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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。
9月15号华为麒麟系列高端芯片，包括全新的麒麟9000，在售的麒麟990或都将迎来断供。这意味着接下来即将发布的全新旗舰，Mate40系列手机不仅产能有限，而且将会是麒麟系列芯片的绝版手机。华为手机或将退回联发科时代。
而这样的结果，原因已经人尽皆知，美国的疯狂制裁，遏制华为这类中国半导体企业。就是为了限制中国半导体产业的天花板高度，你可以做得比别人好 但是你不能超过我，归根到底就是钱。
目前中国每年的半导体产品进口额，已超过三千亿美元。贸易逆差超两千亿美元。这样的逆差是什么概念？也就是说我们每年要给半导体全球产业链上的国家，贡献两千多亿美元，两千亿美元的外汇又是什么概念，我们每年的原油进口额不到两千亿美元。随着中国互联网的全面扩大，半导体产品进口已经悄无声息地成为进口商品第一大项目。如果我们在半导体上取得突破，某些人不仅会失去全球最大的客户，还会被自己的客户抢去饭碗，也正是因为这样的逆差，我们更要下定决心发展自己的半导体产业。
目前旧版的EDA软件还能用，各种公版芯片架构也还没被限制授权。华为芯片设计水平依然能处于世界一流水平，麒麟9000芯片制程已经缩小到5纳米级别。能够媲美苹果旗舰芯片。其实，看美国人有多紧张，就能知道今天的华为有多出色。目前被抓住咽喉的是如何把设计变成产品，至于为什么说是目前，不言而喻，EDA设计软件停更 架构限制授权，都会成为美国接下来的限制工具。目前美国砍向华为的大刀是让华为喘不过气来的荷兰阿斯麦尔EUV光刻机。我们不生产芯片，我们只是光刻机制造商。这是一家一年卖222套机器，净利润就有14.67亿欧元的光刻机垄断企业。
阿斯麦尔也是全球唯一一家，能够提供7纳米及以下制程的企业，为什么这么牛X的企业不在法国，不在美国。而是在一个以发达农业著称。全球工作时间最短的荷兰。
1984年阿斯麦尔和飞利浦合资成立阿斯麦尔，后来阿斯麦尔买下了飞利浦的股份，成为阿斯麦尔独资公司。成立之初只有31名员工，那时候的光刻机还是日本和美国企业的天下。
一直到2007年，阿斯麦尔都没办法在尼康面前抬起头，直到台积电的工程师林本坚提出浸润式光刻机。阿斯麦尔翻身的日子来了。日美没有光刻机公司愿意和台积电联合研发浸润式光刻机。阿斯麦尔决定赌一把，和台积电合作，最终成功实现了132纳米的芯片工艺。一把把尼康甩在身后，阿斯麦尔的EUV光刻机迅速走红。台积电、英特尔年年砸钱抢着要，荷兰只是阿斯麦尔的注册地背后是整个欧洲和美国的支持。德国工业的蔡司镜头，Cymer的光源技术，HMI的电子束检测设备等。阿斯麦尔自然也受到美国的监管和扶持，也正是因为荷兰实力较弱，把阿斯麦尔放在荷兰让美国人很放心。
两年前我们好说歹说，为荷兰送去天价的贸易订单，换来阿斯麦尔2019年向中芯国际，交付两台极紫外EUV光刻机，但是这两台光刻机目前来看已经是化为泡影。等到若干年后阿斯麦尔履行合同已经是老旧产品，人类文明发展到如今，一块芯片是目前人类文明最为顶尖的体现，一台顶级光刻机是比航母战斗群还要致命的国之重器。
美国人自然要牢牢抓着光刻机，美国掌握全球半导体产业的话语权这点不奇怪。要分析的是美国为什么会掌握着全球半导体产业的话语权，向来在 科技 领域藐视美国的日本，为什么突然显得无声无息。
早在1946年，世界第一块PN结型晶体管在美国人威廉·肖克利的手中诞生。1960世界第一块硅集成电路在美国仙童半导体公司出现。标志着半导体产业进入“硅”时代。彼时的日本还是一个意气风发的少年，完全看不出是首都被炸得满目疮痍。两个城市挨过原子d的国家，战后的日本人什么都想做 也什么都能做。对于半导体而言，日本人志在必得。
