【关注】李玲飞:借力复活?日本半导体产业的复兴战略

【关注】李玲飞:借力复活?日本半导体产业的复兴战略
2022年09月20日 18:00 盘古智库

本文大约5600字,读完约14分钟

东芝公司总部(图片来源:视觉中国)

尽管整体市场份额不高,日本在半导体产业链中仍占据举足轻重的地位,半导体制造过程的各个阶段,从前段的晶圆加工到后段的封装,都离不开日系设备与材料,这让半导体领域的日美合作格外值得警惕,因为美国发起和主导的芯片竞争,将中国视为最主要的对手,目的是将中国封禁在尖端半导体产业链之外,日美合作以及日本如何站队无疑将对半导体的竞争态势和走向产生很大影响,尤其是考虑到日本曾有过使用半导体出口管制作为手段打击韩国的先例。

本文作者系盘古智库高级研究员、东北亚研究中心副主任李玲飞。

从20世纪80年代末开始,日本半导体产业的国际市场份额由1988年时占据世界半壁江山,一路跌至2019年,仅剩10%左右,日本政府将之称为日本半导体凋落和失去的30年。而为了在新一轮竞争中扭转局面,2021年3月,由经济产业省牵头建立检讨会议机制,研究日本半导体产业复活的国家战略。经过1年多以来的6次会议,其思路逐渐清晰:通过与美国的紧密合作,依靠美国的先进技术和日本拥有的设备与材料优势,力争在2纳米及更尖端制程的研发和制造上取得突破性进展,重振日本半导体制造雄风。

凋落和失去只是相对而言:尽管整体市场份额不高,日本在半导体产业链中仍占据举足轻重的地位,半导体制造过程的各个阶段,从前段的晶圆加工到后段的封装,都离不开日系设备与材料,这让半导体领域的日美合作格外值得警惕,因为美国发起和主导的芯片竞争,将中国视为最主要的对手,目的是将中国封禁在尖端半导体产业链之外,日美合作以及日本如何站队无疑将对半导体的竞争态势和走向产生很大影响,尤其是考虑到日本曾有过使用半导体出口管制作为手段打击韩国的先例。

20世纪80年代后半期,由于美国的施压,以及自身在发展道路上的错误选择,日本从“半导体王国”的宝座上跌落。制订复活战略时,日本也在重新审视当初日美半导体摩擦中的政策得失。如今,中美两国在半导体领域的竞争已不可避免,30多年前日本落败的教训,以及之后日本在上游设备和材料方面的生存经验,都值得我们认真地研究和学习。

芯片2+2

美国《2022芯片与科学法案》近期在国会通过并经总统拜登签署生效。该法案的重点内容是对美国半导体行业,尤其是芯片制造业提供补贴和税收减免,以吸引全球半导体企业投资美国尖端制程芯片的研发和制造。此外,《法案》中明令禁止享受补贴与税收减免的企业扩大在中国等国家非传统制程芯片的制造规模,期限为获得补贴或税收减免的十年内。

除了以补贴和优惠政策吸引半导体企业“选边站”之外,为了确保美国的技术领先优势并将中国排除在尖端半导体产业链之外,美国在2022年3月还发起了“芯片4方联盟”(CHIP4)提议,拉拢日本、韩国和台湾,试图形成排挤和围堵中国半导体产业发展的阵营。

美国在《法案》中的提供的直接补贴527亿美元,税收减免高达25%,这样的力度却并没有引起韩国政府和台湾半导体企业的兴趣,反而让它们感到为难,并不情愿加入美国主导的“芯片4方联盟”。

因为“选边站”的原则会让这些半导体企业失去更大的市场。中国大陆是世界上最主要的半导体终端制造中心和半导体消费市场,根据美国半导体行业协会(SIA)统计,2021年全球半导体产品消费总额5559亿美元,中国占35%(1925亿美元),随着电动车等带动的新能源产业和电子产品带动半导体需求增长,未来中国半导体消费市场将保持继续增长态势。

