馮昭奎:日本芯片業發展之路帶來的啟示
2026-03-28 10:52:49
日本作為20世紀崛起的世界電子產品大國,其在芯片和半導體領域與美國經曆了蜜月期、打壓期和複興期。通過對這一曆程不同階段的分析,我們可以從中得出不少值得借鑒的東西。
作為日本的同盟國,美國在20世紀50年代對向日本轉移先進技術十分積極,在此背景下,日立、東芝等紛紛從美國引進晶體管技術,其中一家當初隻有七八名員工的小公司“東京通信研究所”(1958年更名為“索尼”)也從通產省爭到外彙指標從美國引進了晶體管技術,並在1955年nian研yan製zhi出chu晶jing體ti管guan收shou音yin機ji。這zhe種zhong比bi真zhen空kong管guan收shou音yin機ji耗hao電dian少shao又you便bian攜xie的de半ban導dao體ti收shou音yin機ji一yi上shang市shi,便bian十shi分fen暢chang銷xiao。而er為wei滿man足zu市shi場chang旺wang盛sheng需xu求qiu,大da量liang生sheng產chan半ban導dao體ti收shou音yin機ji等deng電dian子zi消xiao費fei品pin,反fan過guo來lai帶dai動dong了le作zuo為wei“中間品”——晶體管的大量生產。1960年日本晶體管年產量突破1億個,連續第二年超過美國。
與(yu)日(ri)本(ben)企(qi)業(ye)利(li)用(yong)晶(jing)體(ti)管(guan)製(zhi)造(zao)大(da)眾(zhong)化(hua)消(xiao)費(fei)品(pin)相(xiang)比(bi),美(mei)國(guo)半(ban)導(dao)體(ti)企(qi)業(ye)主(zhu)要(yao)為(wei)軍(jun)品(pin)提(ti)供(gong)所(suo)需(xu)的(de)晶(jing)體(ti)管(guan)。然(ran)而(er),對(dui)晶(jing)體(ti)管(guan)的(de)軍(jun)用(yong)需(xu)求(qiu)量(liang)遠(yuan)遠(yuan)趕(gan)不(bu)上(shang)民(min)用(yong)需(xu)求(qiu)量(liang)。作(zuo)為(wei)大(da)眾(zhong)化(hua)消(xiao)費(fei)品(pin),擁(yong)有(you)海(hai)量(liang)市(shi)場(chang)的(de)收(shou)音(yin)機(ji)等(deng)民(min)用(yong)電(dian)子(zi)消(xiao)費(fei)品(pin),對(dui)晶(jing)體(ti)管(guan)產(chan)業(ye)的(de)推(tui)動(dong)作(zuo)用(yong)顯(xian)然(ran)大(da)大(da)超(chao)過(guo)軍(jun)需(xu)的(de)推(tui)動(dong)作(zuo)用(yong),這(zhe)是(shi)日(ri)本(ben)晶(jing)體(ti)管(guan)產(chan)量(liang)迅(xun)速(su)超(chao)美(mei)的(de)最(zui)重(zhong)要(yao)原(yuan)因(yin)。
到20世紀50年代末,美國為了軍事需要研製成功集成電路(IC,常稱為“芯片”),日本半導體企業又對美國的IC技術展開了新一輪窮追猛趕。有了趕超美國晶體管技術的經驗,日本人更加認識到新技術的發展前途是“用”出來的,IC與晶體管一樣,都不是直接麵向市場的大眾消費產品,因此迫切需要找到可間接“用”IC,來製造為消費者大眾所直接使用的最終產品,而且這種產品應擁有極大的市場需要。
1972年卡西歐公司推出世界上第一款使用芯片的個人用計算器,上市後立即成為搶手貨,掀起了計算機大眾化、“個人用品化”潮(chao)流(liu)。計(ji)算(suan)器(qi)在(zai)日(ri)本(ben)受(shou)歡(huan)迎(ying)程(cheng)度(du)大(da)於(yu)其(qi)他(ta)國(guo)家(jia),這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)日(ri)本(ben)廣(guang)大(da)家(jia)庭(ting)主(zhu)婦(fu)習(xi)慣(guan)於(yu)細(xi)心(xin)記(ji)錄(lu)家(jia)計(ji)收(shou)支(zhi),而(er)計(ji)算(suan)器(qi)成(cheng)了(le)便(bian)於(yu)隨(sui)身(shen)攜(xie)帶(dai)的(de)記(ji)賬(zhang)工(gong)具(ju)。隨(sui)著(zhe)日(ri)本(ben)電(dian)子(zi)企(qi)業(ye)紛(fen)紛(fen)進(jin)入(ru)計(ji)算(suan)器(qi)這(zhe)個(ge)大(da)眾(zhong)化(hua)、個人化的新產品領域,引起了對IC芯片的旺盛需求,有力地推動了日本芯片產業的躍進。
