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【 嵌牛导读 】 ： 半导体的应用领域很广，在集成电路、消费电子、通信系统、光伏发电、照明、大功率电源转换等领域都有应用，可以说是现代科技的骨架。半导体应用的关键领域便是集成电路。集成电路发明起源于美国，后来在日本加速发展壮大，到目前在韩国台湾分化发展。本文旨在介绍日本半导体的发家史，体会上世纪美日之间在半导体产业争霸上的血雨腥风，同时从中寻找一些我国科技产业的发展经验。
【 嵌牛鼻子 】 ： 日本半导体产业
【 嵌牛提问 】 ： 日本半导体产业是如何在美国技术封锁的牢笼中走向世界？
【 嵌牛内容 】
在集成电路行业，全球范围内的每一次技术升级都伴随模式创新，谁认清了技术、投资和模式间的关系，谁才能掌握新一轮发展主导权，在全球竞争中占据更为有利的地位，超大规模集成电路（VLSI）计划便是例证。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。
日本集成电路的起点
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ft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。
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。
（一）、芯片设计DSP与CPU被公认为芯片工业的两大核心技术。国内CPU产品研发水平最高的以“龙芯”为代表，DSP以“汉芯为代表。专家指出，从2000年开始，我国每年就使用近100亿元的国外DSP芯片，到2005年前我国DSP市场的需求量在30亿美元以上，年增长将达到40%以上。
[1]、综艺股份（600770）：
公司参股49%的北京神州龙芯集成电路设计有限公司(和中科院计算技术研究所于02年8月共同设立，注册资本1亿元)，从事开发、销售具有自主知识产权的“龙芯”系列微处理器芯片等。龙芯1号、2号的推出，打破了我国长期依赖国外CPU产品的无"芯"的历史。世界排名第五的集成电路生产厂商意法半导体公司已决定购买龙芯2E的生产和全球销售权。目前龙芯课题组正进行龙芯3号多核处理器的设计，具有突出的节能、高安全性等优势。
[2]、大唐电信（600198）：
公司控股95%的子公司大唐微电子是国内EMV卡的真正龙头，具有EMV卡芯片自主设计能力，具备完全的知识产权，芯片产品获得EMV认证的进展至少领先国内竞争对手1.5年。因此，一旦国内EMV卡大规模迁移启动，公司将最先受益，并有望随市场一起爆发性增长，从而推动公司业绩增长超出预期。
[3]、同方股份（600100）：
公司控股86%子公司北京同方微电子有限公司（简称“同方微电子”），是清华控股有限公司和同方股份有限公司共同组建的专业集成电路设计公司，同方微电子主要从事集成电路芯片的设计、开发和销售，并提供系统解决方案。目前主要产品为智能卡芯片及配套系统，包括非接触式存储卡芯片、接触和非接触的CPU卡芯片及射频读写模块等。公司成功承担了国家第二代居民身份z专用芯片开发及供货任务，是主要供货商之一。公司控股55%子公司清芯光电股份有限公司是一家生产高亮度GaN基LED外延片、芯片的高科技企业，产品质量达到世界先进水平。公司以掌握高亮度LED最新核心技术的国际化团队为核心，以清华大学的技术力量及各种资源为依托，打造世界一流光电企业。公司具有自行设计、制造LED外延生长的关键设备－MOCVD的能力。
[4]、ST沪科（600608）：
公司控股70.31%子公司苏州国芯科技有限公司是中国信息产业部与摩托罗拉公司在中国合作的结晶，接受摩托罗拉先进水平的低功耗、高性能32位RISC嵌入式CPU M*Core? 技术及其SoC设计方法以高起点建立苏州国芯自主产权的32位RISCC*Core?。在M*Core M210/M310的基础上自主研发了具有自主知识产权的C*Core?系列32位CPU核C305/C310/CS320/C340/C340M；建立了以C*Core?为核心的C*SoC100/200/300设计平台；并获得多项国家专利和软件著作权。公司控股75%子公司上海交大创奇微系统科技有限公司主营微电子集成电路芯片与系统，电子产品，通讯设备系统的设计，研发，生产，销售，系统集成，计算机软件的开发，32位DSP是交大研究中心和交大创奇联合开发，而16位DSP是由研究中心开发，交大创奇负责产业化。
（二）、芯片制造
[1]、张江高科（600895）：
2003年8月22日，张江高科发布公告称公司已通过境外全资子公司WLT以1.1111美元/股的价格认购了中芯国际4500万股A系列优先股，约占当时中芯国际股份的5%。2004年3月5日，张江高科再次发布公告，披露公司全资子公司 WLT以每股3.50美元的价格再次认购中芯国际3428571股 C系列优先股，此次增资完成后公司共持有中芯国际A系列优先股45000450股，C系列优先股3428571股。中芯国际在内地芯片代工市场中已占到 50%以上的份额，是目前国内规模最大、技术最先进的集成电路制造公司，它到2003年上半年已跃居全球第五大芯片代工厂商。
[2]、上海贝岭（600171）：
公司是我国集成电路行业的龙头，主营集成电路的设计、制造和技术服务，并涉足硅片加工、电子标签及指纹认证等领域。公司拥有较多自主知识产权，2002年以来至今申请和授权的知识产权超过220项。形成了芯片代工、设计、应用，系统设计的产业链。公司投入巨资建成8英寸0.25微米的集成电路生产线，并且还联手大股东华虹集团成立了上海集成电路研发中心，对提升公司竞争力有较好的帮助。上海华虹NEC是世界一流水平的集成电路制造企业，拥有目前国际上主流的 0.25及0.18微米芯片加工技术，是国家“909”工程的核心项目，具备相当实力。
