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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。
日本这个国家,对于我们来讲,感觉是极其复杂的,但是在制造业创新技术这块,日本有许多值得我们学习之处。别的不说,日本的化工,电子, 汽车 ,实力雄厚,并且占据市场主导地位。就拿化工中的重点催化剂来说,日本触媒技术大型企业诸如三井、三菱等,它们在光催化,环境催化以及石化催化领域都有技术优势,同时还包括成套化工机械装备,具体就不说了,其实化工的发展真的很重要,这是许多原材料的重要来源。好了扯远了,回到芯片上来。
芯片发展要看半导体产业。全球半导体产业 1950s 起源于美国,于 1970s-1980s 完成了第一次由美国到日本的产业转移。在产业转移期间日本由政府牵头,企业和研究机构共同协力取得了巨大的技术成果。日本最厉害的产业就是DRAM(Dynamic RandomAccess Memory,动态随机存取记忆体)凭借高性价比,迅速占领市场。1989 年日本芯片在全球的市场占有率达 53%,次年日本已占据全球存储芯片超过 50%的市场份额,在全球十大半导体企业中占据了六个席位,这其中的大厂我们都听说或者使用过,比如NEC、东芝、富士通、三菱、日立等等。到了2000左右,日本半导体产业正式走向衰落,许多半导体企业合并或者破产重组。总的来讲日本的半导体发展经历了三个阶段,发展阶段(1970s)、全盛阶段(1980s)、凋落阶段(1990s)、转型阶段(2000s)四个阶段,此后阵地开始转向韩国和台湾等地,也就是目前我们看到的半导体企业主力三星、LG大厂以及现在的联发科。
俗话说瘦死的骆驼比马大,何况这骆驼还没骨瘦如柴。这些年,日本一直在深耕整个芯片产业。在细分市场上,IC元器件领域,索尼以其多年在CMOS图像传感器市场位于全球第一(30%以上),索尼的堆栈式结构谁人不知,看看大家的手机摄像头,瑞萨在 汽车 半导体领域处于全球领先地位,东芝的NAND闪存芯业务居于世界第二(目前被西数收购);在半导体相关精密制造设备领域东京电子是全球第二大芯片设备制造商,此外还有多家有技术实力的大型半导体设备提供商。再来说说芯片上游产业,生产芯片需要19种必须材料,而日本在其中14种材料中占据50%以上的份额,在半导体装备领域东京电子、尼康、佳能市场占有率不俗。软银在 2016 年以 240 亿英镑 (约 309 亿美元) 金额,并购英国半导体设计大厂ARM。所以,虽然日本在手机芯片领域一般,但是在专用细分领域,还是十分强大的,并且掌握了上游的核心 科技 。当然这些技术实力表现到了诸如任天堂 游戏 机,尼康、佳能相机,以及高端电子显微镜等等这些我们日常生活中比较常见的用品上,而我们的体验是它们确实不错。
最后,还是想说无论现在怎样,未来一定要把握住,要共同努力将我们的制造业做大做强,摆脱受制于人的局面。
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芯片领域是美国开端,目前也是美国的近乎垄断了芯片市场,日本芯片领域曾经也和美国一样在全球市场非常厉害,但后面没落了,现在转而提供制造芯片的原材料,芯片原材料做的非常好。
1、日本芯片的光荣年代
在20世纪的70年代开始,日本的芯片发展非常的快,而且在全球领域和美国并驾齐驱。
这个阶段日本以DRAM为核心,在全球快速取代了美国地位,到了90年代末,日本的芯片的市场份额高达53%,美国占37%,这一阶段日本芯片的光辉时刻。
这时候日本芯片的龙头是日立、三菱、富士通、东芝、日本电器这五大公司。
但是,日本的芯片慢慢停滞了,被台湾韩国赶超,到2000年,日本DRAM份额不到10%。
2、日本芯片转而到芯片材料领域
日本的芯片最后转而到芯片材料领域,日本已经成了全球最大的半导体材料生产国,全球最主要的半导体材料输出国。
千万别以为芯片材料领域就是没有任何技术门槛,芯片材料的技术门槛非常高,目前在芯片需要的高 科技 材料中,19种最主要的高 科技 材料中,日本有14种材料占据了绝对优势,占据了高达50%以上的市场份额。
比如材料包括硅晶圆、合成半导体晶圆、光罩、光刻胶、靶材料等等。
你认为中国芯片领域华为能发展起来吗?
