日本拥有哪些全球垄断性行业？

要说明的是，其实世界上没有绝对的垄断。那种制造垄断，行业第一的模式其实本身值得商榷。因为事实证明，大多数人的智力水平差距没那么大，技术这道坎，很容易通过资本堆积强推过去。所以，我们说的垄断，并非完全的垄断，而是一些优势产业。题主问日本，那么我们就来谈几家日本的优势企业优势行业。

这家传感器供应商在互联网时代大展拳脚，其业务能力十分庞大，其传感器业务营收稳定在人民币百亿附近。属于比较前沿的 科技 工业公司。传感器技术,通信技术和计算机技术是现代工业三大支柱。未来人工智能需求也不低。在这个方面，国内传感器发展如今依然处于瓶颈期。有量，但是技术积淀不够。很多人可能依然在盯国外的半导体技术，殊不知传感器，才是限制走向未来的关键法门。

我国技术凸起，主要来自于NCM技术，也就是三元锂电池里面的镍钴锰酸锂电池，原因就是松下牢牢的掌握着生产镍钴铝酸锂的技术，这种技术制备难度较高。我国权衡后，决定弯道超车。当然，NCM技术可以说打破了垄断，不过两条技术路线的优劣，实际上还没有决出胜负。大概最后还是要看特斯拉的选择，他是否最后会选择NCM来替代他现在的电池呢？可以期待。日本很多技术也是有其本身的问题，其追求精益化，喜欢关门搞研发。所以经常会出现技术很好，但是商业化一般的产品。 历史 上典型的，就是等离子电视。

吉田拉链，能够卖到将近人民币400亿的全球营收，是不是很令人吃惊？不用吃惊，吉田拉链在中国有三个制造工厂，所以，其并不是什么拉链技术，其实资源整合者，老牌供应商，和德国沃斯集团卖螺丝钉，有点类似。

小厂子，全世界6成份额。超低温和强磁场的技术能力世界一流。

前段时间，日韩一感冒，他就上前台曝光。9成市场份额不是盖的。

生物制药领域日本企业普遍规模不如欧盟，比不过辉瑞，罗氏。但是研发创新能力很强。主流的生物单抗，主流的药物研发在各个种类上都和欧美有追赶和对抗。

以上，其实日本的企业呈现两极化。好企业要么是大财团，要么是小而美。主流工业小而美为主。但是日本工业有个很大的缺点，那就是比较封闭，他们关上门自己搞一套，然后技术难度很高，他们认为有足够的壁垒。结果，全世界人民不喜欢。所以，日本工业适合单点突破。他们有创新，比如在芯片领域，工业上某个领域，做精可以，但是整合能力欠缺。

比如这几年明显下坡的日本家电和消费品。你会发现日本制造和我们中国制造没有太多的不同。因为当我们拿到一个手机，我们并没有觉得日本索尼手机和中国华为比有什么优势。同样的，佳能相机的竞争者也越来越多。但是日本人关上门来自己玩一套的能力有时候也是大有裨益。比如很多领域，其实向产业链上游找，你总能找到日本的企业。日本和德国的企业模式，很多人叫做隐形冠军。赫尔曼西蒙收集了全世界2734家隐形冠军公司的数据，德国拥有1307家隐形冠军，是数量最多的国家，美国是366家，日本是220家，中国68家（个人认为这种数据并不是很公正，但是能说明一些小问题）。

三井集团

是日本的四大垄断财阀之一，是由三井家庭统治的财阀而发展起来的。在第二次世界大战以前和战争期间，该财阀一直居日本四大财阀之首，是日本经济工业化进程中的重要推动力量。

三井集团的东京芝浦和石川岛播磨两大支柱企业，二战后一度均奄奄一息、濒临倒闭。经土光敏夫的"让一切充满活力"的整顿治理，均重获新生，东芝成为日本工业5强、石川岛成为日本工业50强之一，称雄于国际市场。

三菱财团

三菱财阀的 历史 可以追溯到岩崎弥太郎在土佐藩经营的运输业务。岩崎弥太郎在1870年(明治3年)担任土佐藩在大阪。

三菱财团市西区堀江设立的土佐藩藏屋敷(负责储藏并贩卖来自各地方大名的货物的组织)中99家商会的领袖。次年，日本实行废藩置县，99家商会成为个人企业。于是岩崎弥太郎从土佐藩购买了三艘船只，在1873年设立三菱商会，开始经营海运(后发展为日本邮船)和商贸(后发展为三菱商事)等业务。

安田财团

安田财团正式成立于1966年，目前由30家左右的大企业组成。日本人称富士山为"芙蓉之峰"，所以富士财团又称芙蓉财团，该财团在日本制造业、商业和金融业等各重要领域有较大的影响力。其核心企业有富士银行、日产 汽车 、日本钢管、札幌啤酒、日立、丸红、佳能以及日本生产轴承最大企业日本精工及农业机械最大厂家久保田等。以纺织业起家的丸红商社是日本的大型综合商社，是世界最大的商贸企业之一。富士财团的经理会称"芙蓉会"。

