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日韩中的半导体“三国杀”

2018-05-06 09:35 | 未知 |
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日本在上世纪五十年代做了两件事,一个是在通商产业省(相当于中国的工信部)底下设立了工业技术院,完全由财政拨付经费,负责推动日本整体产业技术的发展;另一个是颁布了电子工业振兴临时措置法(电振法57-71年),外资进入日本,以本国市场,同时引导日本企业向电子行业进军。

其实那时候日本的晶体管产业已经发展的相当红火。1953年,SONY(当时还叫日本东京通信工业株式会社)的创始人盛田昭夫耗资2.5万美元从美国西屋电气引进了晶体管技术后,用了三年时间研发推出了袖珍收音机。

日韩中的半导体“三国杀”

在此之后,随着规模化生产,日本的晶体管价格明显下降。1953年SONY试制晶体管时一颗还要11美元,到1958年已经降到0.5美元。到了1959年,包括SONY、NEC、三洋、东芝在内的日本企业一年生产了8650万颗晶体管,这一规模已经超过了技术的发源地美国。

1959年2月,美国仪器(TI)的工程师杰克基尔比制作了世界上第一块集成电,他也因此在2000年获得了诺贝尔物理学。以西屋电气(Westing house)为代表的美国企业向世界宣布:“晶体管时代已经过去,以集成电为代表的半导体技术才是未来的主流。”

因此,虽然晶体管的产业规模做到了世界第一,虽然在部门的技术援助下,日本NEC公司也在1958年推出了第一台完全国产化的晶体管计算机NEAC-2201,但当日本骄傲的把它运到巴黎万国博览会上进行展出时,却发现这个产品已经out了。

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不过,NEC取得这一技术授权之后并没能独享,日本要求它将其给日本的其他企业。尽管NEC有一百个不情愿,但由于自己的技术研发还要仰仗的投入,因此也只能遵命行事。三菱、京都电气等公司趁此机会快速切入,日本的半导体产业正式起航。

第一个是“明目张胆”的贸易。60年代初,仪器看到日本电子产业的蓬勃发展,想要设立独资子公司分一杯羹,却在日本那里吃了闭门羹。经过四年的软磨硬泡,通产省终于松了口,却提出了极为苛刻的条件——拿核心技术来换市场。

日本要求仪器先和索尼设立股权对半分的合资公司——凡是仪器独资子公司销售的产品,在合资公司里也必须有。其次,要在三年内向日方公开与产品相关的所有技术专利。最后,仪器独资公司的产品在日本市场的占有率不得高于10%。

第二个是“深谋远虑”的主导。70年代的日本半导体产业了两个重大事件的冲击:一个是在美国的压力下,1974年日本放宽了计算机和电子元件的进口。当时在技术上有着碾压优势的“蓝色巨人”IBM公司如入无人之地,日本各大企业,仅仅用了一年时间就占领了日本计算机市场40%的份额。

另一件事也和IBM公司有关,其内部的“Future System计划”文件,透露出IBM要在1980年之前开发出1M的DRAM内存芯片用于下一代电脑。要知道,当时日本企业还停留在1K DRAM的技术层次,这之间的差距不是十倍,也不是一百倍,而是1024倍。

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这一项目以通产省提出的“代电子计算机用超LSI研究开发计画”为中心,以富士通、日立、三菱、日本电气、东芝五大公司为,联合日本工业技术研究院电子综合研究所和计算机综合研究所组成“超LSI研究开发政策委员会”,投资规模超过720亿日元(约合2.4亿美金)。

VLSI项目成为日本“官产学”一体化的集大成者。它将五家平时互相竞争的计算机公司以及和高等院校的研究人才组织到了一起。从管理架构上来看,日立公司社长吉山博吉担任理事长,通产省的根橋正人负责业务领导,来自东京工业大学的垂井康夫则担任研究所长。这意味着平时在技术研发上相互提防的企业有了充分交流的渠道,而学术研究和商业应用之间的转换通道也变得更加通畅。

1980年,日本宣布为期四年的“VLSI”项目顺利完成,期间申请实用新型专利1210件,商业专利347件。更重要的是,到了64K DRAM大规模集成电时代,富士通公司的研发进度开始与IBM、仪器等美国企业并驾齐驱,而到了256K DRAM时代,美国才刚研制出来,日本富士通和日立的产品已经量产上市。

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火上浇油的是,此时日本已经进入了全面泡沫时代,资金疯狂涌入房地产和金融市场,不再青睐半导体这样需要大量前期投资却短时间看不到成效的实体产业。加上广场协议之后日元迅速升值,半导体产品出口的竞争力受到了极大影响。