以韩国为例,2021年,对中国(内地及香港地区)的出口已经占据韩国半导体出口的6成以上份额,三星电子在2021年收入超过英特尔,成为全球半导体行业的霸主,中国庞大的市场和消费需求功不可没。将世界上最大的半导体市场排除在供应链之外的做法既不明智,也难成功,对相关企业来说,更要付出巨大的成本和代价。

“选边站”原则还会让这些半导体企业失去未来的发展机会。三星、SK海力士、台积电,还有英特尔和美光等,在中国大陆都有芯片制造或封测工厂,三星在陕西的闪存工厂扩建工作已经完成,SK海力士的大连存储器项目刚刚开工,台积电在南京的28纳米成熟制程扩产计划也顺利推进,预计年末量产,2023年满产。《法案》“选边站”的原则让这些在华已大量投资并且还有扩大投资计划的企业陷入两难,甚至连美国的英特尔也在呼吁美国政府不要限制半导体企业在中国大陆投资,因为这种政策无疑会“削弱相关公司的全球竞争力”。何况就资本密集型的半导体行业来说,貌似大手笔的500多亿美元补贴,实际并没有太大的吸引力。

更让韩国和台湾企业,以及韩国政府焦虑的是,《法案》乃至美国政府半导体战略的直接目的,是让这些企业所有尖端技术的研发制造,全部搬到美国本土,企业的未来要掌握在美国人手里,韩国和台湾的半导体产业,则要面临被“掏空”的风险。

此外,台积电的创始人和现任董事长多次提到,美国的企业文化与芯片制造所需要的精密和责任原则相悖,管理和生产成本上的劣势让美国的半导体制造上的投入难以达到预期目的。

日本则从《法案》和芯片4方联盟提议中看到了机遇,与韩国和台积电等不情不愿的态度相比,日本表现得非常积极。2022年5月,日本经济产业大臣萩生田光一访问美国,与美国商务部长雷蒙多提出了半导体相关合作的基本原则,同时参观了IBM等企业的尖端半导体研究机构。7月末,日美经济政策协议委员会在美国召开部长级会谈,即经济版2+2(日本经产及外务大臣,美国国务卿及商务部长)。作为双方《共同声明》的附件,《日美经济政策协议委员会2022年行动计划》提出,日本首相岸田和美国总统拜登宣布,将成立联合工作组,讨论下一代(尖端)半导体的开发。

随后,日本政府召集“产总研”、理化学研究所和东京大学等机构,与美国国家科学技术委员会机构(NSTC)对接,年内成立“下一代半导体制造技术开发中心”。8月3日,经产省宣布“后5G信息通信系统基础强化研究开发事业”中,尖端半导体制造技术开发(针对EUV设备的下一代光刻技术)课题,由日本合成橡胶(JSR株式会社)及其美国Inpria负责。Inpria是2007年从美国俄勒冈大学化学系分立出来的主攻高性能感光材料(光刻胶)的企业,后来被日本合成橡胶收购,成为其全资子公司。

美国主导的芯片4方联盟预备会议即将召开,韩国政府在宣布出席会议的同时,也表明立场:“韩国参与CHIP4,无意排斥任何其他特定国家,考虑到韩中两国紧密的经济联系和贸易结构,韩国可以发挥桥梁作用”。台湾当局,由于台积电等企业的抵制与不满,则仍未与美方就会议的实际内容达成协调,表示“尚未接到邀请”。在芯片联盟问题上,只有日本与美国立场一致,最终芯片4方联盟的形式,可能是芯片2+2。

借力复活:将上游优势扩张至全产业链

选择与美国在半导体领域积极合作,反映出日本政府半导体产业发展战略的转变。

20世纪90年代至今,日本半导体产业陷入凋落与失去的30年,世界市场份额由1988年超过5成跌至2020年仅15%左右。几乎独霸天下的存储芯片制造让位于韩国,逻辑芯片的核心技术上佳能、尼康不敌ASML,终端制造局限在成熟制程领域,而且也只有索尼等为数不多的企业涉足。