住友财团

19世纪中叶，日本市场逐步对西方开放，住友商社也更为广泛地在冶钢及炼钢等领域发展起来。到20世纪初，住友家族已经迅速发展成为日本国第三大金融财阀。上世纪30年代及第二次世界大战期间，一些颇具政治影响力的垄断集团成为日本军国主义的主要追随者，住友财团也不例外。在此期间，住友财团的家族集中化更加明显，该财团的大部分产业都集中到了住友家族手中。到1937年，住友家族的第16代传人已经掌握了财团股本总额的90%之多。

日本战败后，各财阀在美国的限制下纷纷解体而改组成为企业集团。随着战后财团的解体，住友旗下的企业也走上了各自独立的道路，住友家族在日本政治经济上的影响力也大大削弱。但是，随着战后日本经济的复苏，住友财团又东山再起，日益发展壮大。在不同的事业领域中发挥着作用，从那以后，住友商社更加广泛地参与国际间金属、机械、石油、化工、食品及纺织等领域的贸易活动，成为住友财团的核心企业及日本四大贸易商之一 。住友政友的《文殊院旨意书》作为住友的企业精神被代代传承。现在住友集团已经成为日本屈指可数的企业集团之一。旗下多家企业进入世界500强的行列。

朋友们好！

日本现在虽然在大众市场上面的产品逐步在减少，但是日本仍然在工业市场上面很多领域内占据了比较领先的地位，甚至是处于垄断的地位。下面我们就来看一下，日本在那些领域内在世界上处于领先地位的。

佳能精机公司就是 Canon TOKKI， 生产真空蒸镀机，工厂很小，只有343名员工，但是每年却能够创造几十亿美元产值。真空蒸镀机的能够将 OLED 发光材料附着在玻璃基板上，是 OLED显示器必不可少的。佳能精机一年只生产九台，订单往往要等两年以上，可以说是处于垄断地位。

日本高精度机床产业可以说是世界上最先进的了。日本拥有森精机、大隈、天田、捷太科特、牧野、小松等上百家超高精度机床生产企业。这些机床可以用于军工产业，山崎马扎克（MAZAK）是美国军工厂的机床特供方，F22战斗机的发动机是用日本新日本工机的五轴机床加工出来的，还有一些超跑的十缸，十二缸的发动机是由日本松浦机械的精密机床加工出来的。

日本在半导体材料生产方面长期保持领先的优势，生产半导体芯片需要19种左右的必须的材料，缺一不可，且大多数材料具备极高的技术壁垒。现在日本企业在硅晶圆、合成半导体晶圆、光罩、光刻胶、等14种重要材料方面均占有50%以上的份额。

目前碳纤维生产核心技术主要掌握在日本东丽、帝人和三菱公司手中。这些公司目前仍跻身世界最大的碳纤维生产商行列，占据了全球70%以上的市场份额。

目前来说，全球范围内碳纤维生产工艺领域申请量进入全球排名前10位的都是日本申请人。

在CMOS摄像头领域，日本索尼占全球的50%份额，而这仅仅是日本的一个公司。现在我们的手机产业可以说对于CMOS的需求量非常大，不过本国的产量根本供不上需求。现在好多比较好的CMOS摄像头还是来自于日本。

日本在高端电阻、电容、电感等 产业拥有很强的控制力， 例如日本村田、TDK公司、Taiyo公司、京瓷是全球SAW滤波器主要供应商，日本村田和Taiyo公司是电容电感主要供应商。被动元件的主要应用领域有消费电子、 汽车 电子、家电等，其中消费电子占据行业70%以上应用空间。

现在可以说日本在被动元件领域内，特别是高端电阻，电容，电感等领域内拥有较强的控制力。

综上所述，日本现在虽然在消费者领域内竞争力有所下滑，但是在工业领域内可以说仍然保持着很强的竞争力。包括高端机床产业，半导体高端材料，碳纤维，摄像头，高端电阻，电容，电感等产业，已经显示产业等还是处于全球领先的地位。

感谢阅读！

1，传感器：基恩士，这家传感器供应商在互联网时代大展拳脚，其业务能力十分庞大，其传感器业务营收稳定在人民币百亿附近。在这个方面，国内传感器发展如今依然处于瓶颈期。有量，但是技术积淀不够。

2，超高真空扫描探针：unisoku，小厂子，全世界6成份额。超低温和强磁场的技术能力世界一流。

3，真空蒸镀机：Canon Tokki，前段时间，日韩一感冒，他就上前台曝光。9成市场份额不是盖的。

4，拉链：YKK，吉田拉链，能够卖到将近人民币400亿的全球营收，吉田拉链在中国有三个制造工厂，所以，其并不是什么拉链技术，其实资源整合者，老牌供应商，和德国沃斯集团卖螺丝钉，有点类似。

5，锂电池技术NCA：松下，我国技术凸起，主要来自于NCM技术，也就是三元锂电池里面的镍钴锰酸锂电池，原因就是松下牢牢的掌握着生产镍钴铝酸锂的技术，这种技术制备难度较高。我国权衡后，决定弯道超车。