日本能做制造芯片焊接的设备,就是那种小芯片,指甲盖那么大的那种,而且质量很好,精度很高,以前我在江苏一家电子厂上过班,里面设备有美国,新加坡,日本的,日本的是最好的,越精密的它做的越好,对了那家电子厂还是一个国企,华润集团下面的,那个设备有的用的都旧的很了,但是就是不坏!这个是真的,那个设备好像是东芝做的,我是零几年在哪里上班,设备老得都有十多年了,但是还是好得很,新加坡的设备也不错,比美国的好,美国的最贵,做的快,就是老坏,就是做芯片几年的线路连接的,那个线还是用金丝做的,纯金丝,也是进口的,有很多国产品牌芯片,在哪加工做,用的是银和铜,我是2013年离开的,在哪里干了三年,刚好就是在芯片焊接那个工序,当时我就知道为啥国产东西便宜了,现在那个厂都还在,
芯片的发展,一言以蔽之:起于美国、发展于日本,将来看中国!
这不是热血之言,真的,且听我道来。
美国是芯片的鼻祖,那也不用多说了,大家都知道。
日本曾经在上世纪80年代,一跃成为芯片强国,力压美国(也就是有名的美日DRAM之争,具体我就不详述了,可百度)。
后来,美帝看到势头不对了,要是让日本赶超,老大地位不保,那还得了?于是在1989年,成立了“国家半导体咨询委员会”,通过一系列整合,最后又重回芯片霸主。
那么,日本是怎么迎头赶上的呢?
跟它的几个计划有关:
1、60年代的“超高性能计算机开发计划”
2、70年代的“阳光计划”和“月光计划”,对国内实行保护主义,限制芯片的进口,刺激了国内芯片业的迅猛发展,所以有了超大规模集成电路的VLSI项目,当时参与的企业,全部是今天耳熟能详的大牌:富士通、日立、三菱、东芝等。
短短几年时间,就成就了“DRAM”时代。
但是,成也DRAM,败也DRAM,到了90年代,三星的崛起,从此,芯片的重心就转向韩国,以及台湾了。
插个插曲,在80年代,日本签订了“日本半导体协议”,用来应对美国倾销的指控。(跟今天美国对中国的戏码,何其相似啊,美国现在看到中国在AI芯片上的潜力,又来老一套了)。
进入本世纪,日本芯片业调整,提出半导体MIRAI计划,大学和政府联合“产管学”,并实施了数十个产业集群计划。
所以,总结来看,在芯片领域,日本目前肯定是没法和美国、韩国等抗衡,但它的底子还在,依然能够在全球排上老三、老四的位置。
像比如索尼的CMOS图像传感器、瑞萨的 汽车 电子、三菱的功率半导体(IGBT模块),它们在世界上依然具有强势的地位。
说说咱们中国。
咱们国家虽然一直无“芯”之痛,但现在不大一样了,可能让中国在芯方面得以崛起的,是“AI芯片”。像国内现在比如 寒武纪 这类的公司,以神经网络芯片为方向,将来它在AI领域的应用,可能会使中国在人工智能芯片上弯道超车。
这不仅仅只是技术发展的规律,只要稍微研究下全球的地缘技术移动规律,都有理由相信,下一站,是中国。
且拭目以待吧。
这些年,日本一直在深耕整个芯片产业,虽然在芯片成品市场上日本没法和美国韩国相比,也没有出现过一家世界级的芯片公司。但是在专用细分领域,日本始终牢牢掌握了上游的核心技术,很多方面都是遥遥领先。在芯片生产的上游产业链必须的19种材料当中,日本企业在14种材料中占据的市场份额都超过了50%,芯片细分领域的技术实力强悍,并且索尼在IC元件领域绝对领先,东京电子也是全球第二大芯片设备制造商,其他大型半导体设备供应商实力也不俗。
