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日本半导体产业缘何江河日下?

  日本微处理器业在全球的市场份额不断下降。据最近公布的2005年全球半导体业市场份额,日本半导体厂商合计仅占20%左右,对比上世纪80年代占有世界市场50%以上份额的盛况,已不可同日而语。

  <半导体RONG>产业根基不断下沉

  日本半导体产业的根基正在不断下沉,其实早在2002年,日本最大的半导体厂商东芝公司就被韩国三星公司超过,降为世界第三位。其他日本半导体厂商在世界市场上的排名也连年持续走低,三菱电机和富士通公司当年已被挤出了全球十大半导体厂商排行榜。

  2001和2002两个财政年度,日本五大半导体厂商东芝、松下、日立、三菱电机和富士通等公司,累计亏损高达138亿美元。而当时全球半导体业排名首位和第二位的英特尔和三星公司却获得大致相同的赢利。

  据美国iSuppli公司的最新统计,2005年全球半导体市场比2004年增长200多亿美元,总额为2370亿美元。然而日本大型半导体厂商包括NEC电子公司和由日立与三菱电机半导体部门合并组成的全力技术公司,都大幅度地减少了赢利。以NEC电子为例,其2005年的销售额为57.1亿美元,与2004年相比,降低了12.2%,世界排名也降为第10名。而全球主要半导体厂商2005年的平均增长率为4.4%。

  另据日本电波新闻2006年1月中旬报道,日本包括半导体器件在内的电子零部件的2005年销售额,比2004年下降6.2%,为91668亿日元。

  目前的NEC电子公司是NEC总公司于2002年在其半导体部门基础上成立的。为了集中力量生产供应日本家用电器厂商的核心部件专用集成电路,在成立NEC电子公司时,已将亏损的存储器生产部门从NEC剥离,以便使其摆脱赤字的局面。

  然而人算不如天算。随着竞争加剧,数字家电的利润率不断降低,在市场压力下,日本家用电器产品的市场主要集中到日本国内。在出口不能大幅度增长的情况下,NEC电子生产的家电专用集成电路的赢利额并不高。雪上加霜的是,由于家电市场变化快,顾客要求高,因而许多专用集成电路需要特别设计。由于产品更新快,相应地在设计开发费用上投入较大,从而使NEC电子公司半导体器件的利润额进一步减少。因为传统上每年第一季度是销售淡季,可以预计,至2006年3月底结束的本财政年度中,NEC电子将有330亿日元的赤字。这将是NEC电子连续第三年销售额下降。

  此外,由日立公司和三菱电机公司合作成立的瑞萨技术公司,预计本财年的利润仅为销售额的1%。作为对比,美国瑞萨公司2005年的利润率高达30%。

  存储器业遭遇强敌

  日本半导体业的亮点是日本东芝公司,其在全球半导体市场的排名由2004年的第7名,升为2005年的第4名,销售额为93.6亿美元。预计其2005财年的利润率为10%。对此做出主要贡献的是用于iPod便携式音乐播放器等方面的与非型快速擦写存储器。日本专门生产存储器的Elpida公司本来应该有一定赢利,然而2005年该公司投资2000亿日元,建设300mm硅圆片厂,因此其将会有小额亏损。

  尽管上述两家日本半导体厂有一定赢利,但前景不容乐观。一方面是由于居世界存储器首位的韩国三星电子公司的强劲竞争。虽然日本Elpida等公司投巨资扩大生产,然而产品份额并没有显著的增
长。另一方面,日本半导体业的强敌,排名世界第一的美国Intel公司,在大力生产Intel(CPU)的同时,又挥师进军高赢利的与非型快速擦写存储器市场。日本东芝公司负责半导体生产的常务董事室町正志先生惊呼,日本存储器市场份额必定会进一步降低。

  更为致命的是,日本半导体厂商在全球化上已经落后于人。目前日本半导体厂商的国内销售比例高达60%至70%,而国外销售比例则在30%至40%之间。相对而言,全球著名半导体厂商的海外销售比例则达到70%至80%,因此可以说日本半导体厂商的销售属于典型的“窝里横”。

  从企业布局上看,日本半导体厂商在全球化上的缺陷更为严重。相对于上世纪80年代,目前其已显著倒退。当时,日本半导体厂商纷纷在海外建厂,或者建立国外设计基地,但是从上世纪90年代后半期起,由于销售额下降等原因,通过重组对日本的国外基地进行了整合。一位熟悉国外情况的调查公司分析师指出,“日本撤消国外设计基地的做法是致命的”,原因是日本著名半导体厂商在美国拥有设计基地时,通过进行联合开发等方式与美国大用户建立了信任关系,然而随着重新布局,也同时丧失了这种信任关系,结果美国的半导体大用户不再向日本厂商订货,因而导致日本半导体厂商的国际市场更加萎缩。