说实话，垄断性行业在哪个国家都不太存在，原本现在就是一个全球化的 社会 ，火箭都有很多人在造了，不再是一个国家主宰的世界格局了。但是话说回来，在某个行业，某个国家存在绝对优势也是正常，因为产业分工不同，造成了现在的这局面。 所以下文我要讲的是，日本有哪些几乎被垄断的行业或者产品。

在基础化学领域，日本MMA（生产透明有机玻璃的原材料），日本三菱レイヨン占据了全球38%的份额，可以说是半垄断的地位，在光学以及 汽车 领域，应用十分的广泛；在平板玻璃上，旭硝子以及日本板硝子两家公司，占据了全球15%的份额；信越化学，在聚氯乙烯树脂方面占据了10%的地位；

在高性能化学领域，日本的地位更加重要，有些材料可以占据到全球一半以上的份额！

日本的TOSOH（东曹株式会社）占据了全球60%的份额，锆氧是用在耐火材料、燃气轮机以及陶瓷等领域的基础材料，是耐高温的主要材料之一。

晶圆的名称，由于最近国内芯片的话题十分流行，所以很多人也都听说过。现在我国还没有太大的能力生产12inch以上的晶圆。日本的信越化工和SUMCO占据了世界上60%以上的晶圆份额，之前的半导体涨价，也是和晶圆的生产能力有关；

EVOH树脂材料，日本的kuraray公司占据了65%，日本合成化学占据了25%的份额，合计占据了全球80%的份额。

在液晶显示领域，可以这样说：如果没有日本厂家，这个领域很难发展。

上图是一架飞机上使用碳素纤维的地方，几乎覆盖了飞机的上下左右。日本公司占据碳素纤维的比例为70%，其中东丽占据了40%，东邦占据了20%，其余日本公司占据了10%。 用在防d衣上的聚芳酰胺纤维，日本帝人一家公司，就占据了全球的50%份额！

汽车 部材方面，日本企业更是了得。粘合性聚烯烃，英文叫做ADMER，因为其对金属、玻璃以及陶瓷材料有着很强的粘合力，所以多数用在 汽车 以及加油站需要粘合的地方。 这种材料是日本三井化学独自开发的，因此占据了全球100%的份额；

我们都知道福耀玻璃，是我国的民族企业，每年的生产量很大。但是殊不知，从全球范围内来看，日本企业的份额也占据了三分之一以上，其中旭硝子可是占据了20%以上的份额的，日本板硝子虽然也有不少 汽车 玻璃的份额，但是这家公司并不是靠着 汽车 玻璃挣钱的；

除了上述的以外，还有很多领域日本同样有着很大的优先地位。

比较容易列举和熟知的就是上述的一些领域了，其他的领域也欢迎各位读者在下方留言补充！

部分文章介绍：

《守护东京的“地下神殿”：宛如科幻片》

《 日本“90后”精英：阶级已固定，只是你们看不见》

《一场台风，让日本人的歧视 社会 “原形毕露”》

日本一直是低调的国家，在工业方面有很多领先世界的产品。日本仍然在工业市场上面很多领域内占据了比较领先的地位，甚至是处于垄断的地位。下面我们就来看一下，日本在哪些领域内在世界上处于领先地位的。

显示产业

佳能精机公司就是 Canon TOKKI，生产真空蒸镀机，工厂很小，只有343名员工，但是每年却能够创造几十亿美元产值。真空蒸镀机的能够将 OLED 发光材料附着在玻璃基板上，是 OLED显示器必不可少的。佳能精机一年只生产九台，订单往往要等两年以上，可以说是处于垄断地位。

2020年8月7日，华为余承东公开表示海思麒麟高端芯片已经“绝版”，中国最强的芯片设计公司，就在我们眼皮子底下被锁死了未来。

华为海思推出第一款麒麟（Kirin）芯片是在2009年，虽然当时反响一般，但奏响了麒麟腾飞的乐章，随后每一年都有不小的进步：麒麟925带领Mate7打入高端阵营；麒麟955助力华为P9销量过千万……自己研发的芯片，成为华为手机甩开国内友商的最大武器。

然而到了2020年8月7日，麒麟系列的高端芯片却被迫提前退休，余承东表示麒麟系列中最先进的Kirin 990和Kirin 1000系列，在9月15日之后将无法生产，华为Mate40将成为麒麟高端芯片的绝唱。绝版的原因很简单：受到美国禁令影响，台积电将不再为华为代工。

台积电并非没有抗争。全球高制程工艺一线难求，台积电话语权其实很强，而且几周前刚刚超过英特尔成为世界第一大半导体公司。所以面对美国禁令，台积电也曾斡旋过，但只要美国提起一个公司的名字，就能让台积电高管们吓出冷汗。这个公司就是： 福建晋华。

福建晋华成立于2016年，目标是在存储芯片领域实现突破。福建晋华是IDM一体化工艺，即设计、制造、封装都要做，一旦产品落地，对大陆整个半导体工艺的都会有所带动和提升。晋华一期投资款高达370亿元，还和台湾第二大代工厂台联电进行了技术合作。