同时,无论从技术投入还是高端人才数量上看,日本在尖端制程研发、制造,以及全面提高市场竞争力方面都是心有余而力不足,它的主要战略目标,放在了维持日本材料和设备的上游优势,确保功率半导体、图像传感器等产品的供应链以支撑国内制造业的需求上。

新冠疫情暴发后,供应链问题上升为日本半导体发展战略的重中之重,2021年,当经产省牵头召开第1次半导体及数字产业战略检讨会议时,日本政府的半导体发展战略可以概括为“吸引海外尖端半导体代工企业建厂,国内“产总研”(产业技术综合研究所)等研究机构、制造设备和材料产业提供合作”的半导体基础强化战略。日本政府主动促成索尼等企业与台积电合作,在熊本建设国内第一座量产工厂,该工厂制程仍为22~28纳米而非更先进的技术,主要面向日本国内对功率半导体等制品的供给。

此时美国半导体政策上的一系列动作,让日本看到了机会。日本政府在评估日本半导体产业发展状况及其在全球产业链和供应链中地位之后,认定无论是《法案》还是芯片4方联盟,都不会挑战日本半导体产业的核心利益,反而在尖端制程和先进技术方面为日本带来机遇:依托在制造材料和设备方面的上游优势,借美国之力复活已经凋落和失去30年的半导体产业。

因此,2022年7月,当产业战略检讨会议进行到第6回时,日本政府将原来专注于供应链的产业转换为:“日美半导体合作,开发2纳米及更尖端制程技术”的新一代信息处理基础构筑战略。

这一战略的目标,是“2纳米及更尖端制程技术”,尖端制程是日本半导体制造业的短板,无论是技术、生产能力还是市场竞争力上,日系企业完全不是国际同行的对手,而要补上短板,唯一出路就是在投入研发新一代技术,以期取得超越式发展。

为什么提出日美半导体合作?是因为日本清楚,美国推出《法案》和芯片4方联盟提议,根本目的是将尖端制程技术的研发全部控制在美国自己手中、制造全部放到美国国内。这对于韩国和台湾地区的半导体企业来说是挑战和打击,但对日本企业而言,则是机遇。

日本提出与美国合作的资本是什么?是日系企业在半导体产业的上游优势:尽管日本在世界半导体市场上的份额不断下滑,但在制造材料和设备等个别领域,日系企业在供应链中占据重要地位,这一点从世界半导体市场主力图中可见一斑:

根据日本经产省统计数据,2020年全球半导体市场规模约52.4亿日元,日本所占份额约15.2%。其中在集成电路(中间产品)市场,日本份额仅为6.7%,且主要集中于存储类产品,如内存(SRAM、FRAM)、NAND闪存、可擦除可编程只读存储器(EEPROM)等等,微处理器(MPU)、FPGA芯片等市场上几乎没有日系企业立足之地,应用处理器(AP)和其他逻辑IC份额极小,分别为2.8%和0.8%。

日本半导体产业优势集中于材料等上游制品,光阻剂、光刻胶、阻焊剂等材料日系企业产品占据绝对垄断地位,个别产品如缓冲膜、LT硅片、铌电解电容器等,日本产品全球市占率甚至达到100%。

日本在材料和设备上的优势,加上日美在新一代半导体制造技术上的合作,会否引发改变世界半导体行业格局的变化,值得关注。而在美国不断扩大对华芯片管制的情况下,日美半导体合作会否影响到上游产品对中国企业的供给,尤其应引起警惕。

