义放眼里了。别忘了你们家里还有美国大兵看着呢,这么高调那就是原罪,必须得收拾。

至于怎么收拾,呵呵。对付自己家的儿子,还用那么客气?干就完了。美国人把身上西服一拖,露出胸前的纹身,操起砍刀就奔日本去了,摁着日本的脖子签了广场协议。

广场协议的实质就是逼迫日元升值,变相的让日本产品涨价,给美国货腾出空间折腾,是另外一种贸易保护主义。

在芯片这个高科技领域,美国人觉得还不够,广场协议的第二年又和日本人签了《日美半导体协定》,规定对日本半导体征收100%关税,强迫涨价一倍;日本半导体市场份额的百分之二十必须开放给美国;日本半导体在国际售价必须经过美国核定,也就是由美国人定价。这几个条款无论怎么看都是霸王条款,谁签谁是卖国贼啊。不过日本人没办法,只能捏着鼻子签,还不敢瞎逼逼。你要逼逼美国人就把棍子举起来了。说白了,狗子哪有什么话语权啊,让你干啥就干啥,不接受反驳。

这还不算,美国对内也调整了自己的芯片行业,先是学习日本的举国体制,成立半导体制造技术研究联合体(SEMATECH),由科技领袖诺伊斯(就是发明集成电路那个)领头协调,成员包括IBM、英特尔等14家主要的半导体公司,每年研究经费政府出一半,企业出一半,举全国之力发展半导体。

多说一句,从日本和美国开始,半导体行业就养成了动不动就成立联盟的习惯,大家共同进退,抱团取暖。2020年12月欧盟成立了半导体发展联盟;2021年5月,美国主导包括美国、欧洲、日本、韩国、中国台湾地区等地的64家企业宣布成立美国半导体联盟。我国在2014年就成立了集成电路投资基金,后续估计也会向这个方向发展。不过联盟的成立一般伴随着这个领域全面战争的开始,大家参照美日半导体战争,仔细品。

咱们说回来,美国当时还做了一个重大决策,给整个芯片行业动了个手术,拆分为设计、制造,封测等几个环节。高端设计放在美国,制造和封装往亚洲转移。你日本不是成本低吗?我找个比你更低的,韩国三星和台湾的台积电就是这个时候起来的。而且设计端掌握在自己手里,也不怕你们反水登陆美国苹果id下载不了app

这种拆分有个好处,设计公司轻资产,转向容易,芯片行业一日千里,必须随时调整方向。把制造这个大头甩给别人,就能轻装上阵,在更高的层面引领行业发展,保证自己一直在产业链的最顶端。

这个决策非常重要,一直影响到现在全球半导体行业布局。我们现在耳熟能详的高通、海思就是专门做设计的;台积电和三星专注芯片制造30年,也就是所谓的圆晶代工厂,封测的技术含量不高,不提了。美国制裁华为,就是吃准华为只有设计,没有代工厂,所以从制造端下手,也就是逼迫台积电和华为脱钩,来了个釜底抽薪。从这个意义上说,美国上世纪八十年代对芯片产业链的拆分,是造成我们目前困局的一个原因。

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针对日本在DRAM制造的一家独大,美国专门扶植三星搞DRM,枪顶着脑门逼迫日本人共享技术,而且三星的DRAM在美国市场基本是零关税,对比一下日本的100%关税,大家感受一下这个支持力度。

日本人基本上什么都没做,躺着等死。本来日本在芯片领域一直是追赶者,发挥举国体制,后发制人走在了前列,从来没当过排头兵。一不小心超了第一名,面对前面一片空旷,反倒不知道该怎么办了。而且本身芯片的核心技术就在美国人手里,想创新也没有抓手。加上当时日本房地产和股市空前繁荣,芯片大佬们手里大笔的钱砸向了房地产和股票,那个来钱快啊,芯片这边的研发自然就跟不上了。

而且日本人被封锁怕了,可能是猫在岛上有被迫害妄想症,什么都想自己搞。一搞就是全产业链,有点什么技术就想抱在怀里,生怕别人抢走。对美国那套拆分上中下游的方式不感冒,既怕被人卡脖子也怕技术外泄,这也造成了船大难掉头的毛病。