研发人员日夜奋战，成立一年多后，晋华就打造出了一座12寸的生产线，并准备投产，不料却迎来了 资本主义的铁拳。

2017年12月，美国镁光 科技 即刻以窃取知识产权为由开始狙击晋华，晋华也不甘示弱，双方在中国福州和美国加州互相起诉。就当局势焦灼之时，早就虎视眈眈的特朗普政府在2018年10月29日发起了闪电战： 将福建晋华列入实体名单，严禁美国企业进行合作。

禁令发出后，和晋华合作的美国应用材料公司（Applied Materials）的研发支持人员当天就打包撤离，另外两家美商科磊和泛林也迅速召回了前来合作的工程师。更严重的是，由于设备中含有美国原件，欧洲的阿斯麦、日本东京电子也暂停了对晋华的设备供应。

晋华员工回忆外资撤退场景时，总结说：“这些人根本给我们时间道别。”

福建晋华官网上的生产进度，停留在了2018年试投片日，迟迟没有更新，而产品页则直接显示“页面在建设”中。去年5月10日，英国《金融时报》称，晋华已经开始寻求出租或者出售自己的工厂。仅仅一个回合，担当中国存储突破的种子选手，就被打倒在了起跑线上。

“实体名单”就像是一份死刑通知书，可以瞬间让企业坠入地狱。美国制裁的决心、打击的力度，令同样采用美国核心零部件和核心技术支撑的台积电不寒而栗。同样，本来兴致勃勃要来抢台积电蛋糕的三星没了下文；中芯也含蓄地表示，可能不能为“某些客户”代工。

为什么这些公司不愿意去触碰美国“逆鳞”？半导体领域，美国真的就独霸天下吗？其实并不然。

虽然美国半导体行业产值大约占全世界的47%，体量上处于绝对优势；但韩国、欧洲、日本、中国台湾、中国大陆等其他“豪强”也各有擅长，与美国的差距并不是无法越过的鸿沟。

比如， 韩国 在产值1500亿美金的存储芯片领域，占据压倒性优势，双强（三星、海力士）占据65%市场；

欧洲 在模拟芯片领域有三驾马车（英飞凌、意法半导体、恩智浦），从80年代起就从未跌出全球二十强。

日本 不但有独步天下的图像识别芯片，以信越日立为首的几家公司，更是牢牢扼住了全世界半导体的上游材料。

中国台湾在千亿美元级别的芯片代工领域，更胜美国一筹，台积电和联电占据60%的规模，以日月光为首的封测代工也能抢下50%的市场；

中国大陆依托庞大的下游市场，近年芯片设计领域发展迅速，不但诞生了世界前十的芯片设计巨头华为海思，整体芯片设计规模也位居世界第二。

这些企业从账面实力来看，甚至可以让芯片行业“去美国化”，合力搞出一部没有美国芯片的手机。 但美国515禁令一下，各路豪强却莫敢不从。

一超多强的局面似乎就像“纸老虎”，在美国霸权之下，众半导体商分封而治可能才是目前的“真相”。大家忌惮的，其实是美国手握的两把利剑：芯片设备和设计工具 。 这两把剑又和日本的材料一起，组成了威力极强的美日半导体霸权三张牌： 设备、工具和材料。

那么，美日手中握的这三把剑究竟可怕在何处？是如何能挟制各路 科技 巨头豪强？了解这些答案，才能了解华为们的突围之路。

一、设备：芯片制造的外置大脑

设备商对于一般行业而言，就是个卖铲子的，交钱拿货基本就完事儿了；但 半导体设备商却不同，不仅提供设备卖铲子，还要全程服务卖脑子，可谓是芯片制造商的外置大脑 。

芯片制造成本高昂，只有将良品率控制在90%上下，才不会亏本。但要知道，芯片制造，工序一千起步，这就导致，哪怕每一步合格率都有99%，最终良率都会在0.9*0.9的多次累积下，趋近于0。因此，要想不亏本， 每个步骤的合格率就得控制在99.99%乃至99.999%以上。

要达到这个状况，就对设备的复杂度提出了超高要求。 就目前最先进的EUV光刻机来说，单台设备里超过十万个零件、4万个螺栓，以及3000多条线路。仅仅软管加起来，就有两公里长。这么一台庞大的设备，重量足足有180吨，单次发货需要动用40个货柜、20辆卡车以及3架货机才能运完。

而更为重要的是，即使设备买回来，也远不是像电视冰箱一样，放好、插电就能开动这么简单。一般来说，一台高精度光刻机的调试组装，需要一年时间。而零件的组装、参数的设置、模块的调试，甚至螺丝的松紧、外部气温都会影响生产效果。哪怕一里外的一辆地铁经过，都能导致多数设备集体失灵。

这也是所有精密仪器的“通病”。比如，十年前，北京大学12个高精度实验室里价值4亿元的仪器突然失灵，而原因居然是位于地下13.5米深的北京4号线经过了北大东门产生了1Hz~10Hz的震动，为此北大高精度实验室不得不集体搬家。

