日本，非常急切要分一杯羹_風聞

八家日企組隊成立Rapidus發力2nm高端芯片，試圖通過近幾年的努力恢復其過去在半導體行業的領先地位。從20世紀50年代至今的70年時間裏，日本半導體產業經歷了從無到有、由弱到強、盛極而衰和轉型重振的過程，美日關係在其中影響重大。如今，半導體產業也已成為中美貿易摩擦的關鍵發力點，我國必須加快建立自主可控的 IC 產業體系。

日本力拼下一代芯片國產化

八家日企組隊發力2nm高端芯片

去年8月，日本宣佈了一個全國性項目——成立一家名為Rapidus的半導體公司，目標在2020年代後半（2025-2029年）實現2nm以下新一代半導體的量產。

三個月後，Rapidus正式成立，由豐田汽車、索尼、日本電信電話、日本電氣、日本電裝、軟銀、鎧俠和三菱日聯銀行八家日企共同出資73 億日元，同時日本政府也提供 700 億日元補助金作為其研發預算。

Rapidus作為一個全國性的舉措，讓不少人聯想到20世紀70年代，日本為了趕超世界水平，在政府牽頭組織下，聯合日本大企業和大學研究機構創立的“產官學”開發體制。

在日本“超大規模集成電路計劃”(VLSI)的助力下，上世紀80年代，日本半導體產業曾一度稱霸世界，以動態隨機存取存儲器為代表的芯片產品，在世界市場的佔有率達五成以上。

但自美日貿易戰後，日本半導體產業就走起了下坡路。如今，日本半導體產業已不如30多年前那樣輝煌，目前主要在半導體設備、材料和特定芯片（如圖像傳感器、車載半導體）領域佔有競爭優勢。

日本經濟產業省（METI）大臣Yasutoshi Nishimura曾在媒體發表會上宣稱：“隨着美國和中國在技術霸權方面的競爭日益加劇，芯片在經濟安全方面的重要性正變得越來越大。”

當下，最尖端半導體已從Fin結構轉化為GAA結構。由於結構發生鉅變，因此要實現尖端半導體的量產，需要更高端的生產技術。

在上一輪Fin結構半導體的競爭中，日本沒有實現量產。如今的GAA結構，已被日本視為再次參與下一代半導體市場的“最後機會”。

儘管目前電路寬度2nm以下的高端半導體，還未做到實用化，但卻是未來5G通信、量子計算、數據中心、自動駕駛汽車和數字智能城市等領域不可或缺的基礎。

Rapidus新工廠建成，將成為日本的首座2nm晶圓廠，增強日本本土半導體制造實力，助力日本在先進技術方面保持較強的競爭力。

上個月，Rapidus已正式確認其2納米先進製程晶圓廠，將落户北海道千歲市，預定在2025上半年，建造一條2納米原型產線，以此追上開始量產2納米的台積電與其他世界級半導體對手。

不過，對於Rapidus的成立，也有一些日本大廠的態度較為冷淡。在最終亮相的Rapidus八大股東方中，東芝、日立、富士通、瑞薩等知名微電子企業耐人尋味地悉數缺席。

據日經新聞報道，Rapidus 總裁 Atsuyoshi Koike 也承認，日本在尖端技術節點方面落後10-20年，要扭轉局面並不容易。

此外，日本似乎也對上世紀美國對日半導體的打壓過往已釋懷，計劃通過引進歐美技術來填補空白。

2022年12月6日，Rapidus和歐洲頂尖的半導體研發機構——比利時研究機構“校際微電子中心”（IMEC）簽署合作備忘錄，Rapidus將成為IMEC尖端半導體項目的核心合作伙伴。

2022年12月13日，Rapidus又宣佈與美國IBM公司成立一家合資企業，開發基於IBM的2納米制程邏輯半導體的技術，並將於2027年在Rapidus實現大規模生產。

日本經濟產業省表示，今後日本將繼續與美歐等“志同道合”的國家（地區）在半導體領域開展全球合作。

從“引進趕超”到“自主研發”