芯片技术的发展依赖于半导体产业,而半导体产业的发源地就是美国,在上世纪七八十年代,日本的半导体产业曾获得了飞速的发展,出现了像东芝、富士通、三菱、日立等世界级巨头企业,在1989年的时候,日本芯片在全球市场占有率高达53%,日本的芯片产业发展到了顶峰,全球十大半导体企业中占据了六席,半导体装备领域东京电子、尼康、佳能市场占有率很高。再后来全球半导体产业逐渐转移到韩国和中国台湾,现在最著名的芯片企业是三星、台积电以及联发科,这三家企业在芯片领域有着无法取代的地位。
作为一个技术制造强国,日本在芯片领域没法跟美国相比,但在细分市场上,依然领先全球,有着自己的核心制造技术, 所以即便现在的日本有些许衰败,也只是因为处于一个转型期罢了。
日本的芯片技术在世界上是什么水平?半导体这个事物由美国开端,逐渐扩散转移,日本也是重要的受益者,曾经在芯片技术上及市场上可以与美国并驾齐驱。虽然随着半导体产业从美国转移到日本,日本后来又转移到韩国台湾地区,慢慢地日本芯片业有所下降。但并不能就此认为日本的芯片业就衰落,日本是个格外细致的国家,能够向别人所想不到的事情,不可忽视。比如:制造芯片的材料,日本可是大赢家。
在上世界70年代开始,由日本通产省牵头由日立、三菱、富士通、东芝、日本电器等五大公司为骨干开始进行半导体产业核心共性技术的突破。主要以DRAM为突破点,逐步发展到顶峰,以各种竞争战略渗透美国市场,并且在全球快速取代了美国成为DRAM主要供应国。到80年代末期90年代初,日本的芯片业在全球达到了鼎盛时期占据了绝对的优势地位,全球市场占有率高达53%,美国占37%,欧洲站12%,韩国1%,其它地区1%,全球半导体企业前十大中,日本独占六席,可见日本芯片业之强大。
随着芯片产业向韩国、台湾地区的转移,再加上新型通信设备的快速发展,再加上日本产业成本高昂以及国内经济的滞步不前,芯片业也受到了严重的影响,逐渐被韩国台湾等所追赶或取代。到2000年,日本DRAM所占份额已经跌至不足10%。
但是日本人却又开辟了另一个市场,那就是制造芯片的材料。到目前为止,都还没有任何一个国家地区的芯片材料可以和日本媲美。日本是全球最大的半导体材料生产国,全球最主要的半导体材料输出国。很多以前传说的日本到中国来像收垃圾一样收我们的原材料,转手就高价卖给我们赚得盆满钵满。
生产芯片所需要的材料具有极高的技术壁垒,在主要的19中必须材料中,日本在其中14种原材料中均占有绝对的优势,高达50%以上的份额。包括:硅晶圆、合成半导体晶圆、光罩、光刻胶、药、靶材料、引线架、陶瓷板、塑料板、TAB、COF、焊线、封装材料等。
日本人做事具有极强的计划性、而且非常细致、专注、善于延伸。做芯片,除了技术还需要具有匠人精神、专注,所以产品品质相当高。当芯片市场跌落时,却又在材料领域占据了全球优势。说不定当我们还没有想到时,日本在另外的点上又开始了攻关,当我们醒悟时别人又具有领先地位。这个民族,还是需要仔细研究的。
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最近,日本电信运营商先后恢复华为手机销售,而在此之前,以东芝,松下为首的日本企业也不约而同地站出来辟谣,声称从未和华为中止过合作,甚至还补充道:今后也将继续以 科技 为中国的可持续发展贡献绵薄之力。
一时间,此前不被看好的日本企业居然集体站华为,这样的情况想必也是出乎大多数人意料了,但如果仔细想一想的话,日本企业之所以这么做,其实也不难理解,怎么说呢?这还得从上个世纪五十年代说起。