因此， 半导体制造设备每开动一段时间，就必须联系专门原厂服务人员上门调校。 荷兰光刻机巨头ASML阿斯麦曾有一个客户，要更换光器件；由于当时阿斯麦的工程师无法出国，便邀请客户优秀员工到公司学习，用了近2个月，才仅仅掌握了单个零部件更换的技能。

因此，阿斯麦、应用材料等半导体巨头，不只是把设备卖掉就结束了，更是在中国建立了2000人左右的庞大支持团队。其中应用材料的第二大收入就是服务，营收占比超过25%，而且稳定增长，旱涝保收。

而设备厂的可怕之处正在于， 不但通过“一代设备，一代工艺，一代产品”决定了制造厂的工艺制程，更是通过售后服务将制造厂牢牢的拿捏在手中 。 随着工艺越来越越高精尖，设备商的话语权也正在进一步提升。

设备商的强势，可以从利润上明确的反映出来。过去5年，芯片制造厂的头部效应越来越明显，但上游设备商的净利润率反而大幅提升：泛林利润率从12%提升到22%，应用材料从14%上升到18%。代工厂想要客大欺店，那是根本不存在。

也正因如此，在长达六十年的时间里，美国一直都在以各种手段，来保证自己在设备领域的绝对主导地位。

根据2019年全球顶级半导体设备厂商排名，全球前五大半导体设备商占据了全球58%行业营收。 其中，美国独占三席；其余两席，一席是日本的东京电子，另一席荷兰的阿斯麦，恰巧，这两家又都是美国一手扶持起来的。

具体来说，应用材料（AMAT）和泛林（LAM）、科磊（KLA），是根正苗红的美国企业。

其中，泛林在刻蚀机的市场占有率高达50%以上。应用材料则不仅在刻蚀机领域与泛林平分秋色，在离子注入、化学抛光等等细分设备环节也都占据半壁江山，甚至高达70%。科磊则在半导体前道检测设备领域占据了50%以上的市场，并在镀膜测量设备的市占率达到了98%。

而光刻机巨头阿斯麦，看似是一家荷兰企业，其实有一颗美国心。 早在2000年前后，光刻机市场还停留在DUV（深紫外）光刻阶段，日本尼康才是真正的霸主，但到了EUV（极紫外）阶段，尼康却在美国的一手主导下被淘汰出局。

原因很简单，EUV技术难度登峰造极： 从传统DUV跨越到EUV，意味着光源从193nm剧烈缩短到13.5nm。这需要将20KW的激光，以每秒5万次的频率来轰击20微米的锡滴，将液态锡汽化成为等离子体。这相当于在飓风里以每秒五万次的频率，让乒乓球打中一只苍蝇两次。

当年，全球最先进的EUV研发机构是英特尔与美国能源部带头组建的EUV LLC联盟， 这里有摩托罗拉、AMD、IBM，以及能源部下属三大国家实验室，可谓是集美国科研精华于一身。 可以说，只有进入EUVLLC联盟，才能获得一张EUV的门票。

美国彼时正将日本半导体视为大敌，自然拒绝了日本尼康的入会请求，而阿斯麦则保证55%零部件会从美国供应商处采购，并接受定期审查。这才入了美国的局，从后起之秀变成了“帝花之秀”。

美国不仅对阿斯麦开了门，还送了礼：允许阿斯麦先后收购了美国掩罩技术龙头Silicon Valley Group、美国光刻检测与解决方案玩家Brion、美国紫外光源龙头Cymer等公司。 阿斯麦技术心、研发身，都打上了星条旗烙印。那还不是任凭美国使唤。

而早年的东京电子，只是美国半导体始祖仙童半导体（Fairchild）的设备代理商，后来又与美国Thermco公司合资生产半导体设备，直到1988年才变成日本独资，但东京电子身上也已经流着美国公司的血。

因此，在2019年六月，面对第一轮美国禁令，东京电子就表示：“那些被禁止与应用材料和泛林做生意的中国客户，我们也不会跟他们有业务往来”，义正词严表明了和美系设备商共进退。

至此，美国靠着多年的“时间积累”和超高精密度“工艺技术”，在设备领域形成了牢牢的主动权。而时间和技术，都不是后进者可以一蹴而就的。

二、EDA(设计软件）：生态网络效应下的“幌金绳”

如果说设备是针对芯片生产的一把封喉剑，那么 EDA无疑是芯片设计环节的“幌金绳”，虽不致命但可以令“孙悟空”束手束脚、无处施展。

EDA这根“幌金绳”分三段： 首先，它是芯片设计师的“PS软件+素材库”， 可以让芯片设计从几十年前图纸上画线的体力活，变成了软件里“素材排列组合+敲敲代码”的脑力活。而且，现在仅指甲盖大小芯片，也有几十亿个晶体管，这种工程量，离开了EDA简直是天方夜谭。

20年前的英特尔奔腾处理器的线路图一角，目前晶体管密度已经上升超过1000倍

其次，EDA的奥秘，在于其丰富的IP库。 即将经常使用的功能，标准化为可以直接调用的模块，而无需设计公司再重新设计。如果说芯片设计是厨师做菜的话，软件就是厨具，IP就是料包。