重读日本半导体产业浮沉史

从20世纪60年代末到90年代,日本半导体产业从集成电路工业化起步,跃进式发展而取代美国成为世界第一大半导体市场和制造强国,又在美国的制裁与打击下走向难以扭转的衰落,30年浮沉,可谓是其兴也勃,其亡也忽。回顾与反思这段历史的文献数不胜数,在美国再一次发起半导体战争的今天,重读日本半导体产业浮沉史,思考中国半导体未来发展之路,非常有必要,至少在以下几个方面,我们应该以日本为鉴:

第一,要清楚美国的真实意图。在缔结半导体协定问题上,日本单纯地以为美国的目的是为了市场占有率和国家安全,因此很轻易地做出了让步:提高日本产品出口价格、承诺提高进口产品在日本市场上的比重至20%、向美国政府公开企业内部数据。而当美国产品的日本市场占有率已经超过30%、美国政府仍不满意时,日本人才醒悟美国的目的不是要日本让步,而是放弃。如同战争一样,不做抵抗的让步只有死路一条。

第二,要顶住美国的“花样”攻势。从摩擦出现伊始,美国就使出连环招式,让日本政府无力招架。经贸上,以价格理由认定日本半导体产品存在倾销行为、以逆差理由认定两国贸易不公平、鼓动美国企业以行业不景气理由投诉日本企业投资破坏公平竞争、激起民间对日本制商品的不满和敌视。同时美国又将经贸问题政治化,包括宣扬日本半导体威胁军事和科技安全、指责日本政治体制不民主等。手段上,在国内撮合半导体企业抱团取暖,成立半导体行业协会(SIA)不仅是为了企业联手与日本企业竞争,更多地是更有效率地游说美国政府打击日本同行,并向商务部提起诉讼,要求按照301贸易条款调查和制裁日本。在国外,美国寻找并有意培养日本的对手。

今天我们也可以看到美国在使用相同或相似的招术对付中国,而由于局势的变化,它的借口和花样更多,动用的手段更加复杂,包括但不限于民主、人权、国际关系以及所谓的芯片4方联盟等等。面对这些攻势,从日本身上可吸取的最大教训就是不能被吓倒而乱了阵脚。

第三,技术是关键、教育是基础。日本半导体产业的崛起,离不开美国的技术。从最初的东芝(东京电气)和日本电气(NEC)由灯泡转向真空管,到索尼(东京通信工业)推出晶体管收音机,到卡西欧和理光等使用集成电路生产计算器和录放机,直到日本电气、日立和东芝霸占全球半导体市场份额前3名,日本半导体产业的诞生与强盛,几乎是完全仰仗美国转让技术和美国企业的合作。而当伙伴成为你死我活的竞争对手后,技术上的管制则让日本企业迅速从霸主宝座上跌落下来,由于未能在新一代技术发展上继续保持领先优势,东芝等企业的存储芯片、尼康和佳能的光刻设备,似乎在一夜之间被取得技术突破并随之降低成本的韩国、美国和欧洲企业所超越。

另一方面,也正是由于在新材料上的研发投入和技术革新,让日本在半导体制造上的全面落败的同时,保持了上游行业的市场优势,这是日本半导体产业衰败但未崩溃的重要因素。

日本在技术领域的教训,更说明了人才和教育的重要性。半导体时代发展到今天,美国之所以能够呼风唤雨,最根本的就是人才和技术的储备。美国在一个多世纪以来能够延续不断地在半导体技术上取得革新,与其发达的、先进的、开放的教育体制密切相关。没有目光长远而基础扎实的教育体制作为保障,已拥有的技术再先进也是短效而难以持续的。

与曾经的日本相比,现在的中国在半导体国内竞争上面临更加严峻和激烈的竞争局面。但是,新中国即使在积贫积弱的时代、在遭遇强敌围堵时,也能坚持独立和自主的发展路线与战略,自立自强,是包括半导体在内所有产业能够发展并且拥有光明前途的信心来源。

财经自媒体联盟更多自媒体作者

新浪首页 语音播报 相关新闻 返回顶部