在美国的扶持之下,什么索尼,东芝,松下,夏普之类的日本本土公司如雨后春笋一般先后诞生,他们的晶体管产品:电视,收音机凭借着低廉价格很快占领了日本市场,起初,美国人对于日本企业的成就并不在意,因为他们知道晶体管只是一种过渡技术,未来属于集成电路,二者的差距至少在10年以上。
可日本企业又怎会满足于此?到了1980年代,IBM公司推出了容量达到1兆的存储芯片,而此时的日本生产的芯片容量却只有1KB,两者相差了1024倍,这件事情在极大程度上刺激到了日本产业,从那以后,日本发起了联合研发计划,东芝,三菱,日立,富士通,日本电气等 科技 巨头被牵线在一起,集中力量攻关技术。
不得不说,他们的效率很高,仅四年后,日本企业便修成正果,达到了可以媲美西方的技术水平,在此之前,日本产品就是低质廉价的代名词,直到惠普公司的一次招标,状况才出现反转,美日各派出三家企业前去竞标,结果一出,所有人大吃一惊,大概连日本人自己都不敢相信,在技术方面,两方平分秋色,而在不合格率方面,美国企业竟是日本企业的6倍之多,当然最让美国企业受不了的是,在这个前提下,日本产品的报价却还便宜10%。
随后一段时间,日本产品迅速席卷美国乃至全球市场,如梦初醒的美国人这才发现,自己已经习惯的企业单打独斗根本无力和集中力量的方式去抗衡,当时,包括英特尔在内的美国巨头企业,都面临着倒闭的情况。
日本企业可算是扬眉吐气了几年,可没多久,美国便成立了半导体行业协会,使出了三个多年后仍屡试不爽的大招:状告日本企业偷窃美国技术,威胁国家安全,以及渲染日本 科技 威胁论,是不是有些眼熟?后来的事情,大家都知道了,日本企业在经历这么一番折腾之后,再也没站起来。
华为麒麟海思还需要购买日本的技术,不是日本落后,他们受制于人不能发展这方面,不然芯片市场出现如今的局面。
上世纪日本半导体行业被美国严重打击,技术被三星分食。
日本在整个芯片行业发展的 历史 中,是重资产、“大力出奇迹”的典型代表,得益于上个世纪在半导体制造方面的领先地位,在今天,日本依然牢牢扼守半导体产业供应链上游,在全球的半导体材料与设备产业保持长期的绝对优势,且打造了不可替代的高端精品被动元器件产业群。但到芯片制造领域同样在上个世纪被美国打压,技术上也被三星瓜分。以台积电为代表的晶圆代工模式的出现,解放了Fabless公司的设计生产力和创造力,“慢节奏、精品化”的日本集成电路设计公司逐渐被组织更灵活、更富有创造力、更积极试错的Fabless蚕食,渐渐退守准入门槛较高的特殊细分领域。
虽然芯片制造领域关键的半导体终端日本已不具优势,但是生产硅晶圆以及晶圆代工环节所需要的大量材料(光刻胶,掩模版,高纯度的氟化氢气体等)也是被日本垄断的。这就是为什么日韩贸易战会把韩国三星搞得狼狈不堪,韩元兑日元汇率急剧贬值。韩国的半导体虽然很强,但半导体的上游产业始终被日本牢牢控制住了。
总体来说,日本半导体强过,但是因为国家没有主权而被打击到死。不完全是,日本在半导体上被韩国和台湾地区赶超后,进一步往上游产业发展了。半导体最重要原材料是硅晶圆,而日本的信越和胜高两家企业共计占了全球硅晶圆市场的53%左右。因此没有理由说日本的芯片完全技术落后还是先进,从不同方面看得出的结论是不同的。
华为的手机都是日本人研究的,所以,麒麟处理器等于也是日本的芯片。按照麒麟处理器在国际排名前三来看,那么日本芯片也是前几的水平了。
当然,这是亚洲通讯社社长徐静波的话,我们是不敢苟同的!比较,我们不是精日的人。那么,我们从实际出发,到底日本芯片表现如何呢?
