半导体行业发展简史（五）——日本
“企业及企业家”系列说明
成功的企业都是相似的，从成功企业的发展历程中找共性要素，可以明确在这些成功的必要条件上，自省本身还有哪些差距；欠发展的企业可能各有各的症结点，则可以从大量的田野调查中得到启发。总之，了解更多的企业案例并进行思考总结，对于企业的发展是有帮助的；同样的，了解更多的人物案例并进行思考总结，对于个人的发展也是有帮助的。
1976年里程碑：超大规模集成电路计划实施日本的集成电路产业发展较早，在20世纪60年代便已经有了研究基础，发展至今经历了从小到大、从弱到强、转型演变的历史，其中从1976年3月开始实施的超大规模集成电路计划是一个里程碑。在超大规模集成电路计划实施前，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。1963年，日本电气公司便获得了仙童半导体公司的平面技术授权，而日本政府则要求日本电气将其技术与日本其他厂商分享。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。在日本早期的集成电路发展中，与美国同期以军用市场为主不同的是，日本在引进技术后侧重于民用市场。究其原因，第二次世界大战后，日本的军事建设受限，在美苏航天争霸的过程中日本的半导体技术只能用于民间市场。正是如此，日本走出了一条以民用市场需求为导向的集成电路发展之路，并在20世纪70年代和80年代一度赶超美国。日本政府为集成电路的发展制定了一系列的政策措施，例如1957年制定的《电子工业振兴临时措施法》、1971年制定的《特定电子工业及特定机械工业振兴临时措施法》和1978年制定的《特定机械情报产业振兴临时措施法》，加上民用市场的保护使日本的集成电路具备了一定的基础。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。在这样的背景下，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。此后，日本政府下定了自主研发芯片、缩小与美国差距的决心，并于1976―1979年组织了联合攻关计划，即超大规模集成电路计划，计划设国立研发机构—超大规模集成电路技术研究所。此计划由日本通产省牵头，以日立、三菱、富士通、东芝、日本电气五家公司为主体，以日本通产省的电气技术实验室、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为支持，其目标是集中优势人才，促进企业间相互交流和协作攻关，推动半导体和集成电路技术水平的提升，以赶超美国的集成电路技术水平。项目实施的4年间共取得上千件专利，大幅提升了日本的集成电路技术水平，为日本企业在20世纪80年代的集成电路竞争铺平了道路，取得了预期的效果。把握世界竞争大势、研判未来发展方向，需要凝聚力量、统筹协调的专业认知作为支撑。尽管事后看，日本的超大规模集成电路计划实施效果非常理想，但是实施过程却并不顺利。根据前期测算，计划需投入3000亿日元，业界希望能够得到1500亿日元的政府资助，后来实施4年间共投入737亿日元，其中政府投入291亿日元。其间，自民党信息产业议员联盟会长桥木登美三郎多次努力，希望政府追加投入，但是未能如愿。政府投入未及预期，参与企业的士气受到了一定程度的打击。当时，参与计划的富士通公司福安一美说：“当时，大家都有一种被公司遗弃的感觉，而且并未料到竟然研制出向IBM挑战的产品。”投入不及预期，再加上研究人员从各企业和机构间临时抽调、各行其道，一时间日本的超大规模集成电路计划开发很不顺利，不同研究室人员间互相提防、互不往来、互不沟通的现象十分普遍。此时，垂井康夫站了出来。垂井康夫1929年出生于东京，1951年毕业于早稻田大学第一理工学院电气工学专业，1958年申请了晶体管相关的专利，是日本半导体研究的开山鼻祖，1976年超大规模集成电路技术研究会成立时被任命为联合研究所的所长。垂井康夫在当时的日本业界颇具声望，他的领导使各成员都能信服。垂井康夫对参与方进行积极的引导，指出参与方只有同心协力才能改变基础技术落后的局面，在基础技术开发完成后各企业再各自进行产品开发，这样才能改变在国际竞争氛围中孤军作战的困局。垂井康夫的努力，很快为研发人员所接受，各家力量得到了有效的融合，而历时4年的风雨同舟、协同努力成了日本集成电路产业发展的最好推力。除垂井康夫外，当时已从日本通产省退休的根岸正人功不可没。当时，超大规模集成电路技术研究会设理事会，日立公司社长吉山博吉担任理事长，但是在真正的执行过程中，根岸正人发挥了很好的协调作用。根岸正人有多年推动大型国家研究计划的经验，他对计划各参与方的能力、利益诉求都颇为了解，在计划中通过其有效的沟通化解了冲突，为垂井康夫成功地凝聚团队做了背后的铺垫。可以看出，在集成电路的研发攻关中，除了资金和资源投入外，团队协调和技术融合更是成功的关键。从超大规模集成电路计划的组织架构来看，除垂井康夫领导的联合研究所外，先前成立的两个联合研究机构也参与了超大规模集成电路计划，分别是日立、三菱、富士通联合建立的计算机综合研究所，以及由日本电气和东芝联合成立的日电东芝信息系统。三个研究所分别从事超大规模集成电路、计算机和信息系统的研发，其中联合研究所负责基础及通用技术的研发，另两个研究所则负责实用化技术开发（重点为64KB及256KB内存芯片的设计及开发）。在各方的协同努力下，参与方都派遣了其最优秀的工程师。