而事实上，EDA巨头公司，往往是得益于其IP的独占。比如Cadence（楷登电子）拥有大量模拟电路IP，而其也是模拟及混合信号电路设计的王者；而Synopsys（新思 科技 ）的IP库更偏向DC综合、PT时序分析，因而新思在数字芯片领域独占鳌头。

而在全球前三的IP企业中，EDA公司就占了两个，合计市场份额高达24.1%。在Synopsys的历年营收中，IP授权是仅次于EDA授权的第二业务。

EDA还有一项重要的功能是仿真 ，即帮设计好的芯片查漏补缺。毕竟一次流片（试产）的成本就高达数百万美金，顶得上一个小设计公司大半年的利润。业内广为流传一句话： 设计不仿真，流片两行泪。

加州大学教授有一个统计测算，2011年一片SoC的设计费用大概为4000万美元，而 如果没有EDA，设计费用则会飙升至77亿美元，增加了近200倍。

因此，EDA被誉为半导体里的最高杠杆，虽然全球产值不过一百多亿美元，但却可以影响全球五千多亿集成电路市场、几万亿电子产业的发展。

EDA如此高效好用，那我国自主化状况如何呢？很可惜，比 *** 作系统还尴尬 。

我国最大的EDA厂商华大九天在全球的份额差不多是1%，而美国三大厂商Synopsys（新思 科技 ）、Cadence（楷登电子）以及Mentor Graphics（明导 科技 ，2016年被西门子收购）则占据了80%以上的市场。

这也就导致了虽然我国芯片设计位居世界第二，但美国一声令下，芯片设计就会面临“工具危机”，巧妇难为无米之炊。不过，既然软件已经交过钱了， 用旧版本难道不行吗？

很可惜，并不能。

因为这背后有一张EDA商、IP商、代工厂们互相嵌合的生态网。EDA是不断更新的。新的版本对应更新的IP库和PDK文件。而PDK即工艺设计包，则又包含了芯片工艺中的电流、电压、材料、流程等参数，是代工厂生产时的必备数据。 新EDA、新IP、新工艺，互相促进、互为一体。

因此，用旧版的软件就会处处“脱节”：做设计时无法获得最新的设计IP库，找代工厂时又无法和工艺需要最新的EDA、PDK进行匹配。长此以往，技术越来越落后，合作伙伴也越来越少。不过既然EDA不过是0101的代码，从破解小组里找几个高手不就好了吗？

很遗憾，也几乎不可能。

每个EDA软件出厂时都会内嵌一个Flexlm加密软件， 把EDA和安装的设备进行一一锁定 ，包括主机号、设备硬盘、网卡、使用日期等信息。而Flexlm的密钥长度达239位，暴力破解的难度非常大。如果用英特尔高性能的CPU来破解的话，需要4000左右的核年（core-year），也就是说 用40核的CPU，需要100年 。

当然，也可以采用分布式的方式，继续增加CPU数量减少时间。然而，即使破解成功了，来到了全新的IP库门前时，也会被EDA厂商通过“修改时间、文件大小、确认IP来源”等方式，再次进行验证，然后被拒绝。油然而生一股挖了百年地下隧道、却撞到石头上的酸爽。

破解并不有效，也不敞亮，还和我国知识产权保护的态度相违背。因此，依然还是要靠华大九天等公司自研崛起。那么， 这条出路有多宽呢？ 其实单纯写出一套软件，难度并不大。关键还是要有海量丰富的IP、PDK，以及产业上下游的支持配合。单点突破未必有效，需要军团全面突围，而这并非一朝一夕之功。

三、材料：工匠精神最后的堡垒

2019年，日韩闹了矛盾，双方都很刚，但日本断供了韩国几款半导体材料后，没多久韩国三星掌门人李在镕就飞往日本恳请松口了，后来他更是跑到比利时、中国台湾，试图绕道购买或者收点存货过日。

按理说，韩国也是半导体强国，三星在设计、制造领域更是主要玩家，但面对区区几亿美金的材料，却被闹得狼狈不堪。

材料真的有这么难吗？讲真，半导体原始材料是非常丰富的，比如硅片用的就是满地球的沙子。但要实现半导体的“材料自由”，却并不容易，必须打通任督二脉： “纯度”、“配方” 。

纯度是一个无止境之路。我国已经实现自产的光伏硅片，一般纯度是6-8个9，即99.999999%，但半导体的硅片纯度却是11个9，而且还在不断提高。小数点后多3到5位，就意味着杂质含量相差了1000到10万倍。

这个差距有多大呢？ 假设，光伏硅片里包含的杂质，相当于一桶沙子洒在了 *** 场上；那么半导体硅片的要求则是在两个足球场大的面积里，只能容下一粒沙子。

那么， 为什么必须将杂质含量降到这么低呢？ 因为原子的大小只有1/10纳米，哪怕仅有几个原子大小的杂质出现在硅片上，也会彻底堵塞一条电路通道，导致芯片局部失灵。如果杂质含量更高的话，甚至会和硅原子混在一起，直接改变硅片的原子排列结构，让硅片的导电效率完全改变。