我们以为华为发展迅速,但是在半导体市场。日本是处在绝对上游的位置,而且在全球半导体原材料市场上有52%的份额。而且在15类芯片的关键设备上,平均份额达到了40%。
当然,现在的日本芯片已经不如它在八九十年代那么厉害了,但是日本芯片的发展已经慢慢的走下坡路,可是如果我们讲到数码芯片,那么最厉害的还属日本,比如尼康,佳能等等。
这里尤其提到索尼芯片,它是大部分cmos的厂商,所以日本芯片并不是发展不行,而是人家将高端抓在了手里,这才是重点。
日本的 科技 水平不亚于美国,但为什么在人们的印象中,美国才是 科技 王国。一是源于日本一贯不言声张,因为有二战一张大网罩着,二是因为日本是二战战败国,它的正常国家梦虽然是梦魅以求,但二战战胜国对它的诉求有种种限制,日本自然早已看到了这点,所以总是以小动作,小动静谋各项发展,一般不示人,不张扬,其实日本的髙 科技 十分发达,军工,精密仪器,机床,造船,电子工业,航空航天,核工业(核储存量聚世界前列),其中日本的芯片(含光刻机)虽不及荷兰,但绝对领先德国和亚洲各国,所以不能误以为日本在芯片方面不是绝对领先者就忽视了日本的潜能和政治野心,可以说日本就象冬眠的蛇,一旦逢合适气候,苏醒之后它必定会咬人,决不可以掉以轻心,忘了身边仍躺着一具猛兽,,,,
日本自己就能生产,当然不担心了。
高端光刻机被称为世界上最精密的仪器,零部件数量达数万甚至十几万个,供应商几百家,最贵报价数亿美元一台,堪称现代光学工业之花,制造难度非常大。
现在全世界只有少数几家公司能够制造,主要以荷兰ASML、日本Nikon和日本Canon三大品牌为主。从市场占有率来讲,ASML占据80%以上,在EUV极紫外光领域,ASML是独家生产者。
另一方面,美国现在占到零部件供应链的25%,就拥有了非常大的话语权;日本不仅在零部件供应链之中,而且还是欧美同盟中的一员,没有面临制裁的风险。
即使如此,日本企业从早期一统芯片和光刻机天下,到现在逐步没落,要看美国和ASML脸色行事,也是另一番苦恼。
日本并不会面临芯片和光刻机的问题。从目前来看,逼急了,世界上只有美国、中国和日本有能力建设芯片自主技术和自主产业链,这其中当然也包括光刻机。但是,因为美国可以轻松控制日本,所以并不存在芯片和光刻机的问题。从世界范围内来看,能够挑战美国地位的只有中国、俄罗斯,而从经济上挑战美国地位的只有中国,因此美国才会选择在各个方面掣肘中国。
从光刻度这一领域来看,它是一个费力不讨好的事情,因此,国际上很多大 科技 公司并未染指这个产品。一是它需求比较小,市场规模也不大,二是它需要大量超级技术,整个零部件产业链比较复杂。所以包括美国著名 科技 公司、日本著名 科技 公司以及中国 科技 公司此前并未染指这一领域。要不是中国早已意识到光刻机可能会面临卡脖子,中国也不会有光刻机产品。其实,世界上有一家ASML光刻机企业完全就够了。
假设日后有一天,美国想要打压日本、韩国或欧洲国家的芯片市场,也不一定会通过光刻机来打压,完全有其他不同的手段。原因就是美国高 科技 体量几乎是欧洲、日韩各国的总和。当然,本身光刻机技术本身就是欧洲公司,有一定的美国技术。
从目前世界格局来看,欧美再怎么打,他们始终是一家人,无论文化背景还是经济联系,中国只能寻求与欧美世界保持良好的经济关系,永远不要期待着欧美世界能够跟中国实现文化理念上的认同。而中日韩东南亚又是另外一个文化背景,虽然近100年来,出现很多关系困境,但终究是文化的根源和人种根源是一致的,未来能够团结在一起,就是非常好的情况。
虽然现阶段顶尖的光刻机生产制造企业在荷兰,可是我觉得这不意味着荷兰把握着全部重要零部件,实际上日本在芯片和光刻机行业依然占据十足的份量, 尤其是在原料层面,在全部半导体材料行业的19种重要原材料中,有14种日本的生产能力是占了全世界50%之上的,换句话说假如缺乏日本生产制造的重要原料,荷兰的顶尖光刻机也难以造出 ,例如去年的光刻机事件,日本即便芯片半导体技术再牛,一旦被日本卡死重要原材料就麻烦了。
日本的半导体技术在多年前也是很厉害的,可是之后由于美国的施压,也有韩国三星的兴起,因此日本的半导体技术落在了后边,但是瘦死的骆驼比马大,日本依然有着一定的芯片制造能力,并且归功于贴近垄断性的重要原料,因此日本分毫不担忧缺少芯片和光刻机生产制造的难题,掏钱买便是了,终究三星和其他半导体企业也十分担心日本断供。