  谋求振兴举步维艰

  进入新世纪后,日本半导体业为追赶美国并与新兴的韩国厂商竞争,在日本政府支持下,日本半导体业先后开展了名为“明日”和“未来”的两项技术开发计划。

  “明日”是由民间主导,由东芝、富士通等12家日本大型半导体厂联手投资700亿日元,开发65纳米线宽的实用的下一代半导体制造工艺。“未来”是以日本产业技术综合研究所为骨干,联合24家日本半导体厂商和半导体设备厂商,投资350亿日元,共同开发45纳米线宽的半导体器件的新材料和新设备等的基础性技术。其宗旨是以合作的方式,将下一代集成电路技术标准化,从而降低先进技术的开发成本,并以此与世界上其他国家的竞争对手一争高低。通过实施该合作项目,能为参与合作开发的各公司节约100亿至数百亿日元的技术研究和开发费用。

  然而,由于多个半导体厂商聚集在一起,在确定研究方向上,众厂商因意见分歧而决策缓慢。因为迟迟不见成果,各半导体厂商纷纷自行开发其65纳米线宽的半导体工艺。而对于45纳米以下的半导体器件开发,需要厂商每年投入约10亿美元的投资。对日本半导体产业非常了解的日本机械振兴协会经济研究所的井上弘高级研究员认为:“仅靠这些半导体厂商,不一定能够承担这一重任。”

  此外,由于两个新一代半导体技术开发项目“明日”和“未来”是分别进行的,分散了研究力量而且受制于投入资金不足,致使新一代半导体工艺的研发进展迟缓。

  有鉴于此,日本政府的经济产业省决定,从2004年夏天起,将“明日”项目进行的研究,归并到“未来”项目之中。在此之后,通过调整科研课题,日本将集中力量研究45纳米节点以下的半导体技术和工艺。日本产业技术综合研究所将在其中起主导作用。

  即从2004年夏起,由政府出面领导半导体技术的研究和开发,改变以前由东芝公司和富士通公司等企业主导半导体研究的局面。并通过合并上述两个计划的重复项目,从而集中开发力量,减少不必要的投资,加速研发进程。目的是及时开发面向数字家电等方面的高性能半导体器件,重新确立日本半导体业在世界的领先地位。

  然而,随着半导体工艺技术的快速演进,设备投资和研发经费的负担日益沉重,日本半导体企业中能坚持长期投入大量资金和科研力量的并不多,振兴日本半导体业的奋斗举步维艰。日本政府一直希望日本半导体厂商通过上述技术开发计划,尽快实现10%的利润率,但是只有一两家日本半导体厂商能实现这个目标。

  日本政府近来根据最新的信息技术发展计划即U-Japan计划,开始启动了新一轮的半导体技术研发。被称为SELETE(Semiconductor Leading Edge Technologies,即半导体尖端技术)的开发项目,每年将投资100亿日元,以研究和开发45纳米和32纳米节点的实用制造工艺为主。该项目是以东芝、NEC电子、瑞萨和富士通四家公司为中心,带领其他厂商共同从事研发。内容包括前工序和后工序以及供实用的金属栅/高介电率材料和多孔低介电率绝缘材料,此外还有用于45纳米和32纳米节点半导体设备的EUV光刻技术和掩膜工艺。被称为STARC(Semiconductor Technology Academic Research Center,即半导体技术学术研究中心)的项目,每年投资预算50亿日元,以新型器件的设计为主,其中包括用于研制器件的设计平台。

  应该指出的是,日本这种形式的半导体开发,是将基础性研究和实际制造工艺开发分开进行。与世界其他半导体厂商相比较,这种“两张皮”的做法将很难保证开发出的研究成果能够及时地转化为实用工艺。

  联合建厂一波三折

  为了突破困局,振兴日本半导体业,2005年开始,在日本政府产经省的主导下,日立、东芝、瑞萨、NEC电子和NEC电器等五家公司,准备联合建立合作性质的委托生产厂。

  近年来日本半导体业一蹶不振,其在世界半导体市场的份额一直在20%上下徘徊,并且由于大部分半导体厂商亏损,对于需数十亿美元投资的采用先进工艺的300mm硅圆片厂,各厂商已无力独立兴建。为增强竞争能力和分散投资负担,日本半导体厂商只能走合作建设新型半导体厂的道路。

  2005年这一方案提出不久,准备合作的上述五家公司就在投资额负担问题上出现了裂痕。先是NEC电子和东芝在2005年11月宣布,他们两家公司将共同开发45纳米的半导体工艺,并进一步考虑新工艺的联合生产。在宣布这一消息的同时,NEC电子总裁中易俊雄称,将与一直在联合开发45纳米工艺的瑞萨公司和松下公司继续保持合作关系。

  另据《日本经济新闻》报道,2006年1月日本日立、东芝和瑞萨科技公司将联合成立一家合作生产最先进的半导体器件的生产厂。该厂将投入1000亿日元的资金。他们计划从2007年开始生产数字家电的核心元件———新一代的单芯片集成系统器件(SoC),工艺水平达到45纳米节点的要求。新工厂将建在东芝公司位于日本西南部大分县的厂区,或瑞萨科技公司位于东京北部茨城县的厂区。

