日本發(fā)布新的半導體戰略,“日之丸半導體”會(huì )卷土重來(lái)嗎?

發(fā)表時(shí)間:2021-12-29????文章來(lái)源:遠博志城產(chǎn)業(yè)研究中心 | 畢濤
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2021年6月,日本發(fā)布《半導體戰略》,包括國內產(chǎn)業(yè)基礎的強化與圍繞半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的國際戰略?xún)纱?/span>對策,旨在重振日本半導體產(chǎn)業(yè)。日本半導體產(chǎn)業(yè)起步早,通過(guò)國外技術(shù)的國內市場(chǎng)化“二次創(chuàng )新”,在日本經(jīng)濟大發(fā)展的時(shí)期,實(shí)現飛躍式發(fā)展,同時(shí)在國家大項目政策的推動(dòng)下,實(shí)現重點(diǎn)技術(shù)和產(chǎn)品的突破,實(shí)現“日之丸半導體”的全球引領(lǐng)角色構建。但是日美半導體摩擦、半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢的轉變、全球半導體競爭的白熱化以及日本半導體廠(chǎng)商的屬性局限讓日本半導體產(chǎn)業(yè)逐步“跌下神壇”。未來(lái),日本半導體產(chǎn)業(yè)在競爭白熱化的國際產(chǎn)業(yè)環(huán)境下重構競爭優(yōu)勢,還需在技術(shù)端找到優(yōu)勢發(fā)力點(diǎn)以及為半導體產(chǎn)業(yè)構建應用生態(tài)。


2021年6月,日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省發(fā)布《半導體戰略》,旨在重振日本半導體產(chǎn)業(yè)。該戰略提出兩大對策,一個(gè)是國內產(chǎn)業(yè)基礎的強化,主要包括前沿半導體制造技術(shù)的聯(lián)合研發(fā)以及國外半導體工廠(chǎng)的引進(jìn)、數字化投資的加速與前沿邏輯半導體的設計研發(fā)的強化、半導體技術(shù)的綠色創(chuàng )新推進(jìn)以及國內半導體生態(tài)的強化。另一個(gè)是圍繞半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的國際戰略,主要包括出口管理與技術(shù)保護、日美供應鏈及重要技術(shù)合作、日歐產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟等。


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圖:日本半導體產(chǎn)業(yè)畫(huà)像(日本經(jīng)產(chǎn)省《半導體戰略》)


這個(gè)新的半導體戰略給在競爭白熱化的全球半導體競爭下頹勢明顯的日本半導體廠(chǎng)商一劑“強心劑”,但是從日本半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的歷史來(lái)看,“日之丸半導體”卷土重來(lái),前路漫漫,道險且阻。


01


外國技術(shù)、民用市場(chǎng)以及強力政策“三駕馬車(chē)”推動(dòng)日本早期半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展

1947年美國貝爾實(shí)驗室發(fā)明晶體管后,日本業(yè)界緊隨其后,1950年開(kāi)始,以日本電氣為代表的日本企業(yè)便著(zhù)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(guò)與美國、德國等半導體廠(chǎng)商合作,通過(guò)專(zhuān)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60年代,日本各大半導體廠(chǎng)商已經(jīng)形成了與美國半導體廠(chǎng)商的合作生態(tài),包括東芝、日立、NEC、三菱等日本后來(lái)的龍頭半導體廠(chǎng)商。


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表:20 世紀60 年代日本半導體廠(chǎng)商與國外企業(yè)合作情況