在上世纪90年代以来半导体价格起起落落的周期中,日本企业一方面要消化“失去二十年”带来的经济衰退影响,一方面还要鼓起勇气追加投资,以便和年轻气盛的韩国三星,以及借CPU打了翻身仗的美国英特尔竞争,这成为了一个几乎不可能完成的任务。

2012年2月,当尔必达向东京地方法院申请破产时,公司负债总额已高达4480亿日元(约合89.6亿美元),是日本史上最大的破产案件。2012年7月,美国的镁光(Micron)以区区25亿美元的低价收购尔必达。

如果说日本半导体行业的崛起依靠的是初期从美国的技术引进加上“官产学”三位一体的规划和投资能力,那么韩国半导体产业的发展径更像是这个故事的加强版——更密集的技术援助,更“无赖”的和更强势的企业投资。

在这一阶段,韩国不但放宽了《外国资本引进法》,还谋求加入《关贸总协定》。1966年,当年向日本授权平面技术生产工艺的美国半导体巨头仙童公司向韩国提出了建厂要求。但仙童的条件十分苛刻,不但要求独资经营,而且还要求允许独资公司的产品在韩国市场销售。尽管如此,韩国还是咬牙同意了。

几十年后,韩国巨头们把同样的模式用在了中国身上。海力士拿着韩国利川工厂淘汰下来的8寸晶圆设备,依靠中国的资金、土地、工人和市场,只用了3亿美金就撬动了20亿美元的投资,顺利地在无锡建起了中国当时最大的晶圆厂。

日韩中的半导体“三国杀”

三星在硅谷设立的研发团队专门招募韩裔的美国工程师,不少人在爱国情怀的下,放弃自己多年的事业,转身回到韩国,夜以继日地投入研发当中。其有一个叫陈大济的年轻人谢绝了IBM公司的再三挽留,义无反顾地加入了三星,理由就是“真想赢日本一次”。这个年轻人后来成了三星电子的CEO。

此时,韩国也全力配合,将日本“官产学”三位一体的研发模式有样学样,由韩国电子通信研究所(KIST)牵头,联合三星、LG、现代与韩国六所大学,一起对4M DRAM进行技术攻关。该项目持续了三年,研发费用高达1.1亿美元,其中韩国承担了57%。

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在之前介绍的日本半导体产业史中,上世纪80年代后半段是行业的低潮期。三星在1984年推出64K DRAM时,恰逢内存价格从每片4美元暴跌至每片30美分,由于三星的生产成本是1.3美元,所以每卖一片内存,公司就要亏掉1美元。3年时间公司损失了3亿美元,这足以让三星电子的股权资本金全部归零。

韩国半导体产业的投资从此风起云涌。从1990年开始,三星建立了26个研发中心,LG建立18个,现代建立14个,对半导体领域的研发投入从1980年的850万美金飙升至1994年的9亿美金。在专利技术方面,1989年韩国的专利技术应用有708项,1994年已经上升到3336项。

1986年,在三星电子的股权资本金几乎全部亏光的关键时刻,美国依据《日美半导体协议》对日本人的约束,对韩国企业打开了当年全球最大的消费市场——美国国内市场。韩国半导体企业迅速填补了日企留下的空白,占据了30%的美国DRAM市场份额。一年后,三星扭亏为盈,度过最的时刻。

2011年,三星与日本东芝在NAND FLASH领域的全球竞争如火如荼。当时三星在韩国和美国共有4座NAND FLASH 12英寸晶圆厂,年产能450万片晶圆。为了拉开与东芝的差距,三星决定继续追加投资新建工厂。

经过谈判,三星最终选择落户中国西安,项目总投资300亿美金,分三期建设。要知道,2011年三星半导体的全球销售金额不过才285亿美金,而之所以敢在西安项目上砸下重金,和地方提供的巨额优惠政策是分不开的。

为什么是RCA?因为彼时在这家公司担任微波研究室主任的,正是人潘文渊。潘还帮助以4.89亿元新台币(约1287万美元)的价格购入了RCA的整条3英寸晶圆生产线。这让在这一规格上的建厂速度领先了韩国一年时间。

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1976年,美国佛罗里达州,工研院送到美国RCA接受3英寸晶圆厂培训人员。左起王国肇(创惟科技董事长)、林绪德、杨(华邦电子创办人)、蔡明介(联发科创办人)、万学耘、章青驹(世界先进董事长)、谢锦铭、谢开良、诚。图片来源:新浪微博

