正所谓“成也美国,败也美国”,日本电子产业的高速发展得益于美国输入海量资金和技术,而日本电子产业走下坡路,美国改变对日本的扶持政策也是重要因素。本文将从产业政策的角度,回顾日本半导体产业过去五十年的历史。

荣光、幻灭与挽救:日本半导体产业政策五十年回顾

特约作者:铁师傅

编辑:龙科长

日本东芝公司7日宣布,以日本国内基金“日本产业合作伙伴”(JIP)为主的财团将正式向东芝发起总额约2万亿日元的要约收购。此举将令东芝退市,并防止海外机构收购造成的技术外流。业内惊呼,日本的半导体产业政策回归了。

东芝创立于1875年7月,是日本最大的半导体制造商之一,曾发明NAND闪存芯片,也是第二大综合电机制造商。在收购美国西屋电气的核电业务之后,东芝十多年来面临财务亏损,此前其已卖掉或者停掉多个业务,如白色家电和部分芯片业务。然而,“卖卖卖”模式仍未能挽救东芝,最终,由20多家日本公司组成的财团出手了。

作为在半导体产业上唯一曾经挑战过美国、被美国搞过、又被美国拉拢的国家,日本半导体产业的产业政策值得观察。

全球半导体产业格局下的日本

梳理日本的半导体产业政策,首先在宏观上盘一下日本在当前全球半导体格局中的地位。

半导体产业大致可以分为设备、设计、原材料、制造、封装测试五个部分。美国的优势产业在半导体设计和半导体设备,就半导体设计而言,美国公司市场份额总量占比超过50%。

英特尔、英伟达、苹果、AMD、高通、博通、赛灵思、德州仪器、ADI、Skywoks、Qorvo、镁光、西部数据等公司在CPU、GPU、DSP、FPGA、NAND、射频,以及各类模拟芯片领域均占据统治性市场地位或优势地位。

就半导体设备而言,美国应用材料、泛林、科垒依次名列全球半导体设备商前五强,据统计,2022年全球半导体设备市场为1030亿美元,应用材料、泛林、科垒三家公司营收合计超过500亿美元,全球市场占有率达50%左右。

中国台湾地区的优势产业是制造和封装测试。就半导体制造而言,全球前五的芯片制造商分别为台积电、三星、格罗方德、联电、中芯国际。根据2023年一季度数据,台积电以60%的市场份额遥遥领先。就技术水平来说,台积电的制造工艺已经超越了美国老牌公司英特尔,在制造工艺方面处于全球领先水平,是名副其实的行业霸主。

就封装测试而言,呈现出台湾地区、美国、大陆地区三足鼎立之态,入围2022年上半年全球前十大半导体封测企业名单中,中国台湾有5家企业,中国大陆有3家企业,美国有1家企业,新加坡也有1家企业。

韩国的优势产业在存储芯片。三星和SK海力士在DRAM和NAND市场居于优势地位,在DRAM市场份额之和为70%左右,在NAND市场份额之和为50%左右。

日本的优势产业在原材料和设备。就半导体设备而言,日本有东京电子、尼康等设备公司,2022年,在全球营收排名前10的设备厂商中,日本公司占据4家,营收合计超过230亿美元,营收总额仅次于美国设备商。

由于原材料种类繁多,由几十家公司分别占领不同的细分环节,与半导体设备形成了应用材料、ASML、泛林、东京电子、科垒等寡头不同,半导体材料除了硅晶圆相对集中之外,其他细分市场均比较分散。以集中度最高的硅片而言,日本信越、胜高占据硅片市场半壁江山。就其他细分市场来说,松下电工、住友金属、田中贵金属、东京应化、日立化学等公司均是行业翘楚。

荣光、幻灭与挽救:日本半导体产业政策五十年回顾

我们看到,日本半导体产业在设计、制造、封装测试领域全面溃败,但在原材料和设备领域,依然有不俗的实力。之所以是现在这样的格局,可谓是“成也美国、败也美国”,而日本的半导体产业政策贯穿了整个周期。

第一幕:兴起

日本半导体产业的成长得益于冷战时代的政治红利。在朝鲜战争爆发后,美国全面支援日本,向日本提供了大量资金、转让了大量的民用和军用技术,其中就包括半导体技术,同时还向日本开放了美国市场,这就为日本民用电子产品进入美国市场进一步创造了条件。

日本以收音机、电视机等产品的对美出口,拉动了整个电子产业的飞速发展,“官产学”结合的发展模式成为日本半导体产业崛起的秘诀。

“官产学”中,官指的是政府,产指的是产业界,学指的是高校。“官产学”就是充分整合政府、产业界和学术界的力量发展经济。

日本政府在日本电子工业腾飞的过程中扮演了关键角色。日本政府于1971年和1978年先后颁布了《特定电子工业及特定机械工业振兴临时措施法》和《特定机械情报产业振兴临时措施法》,为日本半导体技术的进步和电子工业的发展奠定了法律保障。

