日本集成电路(芯片)产业发展简史,曾异军突起超越美国

作为半导体技术发源地,自杰克基尔比(Jack Kilby)1958 年发明第一块集成电路以来,美国始终引领技术发展,是全球当之无愧的半导体老大。受惠于美国的支持,日本早在上世纪 60 年代便开始发展半导体产业,经历了由小到大,由弱到强的发展历程。伴随着技术创新和升级,日本在 80 年代进入了集成电路发展高峰,一度超越美国,成为全球第一半导体生产大国。

一、日本 VLSI 计划:超大规模集成电路计划

在 VLSI 计划实施前,日本的集成电路行业已经有了一定的基础。作为冷战时期美国抵御苏联影响的桥头堡,日本的集成电路发展得到了美国的支持。早在 1963 年,NEC(启和科技)便获得了启和科技的技术授权,而日本政府则要求日本电气将其技术于日本其他厂商分享。以此为起点,日本电气、三菱、夏普、京都电气都进入了集成电路行业。

20 世纪 70 年代,在美国施压下,日本被迫开放其半导体和集成电路市场,而同期 IBM 正在研发高性能、微型化的计算机系统。1974 年 6 月日本电子工业振兴协会向日本通产省提出了由政府、产业及研究机构共同开发“超大规模集成电路”的设想,1976 ~ 1979年,日本政府组织了联合攻关计划,即 VLSI 计划。四年间取得上千件专利,大幅提升了日本的集成电路水平,为日本 20 世纪 80 年代的集成电路竞争铺平了道路。

在实施 VLSI 计划后,1986 年日本半导体产品已占世界市场的 45%,超越美国成为全球第一半导体生产大国。1989 年,在存储芯片领域,日本企业的市场份额已达 53%,而美国为 37%。在日本企业的巅峰时期,日本电气、东芝和日立三家企业排名 RAM(动态随机存储器)领域的全球前三,其市场份额甚至超过 90%,而美国德州仪器(TI)和美光(Micron)则苦苦支撑。1990年日本半导体市场销售额为 1.3 亿美元,占世界市场销售总额的 37.4%,居首位,成为世界最大的半导体生产国。当时全球十大半导体公司中,日本占六家,NEC、东芝及日立高居前三大半导体公司,英特尔仅居全球第四,三星尚未能进入前十。

政府主导的私营公司间的合作研究,以及其对产业技术的贡献,是 VLSI 计划的鲜明特征。VLSI 计划的成功,开创了政府支持产业技术研究发展的新模式。1984 年美国国会报告把日本 RAM 在国际市场的成功直接归为 VLSI 计划,日本学者也认为“该计划帮助日本公司在迅速扩张的 VLSI 芯片市场上占得先机。

二、衰落 & 转型

进入 20 世纪 90 年代,在 Intel 向技术更高的微处理器的战略转型、三星的逆周期投资、台积电的垂直分工竞争中,日本的半导体行业在国际竞争中受到越来越大的挑战。

曾几何时,日本是全球半导体存储,特别是 DRAM 的领导者,目前已被韩国和美国的存储产品彻底压制,其在行业市场发声渐微,退出第一阵营。在集成电路 Fabless 和 IDM 企业当中,日本厂商的影响力越来越小,也只有东芝、索尼和瑞萨还在支撑,但排名已经比较靠后。而日本曾经引以为豪的显示面板业务,特别是昔日的行业霸主夏普,已经没有多少市场份额,几乎要靠卖相专利维生。

在此背景下集成电路,大规模的业务重组和整合、专注细分市场成为了日本企业的应对策略。例如,日本电气和日立将各自的存储器业务剥离,整合成立了尔必达;三菱电机和日立合资成立瑞萨科技。

总的来看,日本企业的产品重心转向了系统级芯片市场。一方面,由于数字产品的普及和繁荣,系统级芯片市场广阔;另一方面,日本企业转向汽车电子等领域的系统级芯片市场,也可以与日本在汽车等领域的制造优势协调发展。在此过程中集成电路,以三菱电机为代表的日本企业在全球绝缘栅双极型晶体管厂商中占据了优势,索尼在 CMOS 图像传感器领域占据了高端市场,信越化学等企业在硅晶圆、光刻胶、键合引线、模压树脂等半导体材料市场中占据绝对优势。


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