深度解析日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè):90年代的衰落之謎,現(xiàn)階段如何重新轉(zhuǎn)型?
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)是電子信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ),代表著當(dāng)今世界最先進(jìn)的主流技術(shù)發(fā)展。
本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/201612/342261.htm半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)于上世紀(jì)五十年代起源于美國,之后共經(jīng)歷了三次大規(guī)模產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移。
第一次是在 1970s 末期,從美國轉(zhuǎn)移到了日本,第一次轉(zhuǎn)移后日本成為世界半導(dǎo)體的中心;
第二次是上世紀(jì)八十年代末期至九十年代初,產(chǎn)業(yè)從日本轉(zhuǎn)移到了韓國、 中國臺灣和新加坡等地,形成了世界范圍內(nèi)美國、韓國、臺灣等國家和地區(qū)多頭并 立的局面。
第三次是二十一世紀(jì)以來,我國由于具備勞動力成本等多方面的優(yōu)勢, 正在承接第三次大規(guī)模的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移。
日本半導(dǎo)體企業(yè)發(fā)展階段概述日本半導(dǎo)體企業(yè)的發(fā)展依次經(jīng)歷了崛起(1970s)、鼎盛(1980s)、衰落(1990s)、轉(zhuǎn)型(2000s)四個階段。
1、崛起:1970s,VLSI 研發(fā)聯(lián)合體帶動技術(shù)創(chuàng)新
上世紀(jì) 70 世紀(jì)初,日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)整體落后美國十年以上。
70 世紀(jì)中期,日 本本土半導(dǎo)體企業(yè)受到兩件事的嚴(yán)重沖擊。
一件事是日本 1975、1976 年在美國壓 力下被迫開放其國內(nèi)計算機和半導(dǎo)體市場;另一件事是 IBM 公司開發(fā)的被稱為未來 系統(tǒng)(Future System,F(xiàn)/S)的新的高性能計算機中,采用了遠(yuǎn)超日本技術(shù)水平的一 兆的動態(tài)隨機存儲器。
1976-1979 年在政府引導(dǎo)下,日本開始實施具有里程碑意義的,超大規(guī)模集成 電路的共同組合技術(shù)創(chuàng)新行動項目(VLSI)。
該項目由日本通產(chǎn)省牽頭,以日立、 三菱、富士通、東芝、日本電氣五大公司為骨干,聯(lián)合了日本通產(chǎn)省的電氣技術(shù)實 驗室(EIL)、日本工業(yè)技術(shù)研究院電子綜合研究所和計算機綜合研究所,共投資了720 億日元,用于進(jìn)行半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)核心共性技術(shù)的突破。
VLSI 項目是日本“官產(chǎn)學(xué)”一體化的重要實踐,將五家平時互相競爭的計算 機公司以及通產(chǎn)省所屬的電子技術(shù)綜合研究所的研究人才組織到一塊進(jìn)行研究工 作,不僅集中了人才優(yōu)勢,而且促進(jìn)了平時在技術(shù)上互不通氣的計算機公司之間的 相互交流 、相互啟發(fā),推動了全國的半導(dǎo)體、集成電路技術(shù)水平的提高,為日本 半導(dǎo)體企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展提供平臺,令日本在微電子領(lǐng)域上的技術(shù)水平與美國并駕 齊驅(qū)。
項目實施的四年內(nèi)共取得了約 1000 多項專利,大幅度提升了成員企業(yè)的 VLSI制作技術(shù)水平,日本公司借此搶占了 VLSI 芯片市場的先機。
同時政府在政策方面也給予了大力支持。
日本政府于 1957 年頒布《電子工業(yè) 振興臨時措施法》,支持日本企業(yè)積極學(xué)習(xí)美國先進(jìn)技術(shù),發(fā)展本國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。1971 年、1978 年分別頒布了《特定電子工業(yè)及特定機械工業(yè)振興臨時措施法》、《特 定機械情報產(chǎn)業(yè)振興臨時措施法》,進(jìn)一步鞏固了以半導(dǎo)體為核心的日本信息產(chǎn)業(yè) 的發(fā)展。
鼎盛:1980s,依靠低價戰(zhàn)略迅速占領(lǐng)市場 該階段,日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的主要競爭力是產(chǎn)品的成本優(yōu)勢和可靠性。
日本半導(dǎo)體業(yè)的崛起以存儲器為切入口,主要是 DRAM(Dynamic RandomAccess Memory,動態(tài)隨機存取記憶體)。
到上世紀(jì) 80 年代,受益于日本汽車產(chǎn)業(yè) 和全球大型計算機市場的快速發(fā)展,DRAM 需求劇增。
而日本當(dāng)時在 DRAM 方面 已經(jīng)取得了技術(shù)領(lǐng)先,日本企業(yè)此時憑借其大規(guī)模生產(chǎn)技術(shù),取得了成本和可靠性 的優(yōu)勢,并通過低價促銷的競爭戰(zhàn)略,快速滲透美國市場,并在世界范圍內(nèi)迅速取 代美國成為 DRAM 主要供應(yīng)國。
隨著日本半導(dǎo)體的發(fā)展,世界市場快速洗牌,到1989 年日本芯片在全球的市場占有率達(dá) 53%,美國僅 37%,歐洲占 12%,韓國 1%, 其他地區(qū) 1%。
80 年代,日本半導(dǎo)體行業(yè)在國際市場上占據(jù)了絕對的優(yōu)勢地位。
