极简史｜失去三十年，日本芯片产业难再封神

极派Daily 原创作者 | 冯白
编辑 | 栾鹤
     上世纪90年代初，海湾战争期间，美国对伊拉克实施了全方位的精准打击，被媒体称为“硅对钢的胜利”。
    索尼创始人胜田昭夫曾公开宣称：“如果没有日本的芯片，美国就打不赢这场战争。”日本芯片产业的“江湖地位”可见一斑。
    30多年前，日本经济快速发展，占据了全球第二大经济体的位置。日本芯片产业随之迅速崛起。
    1986年，世界芯片产业销售额居前三位的分别是日本电气公司、东芝和日立。昔日芯片霸主英特尔在日本厂商的价格打压下，一度深陷财务危机。
    芯片之争就如同一场没有硝烟的战争，时光荏苒，曾冠绝群雄的日本，现在却已然落伍。
    据IC Insights公布的2021年全球前15大半导体公司最新数据，只有一家日本厂商入围。日本在全球芯片制造领域的份额已从50%降至10%。日本经产省在今年年初发布的文件中甚至担心，到2030年，日本在全球芯片行业的份额可能将下降为零。
    30年间，这样的巨大落差显然难以让人接受。今年6月，日本宣布确立以扩大国内产能为目标的半导体数字产业战略，试图卷土重来。
    造成日本失去半导体行业霸主地位的原因有很多，本文将从内外部因素进行归纳，在日本半导体行业兴衰发展中，窥探其经验与教训。

01

外因：美国打压，伤其皮肉

    上世纪四五十年代，美国研发出晶体管和集成电路等技术，成为现代半导体产业的开端。之后，冷战格局下，美国对日本全面开放半导体技术。日本举全国之力大搞半导体产业，除了政策引导扶持外，还投入大量资本以推动行业发展。1960年，日本的晶体管产量突破1亿，并且连续两年领先美国。
    但在后续的集成电路技术发展中，就没那么顺利。直到70年代，电子计算器这一新产品的出现才极大促成了日本集成电路技术发展。在80年代，在日本政府牵头下，富士通、NEC、日立、东芝和三菱电机组成了“超大规模集成电路技术研究组合”，瞄准的恰是美国企业。
    而那时的日本还没被美国视为“眼中钉”，部分原因在于两国利用半导体所从事的领域和方向是截然不同的。日本是利用晶体管生产消费品，而美国则主要用于军事产品。

    “国家正规军”的力量自然是庞大的，日本在80年代一度对美国半导体公司构成了威胁，两国间因半导体而起的摩擦日益升级。除了在技术上有所限制外，美国还尝试通过贸易战迫使日本吐出所吞占的市场份额。
    1986年，正是在1985年日本在半导体市场占有率超过美国位居全球第一的次年，美日签署了《美日半导体协议》。按协议内容，日本需向美国开放半导体市场。
     而1985年，欧美国家和日本达成《广场协议》，使日元迅速升值，给日本半导体产品出口带来了极大困扰。随后1987年，美国还对从日本进口的3亿美元芯片征收100%惩罚关税。
     美国的一系列雷霆打击，使日本的集成电路技术发展受到相当大的影响，但这并不成为日本半导体行业持续衰落的主要原因。
     内因：无法顺应变革趋势，动其筋骨
     他国政策打压虽有影响，但衰败的根本性原因还在于日本的技术策略。
     《失去的制造业：日本制造业的败北》一书作者汤之上隆便认为，将日本的衰落归咎为他国干扰这一解释是苍白无力的，他认为问题内因应更多从自身寻找。
     而汤之上隆也给出他作为“半导体技术人员”视角总结出日本制造业几大教训，其中便提到“过度依赖匠人精神与手工艺者的技艺，而忽视了产品的标准化和通用化，严重缺乏低成本量产能力”。
     有必要提及一点是，上世纪80年代，日本能够在全球半导体市场称霸武林的关键是凭借技术含量较低的业务，但高端芯片业务如计算机处理器等技术都在美国。
     当时全世界都在怀疑美国半导体技术是否落后于日本，日本政客的反应不是乘胜追击，恶补技术短板，而是自鸣得意地觉得自己可以与美国相抗衡。
     事实上，上世纪90年代，在美国对日本施行政策打压之后几年内，日本芯片产业并未伤及筋骨。据IC Insights数据显示，在1990年，日本的IC市场份额（不包括标准工艺制造公司）高达90%。在全球前十大半导体制造商榜单上，日本企业依旧占据了半壁江山。虽然美国在核心技术上对日本有所限制，但日本在储存器（以下缩写为“DRAM”）领域取得了突破。日本生产的DRAM经久耐用，在大型计算机市场广受欢迎。
    随后，计算机市场开始了更新换代，个人计算机取代大型计算机成为了主要市场。与之相伴的是，DRAM的主要消费场景也从大型计算机转向了个人计算机。
    然而彼时的日本，并没有敏锐地察觉出市场的走向，依旧将重心放在适用于大型计算机的“高质量”的DRAM技术上。
    正如日本作者西村吉雄在其著作《日本电子产业兴衰录》中所描述的，“同样是生产64M的存储芯片，日企用1.5倍于韩企的工序，换来了98%的良率。但问题是，三星虽然只有83%的良率，但其芯片吞吐量是日企的2倍，反而能在单位时间里生产更多的合格芯片。”
    毕竟个人计算机最主要的诉求是“低价格”，对于质量要求并不极致。这也为不久后日本被生产低价DRAM的韩国和中国台湾等企业夺走市场埋下了隐患。
    从下图日本在全球的DRAM市场占有率可看出，日本是如何节节败退，以致在20世纪末被新起之秀韩国三星所超越。