经过刻蚀后的硅表面和锡颗粒，如同明月在金字塔后升起

要达到如此纯度，需要科学和工艺的完美结合。

一方面，需要大量基础科学仪器来辅助。比如在材料生产过程中，设备自身就会有金属原子渗透影响纯度，因此需要不断改良。而要确认纯度，也是高难度。就像特种气体，就需要专门的仪器来检测10亿分之一（PPB级）的杂质含量水平。实现这个难度，就不仅需要半导体企业，还需要奥林巴斯等光学企业出马助力。

另一方面，从实验室到工厂车间也需要工艺积累。材料制造，不仅对生产设备要求高，就连工厂里的地垫、拖把，也都是高级别特供。而且，生产车间温度、湿度的不同，也会影响材料纯度，就不得不反复尝试后得出标准。

而高纯度只是第一步，复合材料（比如光刻胶）的配置更是难以跨越的鸿沟。如果说 “纯度”是个艺术科学的话，那么“配方”就是玄学科学 。

其实，无论提纯、还是配置，基本的理论原理、工艺技术都不是难事儿。但如何选材、配比，从而实现极致的效果，却需要高度依赖经验法则，即业内常说的 “know-how” 。

同样的材料，不同的配比就会有不同的效果；就像我们用红黄蓝三色去搭配，不同的配比就能得到不同的颜色。而即使用同样的配方、采用同样的工艺， 在不同的湿度、温度甚至光照下，也会有不同，甚至相差很远的效果。

这些影响材料效果的参数，无法通过精密计算获得，只能是实验室、车间里一次次调配、实验、观察、记录、改良。有时候，为了得到10%的效果改良，可能需要花费几年。然而，这提升的10%，虽然抢占的只是几百亿规模的市场，但却影响着万亿半导体行业。

因此， 无论是提纯，还是配方，其实需要的都是超长的耐心待机、极致专注。 这不禁令人会想到日本的寿司之神，一辈子只做寿司，而一个学徒仅拧毛巾就要练五年。虽然在生活中，这种执着看起来有些迂腐可笑，但事实上，材料领域做得最好的，正是日本企业。

据SEMI推测，2019年日本企业在全球半导体材料市场，所占份额达到66%。19种主要材料中，日本有14种市占率超过50%。而在占据产值2/3的四大最核心的材料：硅片、光刻胶、电子特气和掩膜胶等领域，日本有三项都占据了70%的份额。最新一代EUV光刻胶领域，日本的3家企业申请了行业80%以上的专利。

日本在材料产能上占据优势后，又用服务将客户捆绑得死死的 。

许多半导体材料都有极强的腐蚀性和毒性，曾有一位特种气体的供应商描述，一旦气体泄漏，只需一瓶，就可以把整个厦门市人口消灭。因此，芯片制造商只能把材料的运输、保存、检测等环节，都交给材料的“娘家”材料商。

而另一方面，材料虽小、威力却大。半导体制造中几万美金的材料不达标，就能让耗资数十亿美金生产线的产品大半报废，因此制造商们只会选择经过认证的、长期合作的供应商。新进玩家，几乎没有上桌的机会。

而对于材料公司而言，下游用得越多，得到的反馈就越多，就有更多的案例支持、更多的验证机会来提升工艺、改善配比，从而进一步拉大和追赶者的差距。对于后进者而言，商业处境用一句话来形容就是：一步赶不上、步步都白忙。

日本能取得这个成就，其实离不开日本“经营之圣”稻盛和夫在上世纪80年代给日本规划的方向：欧美先进国家不愿再转让技术的条件下，日本人除了将自己固有的“改良改善特质”发扬光大之外，别无出路；各类企业都要在各自的专业领域内做彻底，把技术做到极致，在本专业内不亚于世界上任何国家的任何企业。

这种匠人精神，令日本在规模不大的材料领域，顶住美国、成为领主。

四、何处突围

我们在做产业研究的时候，有个强烈的感受， 中国似乎在美国的打压中，陷入一个被无限向上追溯的绝境：

发现芯片被卡脖子后，我们在芯片设计领域有了崛起的华为海思，但随后就发现：还需要代工领域突破；当中芯国际攻坚芯片代工制造时，却又发现：需要设备环节突破；当中微公司、北方华创在逆袭设备、有所收获时，却又发现：设备核心零部件又仰人鼻息；当零部件也有所进展时，又发现：芯片材料还是被卡脖子。

而当我们继续一步步向前溯源、“图穷匕见”时，才发现一切都回到了任正非此前无数次强调的 基础科学 。

回顾来看，如果没有1703年建立的现代二进制，那么两百年后的机器语言就无从谈起；如果没有1874年布劳恩发现物理上的整流效应，那么就没有大半个世纪后晶体管的发明和应用；而等离子物理、气体化学，更是刻蚀机等关键设备的必备基础。