第一,日韩的历史已经证明,要想在半导体芯片产业拥有立足之地,自主的核心技术体系是不可或缺的底气,而实现这一点的唯一手段就是不计成本的研发投入。企业自身很难拥有这样的格局和投资能力,只有力量才能发挥引导和领投作用。

一个典型案例就是金融危机时失败的“DRAM产业再造方案”。当时的六家DRAM厂商亏损严重,资本实力最为雄厚的南亚科技从2007年起连续巨亏六年,累计亏损达到1608.6亿新台币(约49亿美元),最惨的时候每股净值只剩下0.09新台币。

彼时,在金融危机中陷入困境的尔必达非常愿意向人提供全部核心技术,以换取援助资金。但因为希望TMC是一家尽可能纯粹的民营企业,因此并没有主导这一项目,背后有着不同技术合作对象的六家DRAM厂商迟迟无法整合,和尔必达的谈判推进缓慢。

2009年10月,“DRAM产业再造方案”在省审议时遭到否决,国发基金被投资TMC公司,省DRAM产业整合计划宣告失败。而此时,全球DRAM行业已经开始出现回暖,尔必达也不再寻求向转让核心技术。

1985年8月,仪器的资深副总裁张忠谋辞去工作,回到出任工研院负责人。张忠谋提出了设立专业芯片代工厂的设想,为那些没有晶圆厂的半导体设计公司提供代工生产。恰巧此时,荷兰飞利浦公司也希望在设立晶圆厂,两者一拍即合。1987年,积体电制造公司(TSMC)作为晶圆代工厂孕育而生。

1989年,宏碁电脑(占股74%)与美国仪器(占股26%)合资设立德碁半导体,这是第一家专业的DRAM生产厂。然而受到景气周期影响,在亚洲金融危机期间德碁累计亏损超过50亿新台币。此时,美国仪器终于不堪,将DRAM业务甩卖给了镁光。德碁失去了技术来源后,1999年被宏碁高价出售给了台积电,随后被台积电成了晶圆代工厂。

1994年,省经济部在新竹园区投资180亿新台币(5亿多美元),创办世界先进积体电股份有限公司(简称世界先进),以DRAM芯片为主攻业务,建成了第一座8英寸晶圆厂。然而由于投资规模太小,产能微不足道,世界先进根本无力与韩国三星、日本NEC等巨无霸进行同场厮杀,成立十年中仅盈利过两年,到2003年已经累计亏损达194.12亿新台币,退出了DRAM生产。随后在持股30%的台积电主导下,世界先进也转型成了晶圆代工厂。

除了让台积电“背锅”之外,没有自主的核心技术体系也是半导体产业投资不足的原因。无论是日韩还是美国,DRAM巨头们的研发费用平均占到营收的15-20%,而企业的研发费用比例仅为6%。这是因为每年半导体企业要向美日欧支付超过200亿元新台币以上(6亿美金)的技术授权费用,再加上巨额的进口设备投资,使得企业根本无力再投入巨资进行先进技术的研发。

1、半导体芯片这个行业,与其说是企业之间的拼杀,不如说是国力的比拼。与其他市场化竞争的行业不同,半导体产业需要持续不断巨额投入的同时,行业自身却有着极强的周期性,这使得纯粹以市场规律运行的商业公司难以凭借一己之力存活下去。

2、如果说投入是半导体产业发展的关键驱动力,那么拥有自主的核心技术体系就是产业赖以的灵魂。如果日本不是在七十年代末以举国之力和巨额资金完成了“VLSI”项目从而一举获得了自主的核心技术,如果韩国不是在十年代凭借三星财阀拼命三郎般的投资风格得以摆脱对美国技术转移的依赖,如果日韩不是高屋建瓴的培育产业链,包括打造上游的核心设备和原材料行业,那么他们总会在某次的行业低潮周期被他国一举击败不得翻身,一如金融危机时的。

3、如果说技术这个产业灵魂还能靠不计成本的资金投入,以及学校实验室、研究所的外部支援快速追赶,那么真正要在商业领域要和竞争对手进行白刃战,量产工艺是必须要解决的难题,而这就只能凭借时间积累或者技术转移方能完成。

良品率的改善很难依靠某个天才的发明解决,工艺水平的提高要建立在无数个失败的生产批次之上,而这一切都需要企业抛开短期的浮躁和盈利冲动,着眼大局和未来方可达成。这无疑需要在背后的大力支持,甚至需要一些“委曲求全”去换取他人已有的经验教训。

(责任编辑:dd)
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