    不同国家及地区DRAM市场占有率的变化
    来源：《失去的制造业：日本制造业的败北》
    错失全球分工机遇，“匠人精神”成为桎梏
    随着微细加工技术的进步，芯片制造成本日益提高。全球集成电路产业结构也在发生变化，各大企业纷纷开始从原先垂直整合模式（IDM）转向垂直分工模式，从而提高运作效率。
    然而，日本不为所动，固守着自上世纪70年代便沿用的IDM模式，企业大包大揽，将设计、制造、测试、封装各个环节都一手包办。
    在钱纲所著的《芯片改变世界》一书中，提到芯片的产业结构有过三次变革。第一次为20世纪70年代，“以生产导向的初级阶段”，即设计、生产、测试、封装都由一家企业完成；第二次为20世纪80年代，“客户导向的阶段”，芯片的设计与制造开始分离，出现了单纯的芯片设计公司（Fabless）；第三次为20世纪90年代，“高度分工的专业化阶段”开启。
    在第二次产业变革中，设计由专业的半导体企业负责，剩余环节都被分发出去给代工厂和封测厂。台积电抓住了历史机遇，并迎来了属于自己的时代。
   据统计，在1994年-2005年期间，专业化芯片设计公司数量增加了4倍，其营业收入增加了40倍，年均增长率超过22%，远远高于整个半导体产业的平均8%以及IDM模式的平均7%的水平。
    日本则显然错过了那个风口期，秉持“匠工精神”的日本没有及时对产业格局变化有所动作。对于当时的日本企业来说，“高超技艺”和“高质量”在他们眼中比“高利润”和“高效率”更为重要，而这本就是一个此消彼长的选择，既然选择了自己一应承揽所有环节，那自然无法平衡利润问题。

    与此同时，半导体行业水平分工模式在全球范围内迅速发展，比IDM模式更为高效的分工模式逐渐占据市场份额。墨守成规的日本企业因坚持IDM模式，面临着利润不断挤压的风险。
    直到2011年，日本大地震，本土半导体厂商大多受灾情影响停产，一直坚持IDM模式的日本企业损失惨重。此后，日本半导体企业才开始有所动作。
     当时日本最大的半导体公司东芝，率先向Fabless转型。而瑞萨电子（由日立、三菱和NEC合并而成的半导体制造商）则更是大刀阔斧，将国内19座工厂直接削减至7家。但此时距离垂直分化模式出现，已经过去了二十年。
    最近十年，继个人电脑之后，智能手机成为新一代的“吞芯兽”。而手机芯片的参与者中，难以窥探到日本企业的身影，当日盛况早已如黄粱一梦。
     从英特尔、日本电气公司、东芝再到三星，芯片巨头你方唱罢我登场。过客匆匆，芯片产业的飞速变革不断让昨日霸主体验“至暗时刻”。然而，总有创新者之光，照亮前程。

参考内容：
     [1]陈芳 董瑞丰.“芯”想事成：中国芯片产业的博弈与突围[M]人民邮电出版社.2018.
    [2]汤之上隆.失去的制造业：日本制造业的败北[M]机械工业出版社.2015.
    [3]西村吉雄.日本电子产业兴衰录[M]人民邮电出版社.2016.
    [4]钱纲.芯片改变世界[M]机械工业出版社.2019.
    [5]冯昭奎(2018).日本半导体产业发展的赶超与创新——兼谈对加快中国芯片技术发展的思考. 日本学刊.
    [6]冯昭奎(2019-07-03).日本芯片业发展之路带来的启示.环球时报.
    [7]宇文(2002-12-23).日本芯片产业抗争逆境.中国计算机报.
    [8]廖榛(2009).日本芯片10年惨淡经营 产业复苏前夕仍难合力脱困. IT时代周刊.
    [9]那什(2021-08-24).日本芯片产业的前车之鉴.人民邮电.
    [10]张玉来(2012).模式困境与日本半导体产业的战略转型. 日本研究.
   *题图及配图来源于pexels。*免责声明：在任何情况下，本文中的信息或所表述的意见，均不构成对任何人的投资建议。