截至 1990 年, 日本半導(dǎo)體企業(yè)在全球前十中占據(jù)了六位,前二十中占據(jù)十二位。日本半導(dǎo)體達(dá)到 鼎盛時期。
衰落:1990s,技術(shù)和成本優(yōu)勢喪失,市場份額迅速跌落
從微電子行業(yè)的世界技術(shù)發(fā)展趨勢來看,進(jìn)入上世紀(jì)九十年代,在美國掀起了 以 downsizing 為核心的技術(shù)革命,以 PC 為代表的新型信息通信設(shè)備快速發(fā)展,但 日本在該領(lǐng)域未有足夠準(zhǔn)備。
同時日本在 DRAM 方面的技術(shù)優(yōu)勢也逐漸喪失,成 本優(yōu)勢也被韓國、臺灣等地取代。
PC 取代大型主機成為計算機市場上的主導(dǎo)產(chǎn)品,也成為 DRAM 的主要應(yīng)用下 游。不同于大型主機對 DRAM 質(zhì)量和可靠性(可靠性保證 25 年)的高要求,PC對 DRAM 的主要訴求轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛢r。D
RAM 的技術(shù)門檻不高,韓國、臺灣等地通過 技術(shù)引進(jìn)掌握了核心技術(shù),并通過勞動力成本優(yōu)勢,很快取代日本成為了主要的供 應(yīng)商。
1998 年韓國取代日本,成為 DRAM 第一生產(chǎn)大國,全球 DRAM 產(chǎn)業(yè)中心 從日本轉(zhuǎn)移到韓國。
之后,韓國一面繼續(xù)維持 DRAM 的生產(chǎn)大國地位,一面開發(fā) 用于數(shù)字電視、移動電話等的 SOC,雙頭并進(jìn);而臺灣通過不斷增加投資,建成了 世界一流的硅代工公司——臺積電和聯(lián)電,開發(fā)了一種新的半導(dǎo)體制作模式,同時 積極研發(fā),在部分尖端技術(shù)上已經(jīng)可以與日本齊頭并進(jìn)。
該階段,日本半導(dǎo)體產(chǎn)品品種較為單一(過于集中在 DRAM 上),產(chǎn)品附加值 低;同時未跟上世界技術(shù)潮流,日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在該階段受到重創(chuàng)。截止 2000 年, 日本 DRAM 份額已跌至不足 10%。
轉(zhuǎn)型:2000s,合并整合與轉(zhuǎn)型 SOC
為挽回半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的頹敗之勢,日本半導(dǎo)體企業(yè)首先進(jìn)行了結(jié)構(gòu)性改革。除Elpida 外所有其他的日本半導(dǎo)體制造商均從通用 DRAM 領(lǐng)域中退出,將資源集中到 了具有高附加值的系統(tǒng)集成芯片等領(lǐng)域。
2000 年 NEC、日立的 DRAM 部門合并, 成立 Elpida,東芝于 2002 年賣掉了設(shè)在美國的工廠,2003 年 Elpida 合并了三菱電 機的記憶體部門。
但 Elpida 于 2012 年宣告破產(chǎn),2013 年被美光購并,標(biāo)志著日本 在 DRAM 的競爭中徹底被淘汰。
另一方面,日本重新開啟了三個較大型的“產(chǎn)官學(xué)”項目——MIRAI、ASUKA和 HALCA。三個項目都于 2001 年開啟,以產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所的世界級超凈室 (SCR)作為研發(fā)室,“ASUKA”項目由 NEC、日立、東芝等 13 家半導(dǎo)體廠家共 同出資 700 億日元,時間為 2001-2005,主要研制電路線寬為 65 納米的半導(dǎo)體制造
目前世界半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)進(jìn)入到寡頭時代,競爭格局相對穩(wěn)定。盡管日本企業(yè)在半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)份額日益減少,但在半導(dǎo)體的一些其他細(xì)分行業(yè)以及半導(dǎo)體材料領(lǐng)域, 日本企業(yè)仍保持著優(yōu)勢地位。
DRAM 領(lǐng)域主要的生產(chǎn)商是三星、Hynix 和 Micron(包括收購的原日本 Elpida);NAND 領(lǐng)域是東芝(與 Sandisk 合資的四日市工廠), 三星和 Micron;半導(dǎo)體制造設(shè)備是 TEL,Screen,日立高科等;半導(dǎo)體材料是 JSR,TOK,信越等;晶圓有信越,SUMCO 等。
日本半導(dǎo)體材料行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
生產(chǎn)半導(dǎo)體芯片需要 19 種必須的材料,缺一不可,且大多數(shù)材料具備極高的 技術(shù)壁壘,因此半導(dǎo)體材料企業(yè)在半導(dǎo)體行業(yè)中占據(jù)著至關(guān)重要的地位。
而日本企 業(yè)在硅晶圓、合成半導(dǎo)體晶圓、光罩、光刻膠、藥業(yè)、靶材料、保護涂膜、引線架、 陶瓷板、塑料板、TAB、COF、焊線、封裝材料等 14 中重要材料方面均占有 50%及以上的份額,日本半導(dǎo)體材料行業(yè)在全球范圍內(nèi)長期保持著絕對優(yōu)勢。
作為全球最大的半導(dǎo)體材料生產(chǎn)國,2014 年日本國內(nèi)的半導(dǎo)體材料消費占 22%, 日本同時也是全球最主要的半導(dǎo)體材料輸出國。
大部分半導(dǎo)體材料出口到了亞太地 區(qū)的其他國家。目前雖然半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)開始了第三次轉(zhuǎn)移,逐步轉(zhuǎn)移到以中國為主的 更具備生產(chǎn)優(yōu)勢的地區(qū),但是我國目前配套半導(dǎo)體材料生產(chǎn)能力有待提升。
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