美國早期的晶體管、IC的發(fā)明與應用與軍事、國防和宇宙航空密切相關(guān),而日本二戰后在美國主導下進(jìn)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(jìn)入高速發(fā)展期,國民生產(chǎn)總值增長(cháng)保持在年均10%以上,經(jīng)濟的騰飛帶動(dòng)國民收入水平加快提升,從而進(jìn)一步帶動(dòng)了收音機、電視機等民用產(chǎn)品市場(chǎng)大發(fā)展,為日本早期半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展創(chuàng )造了良好的應用生態(tài),促進(jìn)了早期半導體產(chǎn)業(yè)的大發(fā)展。民用領(lǐng)域的廣泛運用推動(dòng)日本半導體量產(chǎn)加快,1959年,東芝晶體管工廠(chǎng)、NEC玉川工廠(chǎng)、日立武藏工廠(chǎng)等半導體量產(chǎn)線(xiàn)陸續誕生,日本逐漸成為世界最大的晶體管生產(chǎn)國。


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(kāi)始了超級LSI開(kāi)發(fā)項目,并且集結了富士通、日立、三菱、東芝、NEC、日電東芝情報系統、計算機綜合研究所等7家大企業(yè),組成聯(lián)盟,共同推進(jìn)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。日電東芝信息系統由日本電氣和東芝聯(lián)合設立,主要是負責大型計算機的銷(xiāo)售和推廣。共同研究所作為核心機構,實(shí)行“4主題6研究室”研究體制。


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圖:20 世紀70 年代日本超級LSI 開(kāi)發(fā)項目機制


為期4年的超級LSI開(kāi)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(lèi)專(zhuān)利數量達到上千件,日本半導體制造裝備的國產(chǎn)化比重從之前的20% 提升到項目結束后的70%。


在國外技術(shù)、民用市場(chǎng)和政策“三駕馬車(chē)”的推動(dòng)下,20世紀80年代,日本半導體席卷全球,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,日本國內半導體行業(yè)30 家龍頭企業(yè)的產(chǎn)值達到1兆9311億日元,超過(guò)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(chǎng)9成份額。1989年,日本半導體占據全球市場(chǎng)53%的份額,成為半導體王國,全球龍頭半導體企業(yè)都是日本廠(chǎng)商身影,特別是在DRAM領(lǐng)域,日本具有絕對的話(huà)語(yǔ)權。


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圖:1989 年全球TOP10 半導體廠(chǎng)商


02


國際競爭與趨勢脫離使日本半導體產(chǎn)業(yè)角色漸失

日本性能優(yōu)越、價(jià)格低廉的半導體大量進(jìn)入美國市場(chǎng)后,對美國的半導體產(chǎn)業(yè)造成了巨大威脅。1983年美國商務(wù)部認定,“對美國科技的挑戰主要來(lái)自日本,目前雖僅限少數的高技術(shù)領(lǐng)域,但預計將來(lái)這種挑戰將涉及更大的范圍”,“維持及保護美國的科技基礎,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(xiāo)訴訟。同時(shí)美國以日本半導體進(jìn)軍美國威脅到了美國的高科技產(chǎn)業(yè)以及防衛產(chǎn)業(yè)從而成為安保上的問(wèn)題為由給日本施壓, 1986年7月,日美簽訂第一次《日美半導體協(xié)議》,協(xié)定的主要內容包括:日本擴大外國半導體加入日本市場(chǎng)的機會(huì );為了事先防范傾銷(xiāo)行為,日本政府要監控向美國以及第三國出口半導體的價(jià)格等情況;美國政府中斷進(jìn)行中的反壟斷調查等條款。


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圖:1980-1987 年日美半導體市場(chǎng)份額占比變化