自1976年至1980年,由通產省電子技術綜合研究所牽頭,組織日本最大的五家計算機公司富士通、日本電氣、日立、東芝和三菱電機結成了“超大規模集成電路(VLSI)技術研究組合”。這個“組合”最終實現了突破1微米加工精度大關的目標,在1980年研製成功用途極廣的VLSI——256K存儲器DRAM,比美國早了兩年。
到1987年日本在全球DRAM市場的占比高達80%,全球前十名芯片製造商中有六家是日本企業,可以說日本得意一時,實現了“半導體奪冠夢”。不過,日本在主流產品DRAM領域雖然表現很出色,但在微處理器這種更高級的芯片方麵,優勢仍被美國牢牢掌握,這表明美國的強項在於複雜的新產品設計和研發,日本人則在工藝和生產技術方麵表現出色。
從技術上看,芯片產業包括:製造芯片的產業、zhizaoxinpiangongyisuoxudeshengchanshebeichanyehezhizaoxinpiangongyisuoxudeguidanjingdenggezhongcailiaodechanye,qizhonghouliangzhexiangdangyuzhizaoxinpianchanyedeliangyi,meiyouliangyidezhicheng,zhizaoxinpianchanyeshihennantengfeide。
在上述“VLSI技術研究組合”開始活動時,日本芯片工業主要依靠從美國、西歐進口生產設備。隨著研究活動的開展,“組合”日益轉向使用國產設備和材料。這體現了一種戰略思想,即以開發“超大規模集成電路”為契機,大力推進芯片生產設備和芯片材料產業的發展、使日本芯片產業迅速轉變為依靠國產設備和材料的獨立自主產業部門。
日ri本ben在zai包bao括kuo晶jing體ti管guan和he芯xin片pian的de半ban導dao體ti技ji術shu領ling域yu對dui美mei國guo的de成cheng功gong趕gan超chao,給gei美mei國guo半ban導dao體ti產chan業ye帶dai來lai了le巨ju大da的de競jing爭zheng壓ya力li。在zai這zhe種zhong背bei景jing下xia,美mei國guo開kai始shi動dong了le“歪點子”。1985年美國就日本電子產品的傾銷發起301條款起訴,同年由美國一手導演的“廣場協議”導致日元大幅度升值。在美國強力施壓之下,日美兩國於1986年簽訂了《日美半導體保證協定》,該協定的實施意味著日本DRAM廠商被完全置於美日政府的監視之下。
在此之後,通過上述的限製,1993年美國憑借其附加價值比存儲器芯片要高出10倍的微處理器(CPU)jishu,congfazhanqushishangyadaoriben,zaibandaotishichangzhanyoulvfangmianzhongxinduoguan。lingyifangmian,hanguodengyazhouguojiahediqucaiyongjiyinjinjishuyouwarencaidefazhanmoshi,shiribenbandaotichanyexianrule“前門有虎(美國的CPU),後門有狼(韓國的DRAM)”的境地。事實上,韓國的芯片產業得到美國給予大力的市場支持,因此無論是“虎”還是“狼”,身後都是美國。
congzheyilishiguochengkeyikanchu,meiguodexinggejiushibunengrongrenbieguozaijishushangchaoguota,jibianshitongmengguoyehaobuliuqing。raner,zaimeiguodedayamianqian,suiranribenzhengfujushuangshoufuruan,ribenqiyequemeiyouzaijishushangtoujiang。
日本在世界芯片市場上的占有率一路下滑,從超過一半下跌到不到一成,主要原因就是輸掉了DRAM、CPU這兩個具有海量市場的通用芯片的國際競爭,然而,如今日本半導體企業致力於發展可望在本世紀20年代成長為主流產品的芯片,並已經用於自動駕駛係統和自動駕駛汽車的芯片(如MCU)、物聯網相關芯片(如MCU、SOC)、機器人芯片等領域,在世界市場上奪得領先地位。
特別是從半導體全產業鏈來看,日本在14種半導體重要材料方麵均占有50%以上份額,是全球最大的半導體材料輸出國,日本矽晶圓廠商占全球矽晶圓市場的53%,占全球200至300毫米大尺寸矽晶圓市場的70%以上。在2018年全球前15名半導體生產設備廠商中,日本占據7家,而美國和歐洲分別為4家和3家。對於半導體產業來說,材料是基礎,設備是關鍵,在材料優勢和設備優勢這“兩翼”支持下,日本半導體產業還有複興的希望。因此,可以說日本半導體發展找到了一條新路。
(作者是中國社科院榮譽學部委員、中國中日關係史學會顧問)
來源:環球時報
編輯:楊凱
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