日本半導體產業的崛起之路

提起日本的半導體產業，必定繞不開上世紀80年代的那段輝煌歷史。

日本的半導體產業萌芽於20世紀50年代。在發展初期, 日本半導體產業主要從美國引進技術，並且日本在這一時期實施的技術引進策略，也的確抓住了時代性的機會窗口。

20世紀50—60年代，在美蘇兩極爭霸的冷戰格局下，出於牽制蘇聯維護自身霸權地位等政治目的，美國在對日本經貿政策總體上是積極扶持的導向。

一方面，美國對日本的技術輸出沒有太多限制，認為專利轉讓能讓美國在沒有時間和金錢投資的情況下獲得豐厚收入。加上二戰後美國本土半導體市場增長迅猛，利潤遠超海外市場，很多美國公司也不願意冒高成本和風險去開拓海外市場。

另一方面，由於美國當時主要發展軍用領域，為了避免與美國企業正面競爭，也因二戰禁止涉足軍事建設，日本的半導體產業聚焦在了民用領域，而民用電子市場的需求和商業邏輯也進一步促進了日本集成電路產業的良性發展。

同時，“引進趕超”的發展模式契合了日本企業保守嚴謹的特點，通過將美國已經形成的獨創性研究成果拓展至應用領域，也能極大的減少商業風險。

在日本半導體產業從引進到崛起的歷程中，日本政府可以説起到了極為關鍵的作用。

比如，為了降低外國產品的技術優勢，日本對其提高了市場準入條件，要求外企與國內企業進行合資以達到技術引進的目的。

不僅如此，日本還通過提高關税，來降低外國半導體產品的成本，避免其由於價格低廉佔據大量市場份額。

實際上，當時也有一些美國公司看到了海外市場的前景，但日本的貿易壁壘使他們生存艱難，所以部分美國企業放棄了日本市場，而另一些則通過出售專利來進入日本市場。

據美國方面統計，1951到1984年，日本共與外國公司簽訂了超過了40000份合約，以美國出售專利為主要形式。

當然，靠引進技術來發展的策略雖然在初期很是奏效，但卻不能一勞永逸。在美國停止了對日本技術和投資的支持後，日本半導體企業大規模退出市場, 市場份額也一度下跌。

於是日本政府放出大招——“超大規模集成電路研究聯合體項目”(Very Large Scale Integration, VLSI)，推動日本半導體產業走上自主研發的道路。

1976年，日本通產省作為投資方和組織者，出資高達300億日元，並出面牽頭了日本當時所有的大型半導體企業，如NEC、富士通、日立、東芝等，以及日本工業技術研究院電子綜合研究所和計算機綜合研究所，共同進行核心關鍵技術研發。

在初期，VLSI突出了存儲器製造的規模優勢和成本優勢，大大降低了廢品率，並進行了幾代產品的同步研發 (16K，64K，256K DRAM) 。

到20世紀80年代初，日本存儲半導體產品（如DRAM）的生產技術實力，就已經可以與美國企業抗衡了，日本在實現16K DRAM量產的同時，與美國幾乎同時完成了64K DRAM的研發。

在設備方面，歐美企業基於投資風險和技術穩定的考慮, 一直沿用3英寸晶圓加工設備, 形成了技術鎖定。而日本則大膽嘗試新的5英寸設備, 獲得了先發優勢。

VLSI項目只進行了4年, 就收穫了遠超預期的豐碩成果，1000多項專利給未來日本新型芯片的研發打下了堅實牢固的基礎。幾年間, 日本半導體產業核心零部件也從對外依賴度80%，變為了國產化率70%。

在整個80年代，日本半導體廠商以64Kb(1982年市場份額為70%）、256Kb(1984年市場份額為90%）和1Mb(1988年市場份額達到90%）的DRAM產品主導了世界半導體市場。

而且不僅是DRAM產品——從1973年至1988年，日本所有半導體產品佔世界市場的比重也在不斷上升：1985年市場份額首次超過美國，1988年日本市場份額超過全球一半，達51%。

而同期美國半導體產品的市場份額則下降為37%。甚至在美國的國內市場上，80年代中期日本集成電路產品的份額達30%，其中尖端半導體芯片產品的市場份額甚至高達90%。

美日貿易摩擦後

日本半導體產業遭受重創

日本半導體產業的強勢崛起，讓美國意識到了問題的嚴重性。硅谷的科技公司成立了美國半導體行業協會SIA來應對日本的壟斷，並不斷遊説美國政府，提出了日本佔據半導體市場將危害美國國家安全的理論。