这个毛病在DRAM市场的争夺上让他们吃尽苦头。80年代后期个人计算机兴起,对DRAM的质量和可靠性要求没有那么高,个人计算机嘛,几年就要换,你设计20年的寿命完全没有意义。可是日本人固步自封,一直没有对DRAM的生产模式进行调整。当然想调也没那么容易,因为调整就得整个产业链一起,没个一两年折腾不过来,而且成本巨高。这也导致日本的DRAM价格比三星高一倍还不止。加上美国爸爸的拉偏架,生生把这块市场让给了三星。

计算机行业也不给力。日本本来也搞了CPU,眼看干不过INTEL,索性放弃了,准备在个人PC机上和美国一较长短,比如NEC的PC-98就用了INTEL的芯片,和IBM兼容机对抗。不过win95出现后,友好的图形界面彻底征服了PC用户,而NEC的PC机跟苹果电脑一样,系统太封闭,根本干不过遍地开花的IBM兼容机,2000年以后基本上就看不到了。

移动业务日本其实起步很早,上世纪90年代GSM和CDMA两种制式独步天下的时候,日本就另起炉灶,搞了一个PDC制式自己玩。不过太过封闭,美国和欧盟都在努力共享技术,希望自己的制式能够占领世界市场。可日本人比较轴,只开放标准,不开放技术,也就是你们只能用,磕了碰了还得找我们日本人修。你说这不扯呢嘛,哪个国家的政府也不能把自己的移动网络完全交给外国公司。所以日本人国内自己玩的很嗨,不过却被整个世界抛弃。好处是自成体系,不用看别人脸色,毛病也不少。最大的问题就是手机和手机相关的芯片没起来,大家知道手机除了处理器以外,最重要的就是基带芯片,也就是负责通讯的那部分,这部分跟网络的制式强相关,你用PDC模式设计的芯片和手机,拿到国外根本没法用,光靠日本的市场又撑不起太大的手机产业。

3G起来以后,网络倒是和国外接轨了,不过日本的运营商很强势,定制机很多,入网送手机,类似于咱们国家的合约机。这也带来一个问题,手机厂商的客户主要是运营商,根本没有动力对手机功能做各种开发,那感觉就是凑活着用就行了,要什么自行车。所以日本手机的功能单一,也没有那么多软件厂商跟风做APP。而且,因为运营商压价,做手机基本没有利润,手机行业不景气,连带手机芯片也起不来。

说了这么多,其实日本芯片的没落总结起来就两点原因,第一是美国的打压,非常的简单粗暴。如果是美国对我们的围堵是偷,那美国对日本的打压就是明火执仗的抢劫了,按黎叔的话说就是一点技术含量没有,不过管用啊,毕竟教训自己家的狗子不用讲那么多技巧。第二就是日本人本身的国民性,虽然严谨,在一个小圈子里能够做到极致,但是缺乏灵活性,对外界反应迟钝。而且把技术看的比自己命还重要,恨不得天天搂着睡觉。其实技术这东西并不是越保密越好,特别是你有竞争对手的时候,有时候适当的开放也是打击对手的一种手段。比如像IBM PC机一样开放标准和技术,让大家都进来一起玩,反倒能把你抬着往前走。要和苹果电脑一样封闭,虽然在细分领域能做到极致,那也禁不住乱拳打死老师傅啊,大家一拥而上围殴,躺倒也就是早晚的事了。

日本也意识到了这个问题,2019年丰田汽车宣布,要无偿的把约2.3万个混合动力汽车技术专利公开,专利公开一直到2030年。这个明显是和电动车竞争,希望大家都上他的船,大家一起在混动方面深耕,不过专利免费到2030年未免有点小家子气。而且比竞争对手还晚了五年,人家马斯克2014年就公开了特斯拉的大部分专利,从那以后电动车厂商就跟雨后春笋似的往外冒,尽管竞争激烈了,但电动车成为趋势,市场变大,而特斯拉因为始终能保持技术领先,切分的市场份额也越来越大,反倒占了便宜。