而在美国大学中，有7所位列全球物理学科排名前十，有6所位列全球数学学科排名前十，有5所位列全球材料学科排名前十。 基础科学强大的统治力，成为美国半导体公司汲取力量的源泉。

在强势的基础学科背后，却又是1957年就已经埋下伏笔的美国基础学科支持体系—— 对大学基础学科进行财政支持；通过超级 科技 项目带领应用落地。

当年美苏争霸，苏联的全球第一颗人造卫星升空刺激了美国执政者，这也成为美国 科技 发展的重要转折点：

一方面，为了保持“美国领先”，政府开始直接对研究机构发钱。美国国家科学基金会（NSF）给大学的基础研究经费从1955年的700万美金，飙升到1968年的2亿美金。在2018年，NSF用于基础研究的经费，更是高达42亿美金。这长达50年的基础研究经费里， 美国联邦政府出了一半 。

尤其值得一提的是，NSF每年为数以千计的基础学科研究生提供奖学金，这其中诞生了 42位 诺贝尔奖得主。

另一方面， 美国启动了超级工程来落地研发成果。 1958年，NASA成立，挑战人类 科技 极限的阿波罗登月和航天飞机工程也就此启动。

在研究需要250万个零件的航天飞机过程中（作为对比，光刻机零件大约是10万个，一辆 汽车 只有1万多个零件），大量尖端技术找到用武之地；而这些当时“冷门”的尖端技术，又在条件成熟时，相继转化为杀手级民用品（比如从航天飞机零件中诞生的人造心脏、红外照相机）。

航天飞机的技术外溢，并不是孤例。 医院核磁共振设备中采用的超导磁铁，也正是在美国粒子加速“Tevatron”的研发中应用诞生。美国的超级 科技 工程，成为基础学科成果的试验田、练兵场和民用转化泉。

事实上，通过基础研究掌握源头 科技 ，随后一步步外溢建立产业霸权，这条路径并不只是美国的专利，也应该是各个产业强国的选择，更是面对美国打压时一条真正可行的道路。王侯将相，宁有种乎。 避免无穷尽的“国产替代向上突破”的陷阱，实现和“基础研究向下溢出”的大会师。

事实上，我们面临的困难、打压，日本也经历过。

上世纪八十年代后期，美国对日本半导体产业发起突袭：政治封杀、商业打压、关税压迫无所不用其极，尤其是培养了“新小弟”韩国来挤压日本半导体产业。没几年，日本就从全球第一半导体强国宝座上跌落了。日本半导体引以为傲的三大楷模，松下、东芝、富士通的半导体部门先后被出售。

面对美国的压制，日本选择 进军高精尖材料，用时间换空间、用匠心换信心。

1989年，韩国发力补贴存储芯片，而日本通产省制定了投资160亿日元的“硅类高分子材料研究开发基本计划”，重点补贴信越化学为首的有机硅企业。

1995年，韩国发动第二轮存储价格战前夕，而日本东京应化（TOK）则实现了 KrF光刻胶商业化，打破了美国IBM长达10余年的垄断，并在随后第五年，其产品工艺成为行业标准，全球领先。

2005年，三星坐上存储芯片老大的位置，而日本凸版印刷株式会社以710亿日元收购了美国杜邦公司的光掩膜业务，成为光罩龙头。

在韩国全力扩张产能，和其他半导体下游厂搏杀的日子里，日本一步步走到了材料霸主的宝座前。从看似掌握着无解优势的美国人手里，硬生生抢下了一把霸权剑。

但日本的成功仅仅是因为换了一个上游战场吗？显然不是。在过去30年，三大自然科学领域， 日本共计收获了16个诺贝尔奖，其中有6个都属于是化学领域 ，而这些才是日本崛起的坚实地基。

我国的基础研究怎么样呢？2018年，我国基础研究费用，在全年总研发支出中仅占5%，而这还是10年来占比最高的一年。而同期美国基础研究占比则是17%，日本是12%。 在国内各个学校论坛上，劝师弟师妹们从基础学科转向金融计算机等应用学科的帖子，层出不穷。

所以有人笑称，陆家嘴学集成电路的，比张江还多。

今年7月份，更是爆出了中科院某所90多人集体离职的迷思。诚然，每个人都有择业的自由，但需要警示的，是大家做出选择的理由。基础学科研究的长周期、弱转化、低收入，令研究员们在日益上涨的房价、动则数百亿利润造假套现面前，相形见绌。

任正非曾经感叹道：国家发展工业，过去的方针是砸钱，但钱砸下去不起作用。我们国家修桥、修路、修房子……已经习惯了只要砸钱就行。但是芯片砸钱不行，得砸数学家、物理学家、化学家……

64年前，苏联率先发射的一颗卫星让美国惊醒。美国人一边加码“短期对抗”，一边酝酿“长期创新”，从而开启了多个领域的突破、领先；而今，一张张禁令也让我们惊醒，我国不少产业只是表面上的大，急需要的是骨子里的强。

这些危机之痛，总是令人后悔不已。过去几十年，落后就要挨打的现实一次次提醒着我们， 要实现基础技术能力的创新和突破，才能赢取下一个时代。

---