另一方面,韓國半導體也在加速崛起。1976年,韓國政府通過(guò)《電子工業(yè)育成 計劃-半導體即計算機關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)》,明確了半導體及計算機關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)的必要性、開(kāi)發(fā)品類(lèi)、工廠(chǎng)建設計劃、政府主導培育的必要性、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,政府對半導體的政策支持進(jìn)一步強化,1986年,韓國政府開(kāi)始執行《超大規模集成電路技術(shù)共同開(kāi)發(fā)計劃》,以政府為主、民間為輔,投資開(kāi)發(fā)DRAM芯片核心基礎技術(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芯片的設計。1992年,三星開(kāi)發(fā)出了64M DRAM芯片,隨后開(kāi)始向惠普、IBM等美國大型企業(yè)提供產(chǎn)品,實(shí)現了在技術(shù)和市場(chǎng)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(shí),日本半導體產(chǎn)業(yè)未能實(shí)現與半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展新趨勢的對接,進(jìn)入90年代后,半導體產(chǎn)業(yè)中心從DRAM轉向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(chǎng)商未能及時(shí)進(jìn)行戰略投資,錯失發(fā)展機遇。90年代后半期,邏輯芯片的設計、制造從垂直整合型向設計企業(yè)、制造企業(yè)的水平分離型模式轉變,而日本的電子系、通信系半導體廠(chǎng)商在業(yè)務(wù)艱難的情況下,難以對半導體業(yè)務(wù)部門(mén)進(jìn)行剝離,從而難以形成新的半導體設計、制造水平分離型模式。


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表:1989/2000/2020 年全球TOP10 半導體廠(chǎng)商


03


新趨勢新格局下日本半導體還需重新定義技術(shù)優(yōu)勢和應用生態(tài)

隨著(zhù)半導體對于新一輪數字經(jīng)濟中的發(fā)展角色凸顯,主要國家已經(jīng)將半導體發(fā)展提升至國家戰略層面,美國《2021財年國防授權法案》重視對半導體業(yè)的扶持,授權聯(lián)邦激勵措施以促進(jìn)半導體制造和研究的投資。CHIPS法案授權商務(wù)部與私營(yíng)部門(mén)合作開(kāi)發(fā)尖端芯片制造工藝,或將被授權500億美元發(fā)展芯片制造和3nm研發(fā)。歐盟《2030數字羅盤(pán)》將面向數字化(邏輯IC、HPC·量子計算機、量子通信基礎設施)投資1345億歐元。韓國發(fā)布“K半導體”戰略, 計劃到2030年成為半導體綜合強國。我國于2014年發(fā)布《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》,明確了集成電路發(fā)展路徑,也分別在2014年和2019年設立國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金。


從企業(yè)層面來(lái)看,三星電子和SK海力士分別是全球DRAM龍頭和第二大廠(chǎng),同時(shí)三星在NAND快閃內存領(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基本設計圖領(lǐng)域優(yōu)勢突出,英飛凌在功率半導體領(lǐng)域全球角色顯著(zhù),全球半導體企業(yè)格局加快形成。


反觀(guān)日本半導體,日本半導體廠(chǎng)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,缺少半導體獨立廠(chǎng)商,從而未在半導體重要領(lǐng)域形成具有“獨樹(shù)一幟”優(yōu)勢的獨立廠(chǎng)商(作為半導體獨立廠(chǎng)商上市的企業(yè)只有日立、三菱電機以及NEC的系統LSI部門(mén)重組后形成的瑞薩電子一家),同時(shí)這些半導體廠(chǎng)商也在技術(shù)和產(chǎn)品創(chuàng )新上止步不前,通過(guò)專(zhuān)利許可費的盈利模式,導致沒(méi)有重點(diǎn)領(lǐng)域構建發(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(lái)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體業(yè)務(wù)賣(mài)給美國企業(yè)。


另一方面,日本以5G、手機、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)為代表的數字經(jīng)濟發(fā)展緩慢,制約了半導體產(chǎn)業(yè)的應用市場(chǎng)拓展,也成為日本半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的掣肘。


面向未來(lái),日本新發(fā)布的《半導體戰略》只是明確了一個(gè)發(fā)展方向,日本半導體產(chǎn)業(yè)在競爭白熱化的國際產(chǎn)業(yè)環(huán)境下構建競爭優(yōu)勢,還需在技術(shù)端找到優(yōu)勢發(fā)力點(diǎn)以及為半導體產(chǎn)業(yè)構建應用生態(tài),而這些也是需要較長(cháng)時(shí)間的。



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