1955年，索尼成立仅十年，开始涉足半导体产业，用来制造收音机。日本企业纷纷加入生产，大量爆款收音机涌入美国。十年后的1959年，一年内日本就制造了8600万个晶体管直接超越美国成为世界第一晶体管生产国，真的是初生牛犊不怕虎。日本又在一个行业超越了老大哥三菱、京都电气等也在日本政府的扶持下，在美国技术的基础上 涉足半导体产业，这种上下一心通力合作的单一民族国家，不可谓不可怕。
1973年石油危机爆发。经济衰退，欧美家庭加不起油也买不起电脑，半导体产业衰退。日本人的卡西欧计算器遭遇了滑铁卢。美国人又研发出了更先进的 IC集成电路。日本人就从危机中看到了机会，日本迅速落实DRAM制法革新，日本政府出资320亿日元。民间企业抱团出资400亿日元。差不多有2.36亿美元 这是70年代，日本VLSI 技术研究所由此成立，专攻电子计算机领域。日本最终实现了DRAM的全国产化，DRAM这个东西很常见，也就是现在计算机上的内存条，是一种作为存储功能的半导体元件。而这时候的中国，选择了解决温饱加强国防 科技 为优先的道路。
日本人没炸出核d，却炸出了一个半导体。日本继续投入研发在半导体的道路上迅速超越了美国。SUMCO、京瓷、东京电子等很多现在耳熟能详的日本企业在当年都是日本半导体产业链上的功勋企业，而在最关键的光刻机领域，日本也实现了国产化。尼康光刻机誉满全球。没错，早期的世界光刻机霸主是尼康。
1985年日本半导体市场占有率超过美国。日本企业占有率达53%，美国仅37%，拿得出手的公司只有德州仪器、因特尔、摩托罗拉，此时欧共体占12%。主要由飞利浦的阿斯麦尔贡献，当年谁也没想到这家阿斯麦尔才是最后的赢家。说个题外话，这一年的韩国也有1%的市场份额。总之，全球半导体产业已经由美国转移到日本。而且日本半导体已经强大到难以想象，用形容美国的词来说，就是一超多强。
除了战后美国要扶持日本，更因为日本自己就是一个DRAM大市场。仅 汽车 产业一块 每年就有源源不断的订单，而美国的半导体订单更多的是来自军方，其实看很多产业 美国和日本都是亦敌亦友的存在，不过是兄弟又能怎么样，本来是我吃肉你喝汤，现在把我的肉都吞了。
在PC还没普及的年代，全世界已经知道未来的工业引擎一定会从内燃机转移到半导体芯片上。正好赶上80年代国际局势缓和，日本在远东的政治作用下降，美日之间的贸易问题反而浮出水面。
仅在1985年，日本就给美国送去了497亿美元的贸易逆差。美国人对日本半导体产业的崛起已经不想忍了，美日半导体战争爆发，今天在中兴、华为身上发生的。在上个世纪的日本已经上演过。
第一波被针对的日本企业是三菱和日立，FBI假扮成IBM的员工，把10卷包含商业机密的文件，主动发给日立公司高级工程师林贤治。这位不幸的工程就这么上钩了。
1931年的南满铁路路轨和1937年的卢沟桥。日本人也是同样的手段 现在自己也要挨炮了，日本企业窃取美国技术的新闻迅速传开，日本威胁论也在美国大行其道。
1989年美国人最喜欢做的民意调查显示，68%的美国人认为日本是最大的敌人。第一次美日半导体谈判，美国要求没多的半导体，在日本的市场提升到20%~30%。建立价格监督机制。终止第三国倾销。加上一份《广场协定》和房地产增值，日本陷入经济泡沫。没办法，如果不让美国芯片进入日本市场，老大哥的各种的制裁让你不得安生，就不给你国防扶持。
1986年7月31日日本人签下了条约，但是美国半导体企业还是不争气，老爹都这样铺路了 市场份额还是不及日本企业。日本给美国制造的贸易逆差扩大到了586亿美元，美国人软硬兼施，先是在二战后第一次向日本低头，肯定日本半导体行业主动涨价。
1987年东芝事件被曝光，美国趁着东芝私自给苏联出口大型铣床为由，对东芝好一顿胖揍 目的自然是要打压东芝的半导体生产，1989年再次和日本签订了不平等条约《日美半导体保障协定》。