[3]、士兰微（600460）：
公司是国内集成电路设计行业的龙头，仅次于大唐微电子排名第二，公司已掌握和拥有的技术可从事中高端产品的开发，核心技术在国内同行业中处于较高水平，具有明显的竞争优势。公司拥有集成电路领域利润最为丰厚的两块业务-芯片设计与制造，具有设计与制造的协同优势。目前专业从事CMOS、BiCMOS以及双极型民用消费类集成电路产品的设计、制造和销售。公司研发生产的集成电路有12大类100余种，年产集成电路近2亿只。公司已具备了0.5-0.6微米的CMOS芯片的设计能力，有能力设计20万门规模的逻辑芯片。
[4]、方大A（000055）：
十五期间，方大承担并完成国家半导体照明产业化重大科技攻关项目，开发并研制成功的Tiger系列半导体照明芯片被列为国家重点新产品。方大建有深圳市半导体照明工程研究和开发中心。十一五期间，承担国家“863”半导体照明工程重大项目“高效大功率氮化镓LED芯片及半导体照明白光源制造技术”、广东省科技计划项目“氮化镓基蓝光外延片表面粗化的金属有机物气相沉积生长技术”和深圳市科技计划项目“80密耳半导体照明用蓝光LED芯片的研制”等。
[5]、华微电子（600360）：
公司是国内功率半导体器件的龙头企业，通过自有品牌的运作方式，公司已完成了从芯片制造、封装、销售的整个产业链的布局，公司目前的几种主要器件产品均在国内市场有较高的占有率，这些都将有助于公司较同行更能抵御行业整体波动的影响。节能灯替代白炽灯的步伐进一步加快，公司作为国内节能灯用功率器件主要供应商，将受益于国内节能灯行业的发展。同时，公司6英寸MOSFET生产线已通线试产，实现进口替代的各种条件基本成熟。
（三）、芯片封装测试
[1]、通富微电（002156）：
公司主要从事集成电路的封装测试业务，是国内目前实现高端封装测试技术MCM、MEMS量化生产的封装测试厂家，技术实力居领先地位。公司为IC封装测试代工型企业，以来料加工形式接受芯片设计或制造企业的委托订单，为其提供封装测试服务，按照封装量收取加工费，其IC封测规模在内资控股企业中居于前列。
[2]、长电科技（600584）：
公司是我国半导体第一大封装生产基地，国内著名的晶体管和集成电路制造商，产品质量处于国内领先水平。已拥有与国际先进技术同步的IC三大核心技术研发平台，形成年产集成电路75亿块、大中小功率晶体管250亿只、分立器件芯片120万片的生产能力，已成为中国最大的半导体封测企业，正全力挤身世界前五位，公司部分产品被国防科工委指定为军工产品，广泛应用于航空、航天、军事工程、电子信息、自动控制等领域。
[3]、华天科技（002185）：
公司主要从事半导体集成电路、半导体元器件的封装测试业务，是国内重点集成电路封装测试企业之一。公司的封装能力和技术水平在内资企业中位居第三，为我国西部地区最大的集成电路封装基地和富有创新精神的现代化高新技术企业。公司被评为我国最具成长性封装测试企业，受到了政策税收的大力支持，自主开发一系列集成电路封装技术，进军集成电路封装高端领域。
[4]、太极实业（600667）：
太极实业与韩国海力士的合作，通过组建合资公司将使公司进入更具成长性和发展前景的半导体集成电路产业，也为公司未来的产业结构转型创造了契机。投资额为3.5亿美元的海力士大规模集成电路封装测试项目，建成后可形成每月12万片12英寸晶圆测试和7500万片12英寸晶圆封装的生产配套能力。太极实业参与该项目，将由现在单一的业务模式转变为包括集成电路封装测试在内的双主业模式。
[5]、苏州固锝（002079）：
公司的主要产品为各类半导体二极管（不包括光电二极管），具备全面的二极管晶圆、芯片设计制造及二极管封装、测试能力, 保持国内半导体分立器件行业前10名、二极管分行业领先地位。公司加大技术含量和毛利率更高的产品---QFN封装产品的投入，使公司逐步从单纯的半导体分立器件的生产企业向集成电路封装企业转变。公司是国内最早从事QFN封装研究并实现产业化的企业，目前能够生产各种QFN/DFN封装的集成电路产品，是国内最大的QFN/DFN集成电路封装企业。
（四）芯片相关
[1]、康强电子（002119）：
公司主要从事半导体封装用引线框架和键合金丝的生产，公司引线框架的销量行业第一，键合金丝销量行业第二，全国的覆盖率高达60%，是电子领域中细分龙头。公司的集成电路框架及电力电子器件框架、表面贴装元器件框架和TO-92、TO-3P等分立器件框架，产销规模连续十一年居国内同行第一，具业内领先地位。
[2]、三佳科技（600520）：
公司主营半导体集成电路专用模具和化学建材专用模具的设计、研发及生产，是两市唯一的模具制造上市公司，具有独特的行业优势。公司生产的集成电路塑封模具和塑料异型材挤出模具产销量均为全国第一，国内市场占有率分别为15%和30%以上。现拥有年产化学建材挤出模具1500套、挤出下游设备100套/台、半导体塑封压机200台、半导体塑封模具200副、半导体自动化（切筋成型）封装系统60台、集成电路引线框架40亿只的生产能力。
[3]、有研硅股（600206）：
公司是国内具有国际先进水平的半导体材料研究、开发、生产重要基地，技术力量雄厚，公司先后研制出了我国第一根6英寸、8英寸和12英寸硅单晶，使我国成为世界上少数几个具有拉制12英寸硅单晶技术的国家之一.
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