1985年，SIA以保障國家安全的名義，向政府提起貿易訴訟，要求日本開放國內市場、提高美國半導體產品在日本市場的份額，並且對日本半導體企業實施反傾銷，來禁止其低價競爭。

美國政府調查認定，日本存儲器等產品存在傾銷行為，並造成了美國相關產業數千人失業，於是在1986年9月和日本簽訂了為期5年的第一次《美日半導體貿易協議》。

協議約定，由日本政府監管其存儲器等產品的出口價格、企業不得低於最低限價出口。同時要求日本開放國內市場、提高外國半導體產品在日本市場的份額，並規定5年內這一份額要達到20%。

由於美國存儲器的競爭力仍低於日本，在日本市場的份額也沒有有明顯提升。1987年3月，美國政府以日本未能遵守協議為由，對日本出口到美國、價值3億美元的電子產品徵收 100% 的懲罰性關税，高關税的加徵導致日本半導體產品的市場份額明顯下滑。

同時，東芝事件也穿插在美日半導體爭端中，同確鑿的證據一起加速了日本的妥協。

20世紀80年代初，日本東芝機械公司違反巴黎統籌委員會和國內出口法律的規定，向蘇聯出口一批數控機牀。由於該設備有助於提高蘇聯核潛艇的反偵察性能，美國以保障國家安全為由，推動日本處罰東芝機械和強化出口管制。

1987年6月，美國國會議員甚至在電視上直播用錘子砸東芝收音機，傳播日本科技威脅論，增強了美國國內的抵制日貨的情緒。

在美國政府的強烈要求下，日本政府承認東芝非法出口事實並赴美協調。最終，美國將制裁東芝的條款加入貿易法案，禁止其在2-5年內向美國出口任何產品，禁止東芝向14個國家出口任何產品，為期一年。

此外，東芝還被罰款150億美元，另投入了1億日元在美國 50 個主流媒體登“謝罪廣告”。

1991年6月，日美再次簽定了為期五年的第二次《美日半導體貿易協議》，美國希望於1992年年底以前，外國半導體產品在日本市場佔有的份額能超過20%，儘管日本強烈抵抗，但也無濟於事，日本半導體已經開始跌下神壇。

與此同時，美國也在積極提高自身半導體產業的生產優勢。

1987年3月，美國政府聯合英特爾為首的13家半導體公司啓動了半導體制造技術創新聯盟——SEMATECH。

SEMATECH計劃有兩個效果，一是集中研發，減少重複浪費, 並在半導體行業內共享研發成果；二是把半導體制造技術模塊化，使設計與製造分離成為可能，促進了資金規模較小的芯片設計行業大發展。

此外，SEMATECH還構建了製造設備的標準，推動建立長期戰略聯盟，以持續提供關鍵製造裝備，併為計算機集成製造（CIM）設計了一個標準開放架構。

90年代後，美國開始推進國際半導體技術合作，SEMATECH成立了國際子公司ISEMATECH，吸收外國企業進入聯盟參與合作研發，推進全球半導體前沿技術的研究與創新。

聯合研發的項目主要是美國還沒有形成技術優勢的領域，如光刻、晶圓製造技術，且參與者也是不會對美國構成競爭威脅的跨國企業，如韓國三星、荷蘭ASML等重要半導體廠商都曾參與合作研發，而日本半導體企業則被美國拒絕加入ISEMATECH。

美國半導體市場由此逐漸復甦回暖，在1993年重新成為了最大的半導體出口國。

同時，在美日半導體貿易摩擦期間，韓國企業在存儲器領域加快追趕。美國為打壓日本，在技術、資金等方面積極扶持韓國電子產業，1998年韓國取代日本成為了存儲器第一生產國。

此後，日本半導體產業整體實力未再復巔峯時期的水平，部分日企通過轉向差異化競爭策略，重視自主研發和國際技術合作，目前在硅片製造、設備與材料等產業供應鏈上游，以及汽車半導體、圖像傳感器等產品領域佔據了較高的市場份額。

美日貿易摩擦的重演？

中國必須堅持自主化道路不動搖

實際上，日本半導體產業的衰落並不能完全歸咎於美國的打壓，日本半導體產業的發展模式未及時適應行業結構變化趨勢也是重要原因。

比如，隨着晶圓製造成本快速飆升，IDM模式的缺點愈發明顯——不僅投資成本高、產能利用壓力大，而且IDM廠商通常會在整體層面進行製造計劃排布，導致其對終端市場需求變化的反應速度較慢。