包含中国的中芯,虽然尽量避免了对美国技术的依靠,可是在半导体器件层面,依然十分依靠日本,许多原料都从日本进口的,一旦日本不出口了,也是会遭遇十分多的不便。但是依照现阶段的发展趋势,我国的芯片制造能力跨越日本并不是问题,对于原料供货,这实际上便是一个现代化职责分工的难题,终究一个国家不太可能彻底把握全部的供应链管理。
【日本怎么从来不担心光刻机的问题,要知道荷兰ASML几乎是垄断式的】
世界有数的光刻机企业中,我们除了知道ASML之外,还有尼康,佳能,欧泰克,上海微电子装备等等,这里尼康和佳能就是日本企业。
确实尼康在很长一段时间内可以说是光刻机的霸主,但是因为ASML和台积电合作浸润式DUV的光刻机,将尼康佳能给超越。
尼康,在“干式微影技术”在“浸入式光刻技术”已经成为光刻机主流的时候,它却依然固守自己的技术,拥抱“干式微影技术”。
可以说,它还放弃了和台积电合作,这给ASML带来了机会,尼康光刻机已经越来越不能满足当下对于光刻机的需求,台积电英特尔在一批企业转投到ASML的怀抱,在尼康的固步自封中,ASML迅速发展,一举夺得了光刻机霸主地位。
ASML的成功之路——
1.一方面积极的收购一些重要企业,比如美国Cymer等,另外一方面不断的使用国际最先进的技术,德国,荷兰等等全世界最新进的技术都会被ASML使用。
2.非常聪明的将台积电,英特尔,三星等等企业作为自己的股东。这一种政策,能够获得更多的技术和资金的支持。
3.从来不固步自封,开放创新式的发展,让ASML能够立即获得各大企业的认同,成功的开启自己的霸主之业。
当然,我们也知道,虽然说你看尼康,佳能没有了当年的雄风。但是对于日本半导体来说,光刻机已经能够满足它们需求,因此它们并不需要去进口ASML,甚至于如果进口的话,这不是承认自己的失败吗?
日本肯定不用担心,一方面美,日同(lang)盟(bei),另一方面,第一次电子产业转移是送美国到日本,日本尼康,佳能其实是DUV(453nm—193nm光源)时代的霸主。
在芯片28nm制程之前的时代,尼康,佳能的光刻机才是行业内最大的玩家。
目前来说,日本在28nm,22nm光刻机领域仍然非常强横。在2010年之后,才真正是荷兰的ASML的霸主地位。
大部分人可能觉得,这又不是7nm,5nm,没有多少先进的技术。
但是在一些逻辑芯片,存储器,14nm以上的制程工艺,还是大量的应用工艺。
例如日本东芝仍然是全球存储的主要供应商。
佳能1970年制造的第一台光刻机
在芯片领域,日本通过多年的发展,尤其是在CIS芯片,各类传感器应用的芯片,MEMS芯片领域,具有很强的实力。我们常说的晶圆的应用,并不单单的应用在CPU方面,还有逻辑芯片,存储器,闪存这价格领域。
日本的传感器,其实就是属于CIS集成电路的一种高端应用。
大部分熟悉手机摄像头的朋友都知道,目前全球高端摄像头的芯片多数来自于日本的索尼。同时日本还有不少做各类传感器的企业,也都是依托于这一类芯片的应用。
美国对日本发动的“芯片战争”,让日本彻底沦为美国的小弟
日本其实是经受过一次美国发起的芯片战争的。
1963年,日本电气公司(NEC)自美国仙童半导体获得planar technology的授权,开始了日本半导体技术研究。
1976年,在日本产经省的主导下,日本的多个大企业参与其中,NEC、三菱、京都电气,东芝共同成立了——“VLSI 技术研究所”。主力向DRAM攻坚,那个时候半导体,还主要是存储器应用天下。在日本的冲击下,DRAM市场价格下降了一倍。英特尔不得不转型,向微处理(CPU)市场冒进的拓展。
1978年,英特尔就是在日本的打压,真的是无可奈何了,好不容易开发出了i8086,第一款微处理器原型。
本身日本的芯片工艺,确实要超过美国,欧洲。美国怎么可能放任这么发展下去,然后就开始针对日本的针对性打击!
1985年,日本DRAM坐拥全球80%市场。(那个时候,晶圆并不是主要是用来做DRAM,不是用来做CPU)。
1985年,美国半导体产业协会开始向美国商务部投诉日本半导体产业不正当竞争,启用了WTO里面的301反倾销条款。(美国惯用的伎俩)
1985年,美国和日本在经济上签订了《广场协议》,广场协定是一个美元,对日元的战争。直接让日元大幅度贬值。
大量的日本优质资产,被美国资本收购!