通产省作为主管工商贸易的机构,联合日本财团投入了700亿日元,为产业发展保障资金。同时,通产省把学术界和产业界的大公司全部整合起来,从日本各大高校,以及富士通、NEC、日立、东芝和三菱等公司遴选技术骨干建立“超大规模集成电路技术研究组合”,共享研究成果,使平时互相竞争的企业能够拧成一股绳齐心协力。

这项政策实施4年之后,日本的高校、研究所和科技公司共取得了约1200多项专利,使日本在超大规模集成电路技术上与美国并驾齐驱。

在产业规划上,通产省进行了计划和协调,让各家公司都选择了各自的主攻方向,比如通产省把光刻机研发任务交给尼康和佳能,把存储芯片攻关任务交给东芝、NEC……

这样一来,既避免了技术上重复投入,又避免了门槛高的技术领域无人问津的尴尬局面。这使日本整个半导体产业在原材料、设备、设计、制造、封装、测试等环节全面发展。让NEC、东京电子、尼康、佳能、日立、东京精密、索尼、富士通、三菱电机等一批优质企业在技术上和商业上都取得了显著进步。

从1970年至1985年,日本电子产业的产值增加了5倍,内需增加了3倍,出口增加了11倍。在很多领域,美国科技公司被日本企业打的节节败退。比如,在存储芯片领域,日本公司强有力的竞争力,让美国英特尔公司不得不放弃该项业务,把主营业务改为CPU。

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第二幕:幻灭

在戈尔巴乔夫当选苏联领导人之后,美苏关系也逐渐缓和。在苏联解体之后,扶持日本牵制苏联就显得非常多余。在这种大背景下,美国必然会对日本收紧枷锁,避免自己圈养的“恶犬”反噬主人。

同时,日本成在苏联解体后为世界第二经济大国,也不再甘心唯美国马首是瞻,开始在经济上频频挑战美国。当时,美国哈佛大学一位教授还撰写了一本极力吹捧日本,唱衰美国的书,这本书的书名叫《日本第一》。此书暗合很多日本人的心理,一度在日本非常畅销。

既然日本越来越“不听话”,美国随即转变了对日政策。作为日本经济支柱之一的电子电子产业,也是美国的重点打击对象。

美国通过美元相对日元贬值、反侵销诉讼、扶持韩国企业和中国台湾企业打击日本电子产业。

经过一系列组合拳,日本电子产业的发展速度大幅放缓,从1985年至2000年,日本电子产业产值只增长了1.5倍。作为对比,从1970年至1985年,日本电子产业产值足足增长了5倍有余。

在2000年后,随着台积电、三星、LG、日月光等韩国和中国台湾企业崛起,日本电子产业进入衰退期。至2013年,电子产业产值只有11万亿日元,还不到巅峰时期产值的一半。贸易收支也连续多年处于赤字状态。

进入20世纪后,索尼、夏普、东芝等曾经的明星企业,纷纷遭遇滑铁卢:

2014年,索尼亏损1700亿日元。而且索尼在之前的7年中6年处于亏损状态,很大程度上靠卖大楼和债转股续命,已然成为僵尸企业。

2015年,夏普亏损超过1000亿日元。同年,日本东芝亏损5500亿日元,裁员10600人。更要命的是东芝被曝出连续6年财务造假,虚报利润1700亿日元,而且涉及四大业务部门,

3任社长参与其中......为填补巨额亏损,东芝将核电业务全部出售。

2016年,夏普被鸿海收购,但在收购过程中爆出夏普之前通过财务造假,隐瞒了3500亿日元的债务。

同年,东芝亏损再创新纪录,高达9500亿日元。为了弥补财务亏空,东芝不得不在2017年把存储芯片业务卖给了贝恩资本等财团。

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第三幕:挽救

不过,随着中美矛盾升级,美日之间又融洽了起来。2022年1月,哈里斯访问日本期间集中会见了富士通、东京电子、尼康等日本半导体相关企业高管,宣讲美国芯片法案优惠政策,游说设备材料领域优势日企在美投资。

对此,日本方面态度相当积极,前后两任经济产业大臣萩生田光一、西村康稔积极接洽,达成了美日合作开展2nm制程先进制造工艺联合开发的双边协议,双方将合资建设一条试验产线,2025年前开始运转。