来自各地的工程师们肩并肩地在同一研究所内共同工作、共同生活、集中研究，在微细加工技术及相关设备、硅晶圆的结晶技术、集成电路设计技术、工艺技术和测试技术上取得了突破。其中，联合研究所主要负责微细加工技术及相关设备、硅晶圆的结晶技术的攻关，其他技术的通用部分也由其负责，实用化的开发则由另两个研究所负责。具体来看，六个研究室中，分别由不同企业负责协调：第一、第二、第三研究室主要攻关微细加工技术，分别由日立富士通和东芝负责协调；第四研究室攻关结晶技术，由工业技术研究院电子综合研究所负责协调；第五研究室负责工艺技术，由三菱负责协调；第六研究室攻关测试、评价及产品技术，由日本电气负责协调。微细加工技术是计划的重心，从联合研究所的研究成果来看，日本当时开发了三种电子束描绘装置、电子束描绘软件、高解析度掩膜及检查装置、硅晶圆含氧量及碳量的分析技术等。垂井康夫评估说，计划实施完毕后日本的半导体技术已和IBM并驾齐驱。在计划中，日本企业对于动态随机存储器有了深入的理解，其更高质量、更高性能的动态随机存储器芯片为日本赶超美国提供了机遇。从1980年至1986年，日本企业的半导体市场份额由26%上升至45%，而美国企业的半导体市场份额则从61%下滑至43%。1980年，联合研究所的研究工作已全部结束，而另两个研究所则追加资金（共约1300亿日元）作进一步的技术开发，以1980年至1982年为第一期，1983至1986年为第二期。这些系统化的布局为日本的半导体行业腾飞发挥了至关重要的作用。从人员来看，计划开展期间的联合研究所研发人员数量为100人左右，计算机综合研究所的研发人员数量为400人左右，日电东芝信息系统则为370人左右。在后续投入阶段，研究人员数量减少，1985年计算机综合研究所研发人员已减至90人左右，而日电东芝信息系统则减至30人左右。尽管联合研究所研发人员相对较少，但事关各企业的未来发展基础，因此各企业都派遣一流人才参与。在此过程中，垂井康夫对各企业都十分了解，点名要求各企业派遣其看中的人才。20世纪80年代，日本的存储芯片快速发展时，1929年出生的川西刚从半导体的开发工程师干起，直至任日本东芝公司半导体事业部的最高负责人。1982年，东芝投资340亿日元，由川西刚带领1500人的团队开始实施了“W计划”，3年后东芝量产了1MB动态随机存取存储器，成为当时世界上容量最大的动态随机存储器芯片，为日本的集成电路产业开拓国际市场奠定了基础。此后，川西刚又协助东芝、IBM 及西门子的联盟发展了动态随机存储器技术。川西刚后来所著的《我的半导体经营哲学》一书收录了川西刚的经验、观察和专业思考，是研究半导体产业历史和发展方向的经典之作。在实施超大规模集成电路计划及后续的资助计划后，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%，与美国该领域37%的市场份额形成了鲜明对比。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动态存储器领域的全球前三，其市场份额甚至超90%，与之相比，美国德州仪器和镁光科技则苦苦支撑。20世纪90年代转型：聚焦系统级芯片1990年，美国、日本、联邦德国、法国和英国政府联合签订的干预外汇市场协议—“广场协议”(Plaza Accord)已有5年，日元大幅度地升值，对日本以出口为主导的产业产生相当大的影响。对此，日本从1986年起大幅下调基准利率，形成了经济泡沫。1991年经济泡沫破灭，日本陷入战后最大的经济不景气状态。作为应对策略，东芝、日本电气等日本企业大幅降低集成电路投资，并裁撤了多个部门。在英特尔向技术要求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，20世纪90年代后日本半导体行业在国际竞争中受到越来越大的挑战，其国际竞争力下滑。21世纪以来，这种趋势更加明显。在此情境下，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(Elpida)；东芝和富士通以汽车电子和数字家电为核心开展业务合作；2008年东芝和索尼成立合资公司，索尼在长崎半导体业务出售给新成立的合资公司；三菱电机和日立（非存储器的半导体业务）合资成立瑞萨科技(Renesas)。日本企业在与中国台湾、韩国的动态存储器产品竞争中已无优势，进而将产品重心转向了系统级芯片市场。21世纪初，尔必达是日本仅存的一家动态存储器企业，但还是在与三星的竞争中落败，于2012年2月破产后被镁光科技并购。在日本企业的这一轮转型中，东芝是较早开始转型的企业，2001年底便宣布退出通用动态存储器领域，次年四月成立系统级芯片研发中心，专注并加大系统级芯片的投资，此后还与索尼、日本电气、富士通、瑞萨等在系统级芯片开发方面采取了战略合作。在企业自身转向系统级芯片开发的同时，日本经济产业省还借鉴超大规模集成电路计划的联合研究所开发经验，于2002年推动东芝、日本电气、日立、三菱电机、富士通、松下、罗姆(ROHM)、索尼、夏普、三洋电机等11家企业成立尖端系统级芯片基础技术开发公司(Advanced SOC Platform Corp)，共同推动系统级芯片工艺标准化和知识产权共享。在向图像传感器、汽车电子和功率半导体等专用集成电路领域的转变中，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、模压树脂及引线框架等全球半导体材料市场中的份额占绝对优势。
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