但是日本的半导体产业真的是小强完全打不死。美国人准备开始搞第三次《日美半导体保障协定》，这一回美国人开始玩起了套路，开始扶持韩国来和日本竞争，这时候全球通讯技术刚好进入1G时代。三星和现在的韩国车一样，凭借性价比出击市场，而日本企业还在走品质路线，所以吃了不少亏。美国帮助三星拿下东芝的半导体生产线 从日本企业挖人。美国对日本进口的半导体产品征税100%，对韩国半导体产品只征收象征性的0.74%，做到这一步 第三次《日美半导体保障协定》没有签署。因为美国的预期已经达到了。
韩国人也真不是吃素的，鹬蚌相争渔翁得利。三星迅速崛起，形成了全球半导体产业以美日韩三国鼎立的局面。
时间到了1995年，死扛了十余年的日本半导体企业终于喘不过气。NEC(第一)、东芝(第二)、日立制作所(第三)、富士通(第八)、三菱电机(第九)这个排名是1995年全球半导体产业企业排名。日本企业交出的成绩单，也是最后的光辉时刻。到了九十年代末期，日本半导体市场不仅被美国超越，还被韩国超越。全球半导体产业从日本转移到韩国，韩国还超越了美国，仅仅靠三星一家公司，而三星为什么能活到现在。
作为韩国最大的财阀，三星的股本有多少是美资，心知肚明，20世纪的最后一年，日本还能喘息的几家半导体企业联合成立Elpida，也就是尔必达。这个尔必达注定是个南明政权。美国人没有手下留情，继续出击，2012年尔必达宣布破产。
日本企业全面退出DRAM的全球竞争，尼康光刻机也在2007年败下阵来，日本半导体行业进入萧条期。回顾日本半导体产业成长的近半个世纪时间，政府牵头避免企业间重复研发，敏锐的嗅觉，超高的良品率，都是日本半导体辉煌的原因。失败的原因也很明显，除了来自老大哥的压力 日本也有自己的内因。
90年代末期，日本半导体公司就没有预期到PC时代的全面普及。在电脑芯片领域完全败下阵来，更别说在现在的智能手机时代分一杯羹了。不过瘦死的骆驼比马大，现在的日本半导体产业，还能老老实实为全球提供硅片、溅射靶材、光刻胶等半导体材料。每年依然赚的满满当当，而美国重新回到半导体产业的头把交椅，整个行业一直拿捏得死死的。
日本半导体产业当年挨打的 历史 ，和今天的华为如出一辙，还有中兴的前车之鉴，证明了一只狼，就算是已经吃饱的狼，不可能喂饱。不断割肉只会削弱自己的实力。在半导体产业上的落后，我们承认，但是我们不认输。由中芯国际已经能生产14纳米级别芯片，理论上可以在未来几年内完成对7纳米芯片的冲刺，而且能自主制造90纳米光刻机，底子还是有的。而摆在华为，中芯国际眼前的掣肘就是这个东西我知道长什么样子，但是我要怎么做出这个样子的东西，一台光刻机难倒了14亿中国人。除了光刻机，还要拿下EDA软件，更高自主性的架构才能设计出更高性能芯片。
这是一条非常长的路，可能是一场长达十余年的没有硝烟的战争。我们也没把鸡蛋放在一个篮子里，随着摩尔定律的逼近。如果阿斯麦尔这几年不能交付2纳米的EUV光刻机，全球半导体产业即将迎来天花板，不然芯片就要从纳米级跳进原子级别，想用 *** 刀原子来建造一座指甲盖大小的超级城市，这就不是地球上的光刻机能完成的了。
其实硅基半导体并不是信息产业唯一的支柱，如果说半导体技术是打开了20世纪的大门，那么叩响21世纪大门的 则是量子信息技术，在集成电路逐渐触及天花板的情况下，量子通信有望实现降维打击。传统的集成电路只能现实0或者1，需要进行大量运算，需要海量电路，属于二进制信息单元，即经典比特，而量子芯片能通过亚原子粒子编码数据，以量子比特进行运算，最大的优势就是能进行叠加态运算。
经典比特需要一次一次运算，需要更密集的集成电路。而量子比特可以用量子状态进行表示能同时进行一百次的运算或者存储，而且量子芯片能摆脱硅基的限制，能改变欧美光刻机垄断的局面。
中国在量子信息技术上已经走在了世界前列，世界首颗量子卫星“墨子号”世界第一条量子通信保密干线、京沪干线都由出自中国科学家之手，芯动不如行动，只要肯做 肯投入、肯合作、沉得住气，距离国产芯片摆脱掣肘的一天 并不会太远。
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