不过大家注意一点, 日本芯片工业只是看着没什么存在感,其实技术的底子还都在,而且根基很深,比如在芯片工业原材料和设备方面一直保持世界领先。我们都知道荷兰ASML光刻机占据世界光刻机市场大概60%的份额,剩下的基本被尼康和佳能瓜分了,而且ASML基本是整个西方的技术体系在给他做支撑,其中也包括日本的复合材料,除去这个因素,单纯从国家层面来说,日本无疑是光刻机的老大。材料方面,目前在整个半导体领域的19种关键材料中,有14种日本的产能是占了全球50%以上的。芯片制造中,必备的几种材料,比如高纯度氟化氢,日本占全球份额的70%,氟聚酰亚胺份额达到90%,光刻胶也是处于垄断地位。2019年韩日因为慰安妇赔偿问题起了争执,日本那就断了原材料,一度搞得韩国很狼狈。总的来说日本只是在应用领域落在后面,但是在精细加工方面世界领先,比如刚才说的这几种原料,都要求极高的精度和纯度,这是日本的传统强项。

2016年日本软银320亿美元(里面不知道有多少钱是阿里从国内刮去的)收购英国ARM公司,ARM是做手机芯片架构设计的公司,几乎垄断了移动端95%的市场,也就是基本上每生产一片手机芯片,就需要向ARM交专利费。您说我不交行吗?也不是不可以,不过有架构就相当于有了毛坯房,您只要在房子里做个精装修就行了,不要架构那就得从搬砖或水泥开始,大伙体会这里面的难度。ARM对标的是INTEL的X86架构,经常搞计算硬件的朋友应该知道X86的分量,ARM在移动端也是同样的存在。

其它芯片,比如CPU制造其实日本也一直没停,不过日本一直不太合群,自成体系,整个什么东西就自己玩,所以外面不太知道。

总的来说我一直有一个感觉,日本是完全能够实现芯片产业自给自足,最不怕卡脖子的那种国家。而且一直在做全产业链布局,某几个领域深耕做到世界最好,其它部分不花太多精力,但是也都搞一搞,技术先储备上,什么时候用再说。这种引而不发其实最可怕,日本每年那么多诺贝尔奖不是白得的。有点像华为,每年花大钱养着研发部门如何将苹果手机id改成美国,未雨绸缪,提前布局,就是为了将来面临寒冬的时候活下去,或者等待时机一飞冲天。

多说一句,我特别钦佩华为的一点是,任正非说华为很多东西能造,但是不往那儿伸手,也得给别人留口饭吃。这个跟我们国家现在提的人类命运共同体的概念暗合。当然了,在商言商,也许只是个烟雾弹,不过我觉得全球化环境下应该有这个格局,自己大鱼大肉,却只容许别人吃糠咽菜,或者打着创新的旗号从手里抠那个三瓜两枣,就该大嘴巴伺候。

日本汽车零部件制造商电装上月末表示,将与中国台湾代工厂联电 (UMC) 建立一个主要的功率芯片生产工厂,此举突显出产业对这些专用半导体的需求不断增长,这些半导体用于从电动汽车到火车再到风力涡轮机等各个领域。

该公告也体现了日本政府和产业专家所说的日本芯片产业最大弱点的表现:碎片化。

电装选择与一家中国台湾芯片制造商的本地部门合作,而其四家国内同行也在投资自己的生产工厂。

从电动汽车、空调,到数据中心服务器和工厂机器人,都需要功率芯片。根据世界半导体贸易统计数据,到2021年,该细分市场占全球5550亿美元芯片产业的近10%,预计需求将随着更广泛的半导体市场增长。东京理科大学教授、经济产业省 (METI) 顾问小组成员 Hideki Wakabayashi 表示:“它们是全球从化石燃料过渡的不可或缺的设备。”