日本政界、商界之所以比较积极,主要是希望借助Chip 4这一平台,实现其自身半导体产业的复兴。2022年5月,时任经济产业大臣萩生田光一访美时就曾感慨“在半导体领域与美国合作,感觉到了命运的奇异”,充分流露出对八十年代日本半导体产业高光时刻的无比眷念。

综合来看,日本政界、商界的所作所为,从引进台积电合资建设晶圆厂,到与美国合作开发先进制程制造工艺,及至近期昭和电工等12家日本设备材料巨头组建JOINT2联盟,攻关先进封装技术,无不体现出日本抢抓外部机遇发展本国产业的用意。

只不过天意弄人,在失去发展机遇期后,日本半导体产业已经无力回天。

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他山之石 可以攻玉

正所谓“成也美国,败也美国”,日本电子产业的高速发展得益于美国输入海量资金和技术,而日本电子产业走下坡路,美国改变对日本的扶持政策也是重要因素。

在本土市场狭小,人口有限,且技术上对美国有依赖的情况下,美国的态度,很大程度影响着日本电子产业的命运。

当下,中国正处于转型升级的发展机遇期,中国的劳动密集型产业正向本国中西部地区和东南亚、非洲转移,与此同时,中国在半导体、通信、汽车、光伏、造船、装备制造等产业向西方国家发起冲击。

他山之石,可以攻玉,中国完全可以借鉴日本的成功经验发展本国半导体产业。

一是重视顶层设计。日本半导体产业崛起的过程中,日本政府发挥了巨大作用,从法律、资金和产业规划上,日本政府提供了全方位的引导和服务。

近些年来,虽然国家出台各种政策扶持半导体产业发展,但从实际情况看,基本处于野蛮生长状态,对半导体产业发展缺乏具体规划。从集成电路大基金的使用情况看,由于用人不当,所托非人,大量应当原本用于发展半导体产业的资金没有用在刀刃上,反而诱发一系列贪腐问题。

从核高基01专项看,专项资金基本被用于引进X86和ARM处理器,对自主CPU的扶持微乎其微,引进的ARM处理器在中美科技战后“断供”、“绝版”,相比之下,拿风投机构资金,从工控和嵌入式行业赚钱的自主CPU反而在性能上追平了10代酷睿四核处理器。

政策上“重引进,轻自主”也就罢了,发展规划也非常混乱,国内CPU公司光指令集就有X86、ARM、RISC-V、Power、MIPS、LoongArch、SW64、Sparc,即便是信创市场,依然有5种指令集,各种指令集之间互不兼容,不仅大幅加重软件厂商适配成本,还形成生态壁垒,严重限制了CPU厂商的市场竞争,使一些CPU厂商虽然在性能上大幅落后于竞争对手,但依然可以依靠软件生态壁垒收割利润。

就AI芯片、GPU、FPGA等芯片来看,基本处于自由生长状态,一大堆初创公司依靠PPT融资,不少公司烧光钱后一地鸡毛,造成了资源的巨大浪费。

从结果上看,在CPU、GPU、FPGA、NPU等方面,要么产业政策效费比很低,要么压根就没有发展规划,甚至有些产业政策还在帮倒忙。

因此,在顶层设计上,必须重点扶持真正掌握核心技术,真正能够独立自主实现技术迭代的公司,不应给予“马甲芯片”公司,“PPT芯片”公司政策红利,国家专项资金应当扶持那些真正和外商拼刺刀的公司,政府应当引导社会资本投资那些真正的实干者。

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二是全国一盘棋协作。日本半导体产业崛起的头号功臣就是通产省,近乎是采取了具有浓厚社会主义色彩的全国大协作实现了日本半导体产业的技术突破和全面发展。

半导体产业链很长,设计、设备、原材料、制造、封装测试任何一个环节掉链子就是满盘皆输,因此,必须以全国一盘棋的方式引导产业链齐心协力。

过去,大陆IC设计公司习惯于购买ARM授权,习惯于购买台积电工艺,习惯于购买欧美EDA工具,然后抱怨整机厂青睐英特尔、AMD、高通的芯片;大陆的晶圆厂习惯于购买日本原材料,习惯于购买欧美日的设备,然后抱怨大陆IC设计公司青睐台积电;大陆的设备商习惯于从欧美购买零部件,然后抱怨大陆晶圆厂青睐国外设备.......

这种现状导致本土的半导体产业链都是“外循环”,很难形成“内循环”。正是因此,在中美科技战后,一批大陆半导体公司非常窘迫。

诚然,中芯国际等一批本土企业已经开始重视扶持本土供应商,局部已经有了一些国产化替代,但这更多是不得已而为之,是在中美科技战后,受局势所迫退而求其次,只能选国产。

未来,必须降低本土企业之间的内耗,进一步加强彼此之间的合作,逐步形成完全自主化的产业链。

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