而Fabless資產輕、初始投資規模小、對市場需求反應快速、轉型相對靈活等特點，使得其逐漸受到市場青睞。

1984年，賽靈思開創了芯片設計業的先河；到1990年前後，高通、英偉達、聯發科等大量Fabless公司成立，Fabless模式迅速崛起。

但同一階段，已習慣於自己做全產業鏈並各自為戰的日本各大綜合電機廠商，固守舊有經營理念，沒有采用設計和製造分工的方式，在激烈的行業競爭中優勢不再。

此外，上世紀80年代，全球計算機市場需求也發生了重要變化，之前日本廠商擅長的、以大型機為主的一元化市場，逐漸向個人計算機轉型。而個人計算機對工藝的要求相對較低，日企之前所生產的高質量的 DRAM 開始變成一種浪費。

但日本人對自己的經營模式深信不疑，太執着於自己企業的設計、細節處理, 產品標準化進程緩慢，而半導體行業技術迭代快、研發窗口期短，日本錯過了PC時代機遇後，再難追趕成功。

總體而言，日本半導體產業興衰轉換、跌宕起伏的背後，既有國際競爭格局變化帶來的外部衝擊，也有日本業界在技術演進趨勢把握、產業扶持政策實施等方面的內在原因。

而回顧日美10年多的貿易摩擦，可以發現，美國對日本半導體產業的打壓策略，在中美貿易戰中也能找到類似的影子——先實施貿易投資措施直接打擊中國企業，同時提高自身競爭力，並通過構建國際技術聯盟，將中國排除在外。

比如，在2018～2019年間，美國分三階段對價值3700億美元的中國出口美國商品徵收關税。

2018年，美國頒佈《2018年出口管制改革法》，擴大出口管制項目的範圍，尤其對美國國家安全至關重要的“新興和基礎技術”實施出口管制。

並基於此，美國製定了對中國出口管制的技術類別，將越來越多的中國實體列入管制清單，包括國企、民企、科研院所和大學，涉及航空航天、5G、半導體、芯片、人工智能等多個高新技術領域。

而對外打壓中國科技企業的同時，美國也在不斷加強對自身半導體產業的研發投入支持。去年8月通過的《2022年芯片和科學法案》，授權資金總額就高達約2800億美元。

此外，美國還在不斷構建孤立中國的國際高科技聯盟。

比如，2019年5月，美國牽頭在捷克召開“布拉格5G安全大會”，大會簽署的“布拉格提案”從政策、安全、技術、經濟四個方面探討排除中國5G技術產品。

而且與日本相比，中美貿易摩擦綜合了經濟、政治和軍事戰略安全等多方因素，本質上是大國競爭，所以打擊手段也更為徹底，呈現出了“技術脱鈎”的趨勢。

長期來看，由於設備和零部件供應、技術轉移和人員流動的限制，我國半導體企業利用國際市場和國際供應鏈實現技術發展的渠道已經不再暢通。

我國必須要做的，就是堅持自主化道路不動搖，儘可能爭取“中間地帶”，形成中央政府與地方政府、政府與企業之間的高效協同，加快建立自主可控的 IC 產業體系。

上下滑動查看參考資料：

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中國半導體協會：日本豐田、索尼等合資成立高端芯片公司“Rapidus”，計劃2027年形成量產https://web.csia.net.cn/newsinfo/4619748.html

日本Rapidus將從IBM獲得2納米半導體技術 https://cn.nikkei.com/industry/itelectric-appliance/50820-2022-12-14-08-48-01.html

前瞻產業研究院：美日半導體聯盟——日本半導體產業戰略的現狀和未來（下）https://www.qianzhan.com/analyst/detail/329/230303-8b14a2a6.html

第一財經：日本重振半導體“野心”！八家日企組“國家隊”發力高端芯片https://www.yicai.com/news/101593706.html

章琦.戰略基礎研究的國家經驗——逆轉頹勢:日本超大規模集成電路計劃始末.環球財經,2022(6):31-33.

文章用圖：shutter，壹圖網

本回完