同时美国要求美国半导体在日本的市场提升到20%-30%,防止出现倾销的情况。在明争暗斗了几年之后,美国强硬的要求日本签订,《日美半导体保障协定》,开放日本半导体产业的知识产权、专利。1991年,日本的统计口径美国已经占到22%,但是美国仍旧认为是20%以下,美国再次强迫日本签订了第二次半导体协议。(引自:35年前美国对日本发动芯片战争,日本坐拥全球80%市场却惨败,半导体设备资讯站)
所有在美国对日本芯片战争奏效之后,日本彻底服软了。
日本商业市场,还在想网高端走:软银收购ARM如今手机市场,以及各类移动电子设备,基本都是基于ARM的架构开发的芯片。ARM原本是英国的芯片企业,软银出资310亿美金收购了ARM。
这应该算是日本仍然把持着芯片领域的一个高峰吧。
综合来说:在芯片市场,真正玩家,只有美国,日本,未来一定会有中国。
为什么日本不担心芯片和光刻机的问题?因为日本自己可以制造,其次,没有对美国构成威胁。
事实上,目前全球可以制造光刻机的国家只有三个:荷兰、中国和日本。
荷兰ASML是全球最大的光刻机厂商,在EUV光刻机领域处于垄断地位。ASML一台EUV光刻机售价1.2亿美元,有10万个零配件,大部分零配件需要从美国、日本、德国进口。
中国也可以制造光刻机,上海微电子是中国唯一的光刻机厂商,目前可以制造90nm光刻机,24nm也在路上,与ASML相比还有很大差距。
日本的尼康和佳能也可以制造光刻机。事实上,在2007年以前,尼康和佳能才是全球光刻机市场的霸主,但是后来被ASML击败。目前,日本光刻机把持着中端市场,高端市场只有ASML一家。
此外,日本半导体对美国不构成威胁。美国早在上世纪80年代就对日本“下手”了,曾经一度独霸全球的日本半导体被美国一举击败,最后只剩下半导体上游产业把持在日本手中。
当然了,美国和日本是同盟关系,日本没有制裁美国的实力,只有美国制裁日本的份儿,在日本半导体产业一举溃败之后,已经对美国没有什么威胁。
再者,日本如果需要高端光刻机只需要从荷兰进口即可,这方面对日本并没有限制。日本也不用自己去研发,毕竟市场就那么大,而且ASML已经垄断市场,日本不会傻到这时候再去研发高端光刻机。
总之,日本不需要担心芯片和光刻机的问题。首先,中低端光刻机,日本自己可以制造,高端光刻机只需要从荷兰进口就行,这方面没有限制。
为什么日本不担心芯片和光刻机问题?
因为,我们现在正在遭遇的事情,当年在日本早就发生过了!
美国强迫日本签署协议限制半导体产业日美两国签署的广场协议大家都知道,但上世纪80年代中期美国还强迫日本签署了《美日半导体协议》,这份协议直接限制了日本半导体产业对美国出口,并增加100%关税,同时还规定其他国家的半导体产品在日本市场份额得超过20%。
这一协议直接将当期发展得如期中天的日本半导体产业打残了,当时全球TOP10的半导体公司前三都是日本公司,分布是NEC、东芝、日立,而整个TOP10中日企达到了6家。
但是,我们现在看看日企中,那还有谁是比较强的半导体公司?没了!唯独就剩个东芝还苟延残喘。也就是说美国在上世纪80年通过强力手段彻底肢解了日本半导体产业,使得对应的日企无法在全球范围内攻城掠地,只能偏安一隅的生存,日本芯片基本处于崩盘状态。
从此之后美国的半导体产业彻底崛起,诞生了一大波现在大家如雷贯耳的美企,他们的成功很大部分的归功于当年的《美日半导体协议》。此外,韩国部分企业乘势崛起。
日本另辟蹊径偏安一隅成功也许有人疑惑,既然美国肢解了日本半导体产业,为何现在的日本半导体看上去还是很强的,这里面的原因也是挺简单的,被美国限制之后日企也是要生存下去的,一些核心领域败下阵来,那就只能转向转型,在美国半导体不参与的地方以及适合发挥自己专长的地方进行猛攻。
