重读日本半导体兴衰史,中芯国际、寒武纪能学到什么?
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转型
为挽回半导体产业的颓败之势,日本半导体企业首先进行了结构性改革。除Elpida外所有其他的日本半导体制造商均从通用DRAM领域中退出,将资源集中到了具有高附加值的系统集成芯片等领域。
Elpida于2012年宣告破产,2013年被镁光购并,标志着日本在DRAM的竞争中彻底被淘汰。
但回过头我们再看日本半导体行业的实力,就要从最近几年的新闻入手:
2016年7月,日本软银以234亿英镑(约合310亿美元)的价格收购英国芯片设计公司ARM;
2019年7月,日本对韩国进行了半导体材料的出口限制,引发韩国半导体行业地震……
出现这样的情况,就能看到日本半导体行业的现状:相比八十年代全盛时确实衰落了很多,传统强项存储器几乎完全失守,但仍是国际半导体市场中一支重要的力量,在产业链上游比如半导体材料和设备等领域占据了相当的优势。
先看半导体材料。
芯片生产过程中需要19种必备材料,其中多数均有极高技术壁垒。而日本在硅晶圆、合成半导体晶圆、光罩等14种重要材料方面分别占据超过50%的份额,在全球半导体材料行业长期保持着优势。
在集成电路生产过程中,要利用光蚀刻技术将图形复制到晶圆上,就要用到光罩(光掩膜版)的原理。
而全球最大的光罩生产商是日本凸版印刷株式会社,至今已有119年历史。这家公司和美国Photronics、大日本印刷株式会社(DNP)三家占据了半导体光掩模市场80%以上的份额。
在靶材方面,全球前6大厂商市占率超过90%,其中前两大是日本厂商 Shin-Etsu和SUMCO,合计市占率超过50%。
使得光刻工艺得以实现选择性刻蚀的关键材料——光刻胶,目前其核心技术被日本和美国企业所垄断。JSR是全球最大的光刻胶生产商,另外信越化学、TOK、SUMCO均处于行业领先地位,日本占据了全球光刻胶产量的90%。
用于智能手机显示屏的含氟聚酰亚胺(PI),其中日本生产的含氟聚酰亚胺同样占据了约全球产量的90%。值得一提的是,氟化氢目前中国国产化较高,高工工业研究所的调研报告显示,2018年中国氟化氢生产线有103条,年产能达192.1万吨,实际产量158.8万吨。
然后我们再来看看半导体设备。
在半导体设备领域,核心装备集中于日本、欧洲、美国、韩国四个地区,Gartner的数据显示,列入统计的、规模以上全球晶圆制造设备商共计58家,其中,日企最多,达到21 家,占 36%。
其次是欧洲的13家、北美10家、韩国7家,中国4家(上海盛美、上海中微、 Mattson(2017年亦庄国投收购)和北方华创,仅占不到 7%)。
美国半导体产业调查公司VLSI Research发布2018年全球TOP 15半导体生产设备厂商,其中日企独占7席(日本第一的半导体设备厂商东京电子(TEL)高居第三,仅次于美国Applied Materials和ASML)。
半导体领域必备的26种设备中,日本企业在10种设备所占的市场份额超过50%,在电子束描画设备、涂布/显影设备、清洗设备、氧化炉、减压CVD设备等重要前端半导体设备几乎垄断市场,在后端半导体设备,日本的划片机和成型器也是世界第一,此外日本还是三款重要后端检测设备的霸主。
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结语
纵观日本半导体行业从1970年代至今,其实有一些经验是可以学习的。
起步低不代表长不大。
日本的电子制造业正是从收音机开始做起,最后在半导体技术方面跻身全球一流。
我们一直对当前中国电子制造业所从事的低端生产存有偏见,认为中国电子制造业就是以富士康为代表的产品组装,中国电子制造业的精密制造就是生产以线束连接器为代表的低端产品,但日本例子告诉我们起步低但依然可以通过后续追赶而 在全球市场拥有一席之地,中国智能机行业近年来的发展也证实这一可能。
模仿可以短期内获得最大的进步。
日本DRAM行业发展壮大的历程告诉我们,通过模仿龙头产品可以短期之内获得与龙头同台竞技的资格。
此外,韩国DRAM也是靠模仿日本而壮大,相信中国电子制造业在创新型模仿的战略下并结合自身实际,可以迅速赶上龙头国家。
举国体制是发展高精尖制造业的有效方式。
1976年日本的“VLSI 技术研究所”共耗资720亿日元,其中政府出资320 亿,企业界筹集400亿日元,最后日本得以先于美国研发64k集成电路、256k动态储存器,完成对美国技术的赶超,奠定了日本在 DRAM 市场的霸主地位。
包括韩国在内也采用举国体制发展半导体,1983年韩国公布“半导体工业振兴计划”,韩国政府共投入了3.46亿美元的贷款,并激发了20亿美元的私人投资,促进了韩国半导体产业的发展。
当前中国也开启了扶持半导体大基金计划,已经开启了第二期的投资,日本和韩国的例子告诉我们对于落后者而言,举国体制是发展高精尖制造业的有效方式,中国的半导体大基金计划对半导体的发展有实实在在的推动作用。
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