日本芯片制造商面临的问题是,他们能否保住自己的利益市场。全球最大的功率芯片制造商德国的英飞凌科技拥有21%的全球市场份额,相当于日本前五名厂商的总和。

专家表示,日本芯片制造商规模相对较小,难以扩大生产和营销规模。日本制造商也对进行大笔投资持谨慎态度,以免他们的同行做同样的事情并导致供过于求。

专家表示,日本从2020年到2021年下降了1.2个百分点,在日本在全球市场的份额进一步下滑之前,需要进行整合,一些人已经开始行动。

Fumiaki Sato是一家精品投资银行公司Sangyo Sosei Advisory的联合创始人,旨在建立一家芯片代工厂,为所有日本功率芯片制造商提供制造服务。美林日本前副董事长佐藤表示,这个想法是创建一个与全球最大的芯片制造商台积电 (TSMC) 相当的功率半导体制造商。

“每家公司都对自己的生产能力进行投资。如果他们需要更多,他们可以来找我们,”佐藤告诉日经亚洲。他说,建造一个芯片工厂的成本高达1000亿日元(7.65亿美元)。“公司认为即便是在需求普遍预计将增长的时候,这也是一项冒险的事业。供应过剩的风险总是存在的。”

佐藤正在考虑从美国安森美半导体(Onsemi)手中收购位于日本中部新泻的一家旧芯片工厂,他的举措去年获得了METI的补贴。但到目前为止,该计划尚未推进。

阻碍产能扩张的一个因素是功率半导体本身的性质。它们专为处理高压设备而设计,通常是根据个别产品规格制造的,而不是批量生产的。

但富士通半导体业务前负责人MasaoTaguchi表示,随着电动汽车开始大规模生产,该产业可能会发生根本性转变,从而引发对更便宜的标准化芯片的需求。“功率半导体可能会变得更加标准化,从而使能够扩大生产规模的公司主导市场,”他说。“这就是DRAM市场发生的情况,”他补充说,他指的是日本芯片制造商在存储芯片市场上输给了韩国竞争对手。

德国的英飞凌在规模竞争中遥遥领先。它经营着两家大型300毫米晶圆制造厂,一家在德累斯顿,另一家在奥地利的维拉赫。电装的工厂要到明年上半年才能投入使用。

东芝正在建设两个300mm工厂,一个计划在本财年投入使用,另一个计划在2024财年投入使用。三菱电机将在2024财年开始批量生产300毫米晶圆。

丰田和本田的主要供应商富士电机表示并不会追逐市场份额,而是会严格控制其资本投资。富士电机表示,他们正准备建设一个300毫米的工厂,但拒绝说明详细的时间规划。

METI于4月14日再次召开半导体产业战略小组会议,讨论加强功率半导体产业战略等。METI IT产业部门主管KazumiNishikawa表示,预计对此类半导体的需求将快速增长并且可能会供不应求。METI最近向日本芯片制造商提供补贴,以帮助他们升级老化的工厂,但 Nishikawa 表示,这是短期解决方案,而不是长期解决方案。“作为功率半导体的顶级生产国,日本也对世界其他地区的供应负有责任,”他说,“一旦通过一项加强国家经济安全的法案,政府预计将制定对该产业的具体支持措施。这些措施预计将成为明年预算的一部分。”

去年,METI帮助说服台积电在日本南部熊本建立芯片工厂取得了胜利,但该部表示还有更多工作要做。“我们已经成功地走到了起跑线上,”西川在谈到台积电的交易时说,“芯片产业进步很快,停下你的努力,你就会落后。”

半导体产业最大的任务之一将是解决日本的keiretsu系统,在该系统中,公司形成紧密的联系,并更多地专注于为彼此服务而不是注重更广泛的市场。打破这一体系将是重组日本分散的芯片产业的关键。

富士通前高管田口认为,东芝是创建世界第二大闪存制造商铠侠的领导者。“东芝在全球范围内具有很高的知名度。它可以成为日本半导体产业的集结点,”他说。

东京理科大学教授、METI战略小组成员若林也强调了在全球范围内具有竞争力的重要性。

“功率半导体的主要客户很可能是全球汽车供应商,例如电装、博世和大陆,”若林说。“电装保持着良好的战斗力,但其他客户都是欧洲的企业。”