也就是日本现在比较强的半导体材料和部分半导体设备,目前日企在上述占的市场份额较大,10大半导体设备日企占了近一半的份额,等于是从另一层面捏住了很多下游芯片企业的命脉。你看前阶段日韩两国半导体的相互制裁,就是因为日本能在原材料这块掌握有优势地位。
此外,部分日企也在利用自己的一些优势来进行突破,比如索尼,他们将CMOS作为最优先发展的业务,地位远高于 游戏 、电影等业务,当其他业务不行时更是不断加大这块的研发投入,为了提高技术壁垒还收购晶圆厂自行设计传感器的制造。
日本光刻机暂处于中端地位最后这里再提提日企的光刻机,日本是有自己的光刻机制造企业,也就是尼康和佳能两家,这两家为人所熟知是因为相机。但是很多人可能不知道相机领域涉及的光学技术正好是光刻机所需要的。
也因为如此,这两家企业都曾经拥有自己的光刻机技术,但是在和荷兰ASML的竞争中已经落败下来,目前他们量产的机型只能算是中端光刻机。对这两家企业来说,光刻机领域的下坡路不可避免,未来或许他们还将落后下去,会被我们超过。
Lscssh 科技 官观点:
说了那么多,总结下!日本的芯片产业早在30年前就已经被美国摧毁,所以美国人自然是不担心的,而无法威胁到美国半导体产业的日本自然也不担心买不到,美国会顺畅的给他供货。同时,由于芯片产业被扼杀,日本只能另辟蹊径走另外的一条路,最终在半导体材料和设备制造取得了一定的成绩。
日本自己就可以生产光刻机,日本的尼康和佳能以前造光刻机也非常厉害,只不过后来被荷兰阿斯麦尔公司给超越了,徒弟超越了师傅,现在占到了市场的80% 以上,几乎快把师傅给逼上绝路了,但是瘦死的骆驼比马大啊,日本的光刻机技术基础是有的,技术是有的,根本不用担心什么。
我们中国一定要争气啊,早日早出来属于自己的光刻机和芯片,全球高端产业,也就是芯片技术是最后未被我们攻克的阵地了,相信只要我们掌握了这项技术,很快芯片就会变成白菜价。
虽说目前顶级的光刻机制造公司在荷兰,但是这不代表荷兰掌握着所有关键零部件,其实日本在芯片和光刻领域仍然占有十足的份量,尤其是在原材料方面,在整个半导体领域的19种关键材料中,有14种日本的产能是占了全球50%以上的,也就是说如果缺少日本生产的关键原材料,荷兰的顶级光刻机也很难造出来,比如去年的光刻胶事件,韩国即使芯片半导体技术再牛,一旦被日本卡住关键材料就麻烦了。
日本的芯片技术在多年前也是很厉害的,但是后来因为美国的打压,还有韩国三星的崛起,所以日本的半导体技术落在了后面,不过瘦死的骆驼比马大,日本仍然拥有一定的芯片制造能力,而且得益于接近垄断的关键原材料,所以日本丝毫不担心缺失芯片和光刻机制造的问题,花钱买就是了,毕竟三星和其它半导体企业也十分害怕日本断供。
包括国内的中芯国际,虽说尽量减少了对美国技术的依赖,但是在半导体材料方面,仍然非常依赖日本,很多原材料都从日本进口的,一旦日本不出口了,也是会面临非常多的麻烦。不过按照目前的发展态势,中国的芯片制造能力超越日本不是问题,至于原材料供应,这其实就是一个国际化分工的问题,毕竟一个国家不可能完全掌握所有的供应链。
因为日本不用担心了,日本半导体产业基本全军覆没了。高端光刻机用不上,日本担心什么?
日本自己有28纳米的光刻机,有极紫外光源。但是这些都用不上,没有像intel,三星,台积电那样的半导体制造企业。也没有像海思,高通,联发科,展锐,AMD,NVIDIA那样的芯片设计企业。
做做液晶面板,滤波器件,图像传感器,28纳米光刻机足够了。28纳米最低能做7纳米芯片,日本有28纳米光刻机,还担心什么?
我们今年能够突破28纳米光刻机,如果我们不做手机SOC芯片,我们也不必担心了。但我们没有理由放弃手机芯片,所以我们必须要突破极紫外光刻机,在突破之前,我们自然是担心。
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