想了解更多半导体产业前沿洞见、技术速递、趋势解析,欢迎关注微信公众号:半导体产业纵横(ID:ICViews)。

全球半导体产业 1950s 起源于美国,于 1970s-1980s 完成了第一次由美国到日本的产业转移。在产业转移期间日本由政府牵头,企业和研究机构共同协力取得了巨大的技术成果。日本最厉害的产业就是DRAM(Dynamic RandomAccess Memory,动态随机存入存储器)凭借高性价比,迅速占领市场。1989 年日本芯片在全球的市场占有率达 53%,次年日本已占据全球存储芯片超过 50%的市场份额,在全球十大半导体企业中占据了六个席位,这其中的大厂我们都听说或者使用过,比如NEC、东芝、富士通、三菱、日立等等。

到了2000左右,日本半导体产业正式走向衰落,许多半导体企业合并或者破产重组。总的来讲日本的半导体发展经历了三个阶段,发展阶段(1970s)、全盛阶段(1980s)、凋落阶段(1990s)、转型阶段(2000s)四个阶段,此后阵地开始转向韩国和台湾等地,也就是目前我们看到的半导体企业主力三星、LG大厂以及现在的联发科。

Intel凭借雄厚的实力,量产第一颗DRAM时,产品的可靠度并不高,虽然如此Intel还是坐实了DRAM龙头的位置。PC市场的扩大撬动了DRAM存储器需求膨胀的大门,整个市场都在等待着更高质量、高性能DRAM存储器的出现。当日本杀入这一产业后,巨大的变化发生了。

1980年代初,日本DRAM产品可靠性已超越美国,80 年代日本取代美国成为DRAM主要供应国,在世界市场上的份额为80%,以世界最高质量著称,被称为“产业中枢”。

在很长一段时间,全球半导体企业排名前三位都是由NEC、东芝和日立包揽,并一度拥有DRAM行业90%的市场份额。当时涉及DRAM的美国公司,除了TI和美光外,其他厂商都基本被日本打得找不着北,而此时的Intel也不仅没了威风也被迫转向了技术要求更高的微处理器。

然而在2000年,它却不得不黯然退出半导体市场。仅存的一家NEC和日立的DRAM合资企业尔必达,虽然其技术实力优于三星,但它还是在2012年2月破产,被美光并购。

日本政府在1976-1979年组织了一次著名的官产研相结合的超大规模集成电路的共同组合技术创新行动,这为日本拿下半导体领域的地位奠定基础。集成电路对微电子技术的发展来说十分关键, 通常被称为高技术工业的粮食。

由日本通产省出面组织, 以富士通、日立、三菱、日本电气、东芝五大公司为骨干, 联合日本工业技术研究院电子综合研究所和计算机综合研究所, 投资 720 亿日元共同实施了超大规模集成电路 ( VLSI) 项目。VLSI 研发联合体组织架构图。

在日本开放市场之前,日本的半导体公司和计算机公司就面临着美国竞争对手打价格而抢占市场的进攻, 并陷入亏损的危机。一旦市场开放, 这类竞争对日本半导体无疑是雪上加霜。

– 美国IBM 公司正研发具有高性能、小体积特点的计算机系统——Future System

日本的计算机厂商在国内市场的份额从 1970 年的60% 下降为 1974 年的 48% , 而 IBM 却占据了日本计算机市场 40% 的份额。IBM 对日本整个计算机行业的生存造成巨大的威胁。

VLSI项目实行了四年,取得了大约1000多项专利,成果显著。1980 年, 64K集成电路研制成功, 比美国早了半年;日本电气通信研究所研制成256K 动态存储器,比美国早两年。

1986 年, 日本的半导体产品占世界市场的 45% , 成为世界最大的半导体生产国。1989 年, 日本公司占据了世界存储芯片市场53% 的份额, 而美国仅占 37%

– 1990年,全球10大半导体公司中有日本占6家,NEC、东芝及日立高居前3大半导体公司,英特尔仅居全球第4,三星尚未能进入前10排行榜

– 1995年,全球10大半导体公司中有日本占4家,英特尔跃升为全球半导体公司龙头,NEC、东芝及日立退居2、3、4名,三星电子及现代电子挤进前10排行榜

– 2000年,仅有NEC、东芝及日立进入全球10大半导体排行榜,三星电子仅落在东芝及NEC之后排名第4,英特尔仍居全球第一

THE END
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