  面对美国Intel公司2005年11月起已在亚利桑那州开始兴建45纳米工艺生产厂,并且至2008年将在设备上投资约70亿美元的强势竞争,日本半导体厂商毫无还手之力。日本整个半导体业在设备上的投资也赶不上美国Intel一家公司的投资,更何况韩国三星电子公司近年也宣布了超过50亿美元的半导体投资。在这两大强敌咄咄逼人的竞争态势下,日本半导体业与世界先进水平的差距只会越来越大,而不会逐渐缩小。

编辑点评

日本半导体业兴衰的启示

  日本半导体产业的兴衰为我国半导体业带来两点重要启示,一是产业的发展要发挥本国的优势,二是产业的发展需要政府的大力支持。

  现在已经很少有人知道,十几年前日本NEC公司曾坐过全球半导体市场的头把交椅,而当年美国Intel公司在半导体市场上只不过是世界老七。

  NEC电子公司是NEC总公司于2002年在其半导体部门基础上成立的。其2005年的销售额为57.1亿美元,与2004年相比,降低了12.2%,世界排名也降为第10名。这只是日本半导体业的一个缩影。有数字表明,2005年全球半导体业的市场份额中,日本厂商合计仅占20%左右,对比上世纪80年代日本半导体业占有世界市场50%以上份额的盛况,已不可同日而语。

  从经营策略上而言,日本东芝、NEC等日本半导体厂商近年来将半导体业的投资重点放在了液晶显示器和内存芯片上。由于没能发挥日本半导体业将技术转化为高附加值产品的优势而造成连年大幅度亏损。有关专家指出,日本半导体厂商在生产线上的流片周期相对较长,人工成本高于世界平均水平,他们只适于生产高附加值的器件,因而近年来在通用大批量器件,例如存储器的生产上屡战屡败。日本半导体业要想减少亏损,必须退出这些赢利不高而风险又较大的市场,专注于他们所擅长的消费电子类器件和集成系统芯片市场。

  但是,为什么日本半导体产业会一蹶不振呢?随着半导体工艺技术的快速演进,设备和研发经费的投入需求越来越大,因此半导体业的竞争就是国力的竞争。美国政府视其半导体产业为事关国家经济命脉和国防安全的最重要的产业之一,坚持每年将半导体业销售额的2.5%用于技术研发和设备投资,从而保持了其在世界亚微米和深亚微米半导体工艺上的领先地位。

  而迫于市场的压力和连年赤字,大部分日本厂商无力投资兴建采用先进工艺的新厂,只好眼睁睁地看着欧美和韩国的厂商占领市场。尽管拥有先进技术,然而只能陷入心有余而力不足的境地。

  有专家指出,半导体器件的集成度越高,研究的风险也越大,同时在基础研究上的投资也随之增大。对于曾有巨额亏损的日本半导体厂商而言,只有依赖日本政府的国家基础研究经费,方能进行最尖端的半导体工艺和设备的研究和开发。

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日本和美国的较量

  从1976年起,由日本通产省主导,日本NEC、东芝、富士通、日立和三菱电机等五家公司,携手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,投资720亿日元,通过企业与科研机构的联合,实施了大规模集成电路的研发计划。经数年努力,在微米级半导体工艺上一举超过美国,从而奠定了上个世纪80年代下半期日本半导体产业称霸全球半导体市场的基础,占据了世界半导体市场50%的份额。其中从上世纪80年代中期起,日本在世界DRAM(动态随机存取存储器)市场中长期占有90%左右的份额。当时日本被称为“半导体王国”。

  然而好景不长,不甘落于人后的美国半导体业成立了SEMATECH(半导体制造技术R&D联合体),动员了全美700名科技精英,耗时10年,每年投入2亿美元(其中一半由美国国防部高级研究计划局提供,另一半由美国13家半导体公司按年销售额的1%集资),ST研究和开发深亚微米级的半导体工艺及其相应的先进制造设备。还有,美国军方投资10亿美元,开发军用通信和信号处理所需的半导体器件和技术。

  此外,美国祭出了关税与贸易总协定GATT的超级301条款,迫使日本缔结了“美日半导体协定”,规定“外国半导体厂商必需占有日本国内20%市场”,强制日本产业界屈服美国的政治压力。1993年,美国终于从日本手中重新夺回全球半导体业龙头老大的地位。更有甚者,美国Intel公司和微软公司,利用个人电脑渗入社会方方面面的有利时机,成功地采用垄断策略,巩固了其在半导体市场和软件市场上的长期的支配性地位,迫使日本在世界半导体市场上节节败退。自此,美国政府视其半导体产业为事关国家经济命脉和国防安全的最重要的产业之一,坚持每年将半导体业销售额的2.5%用于技术研发和设备投资,从而保持了其在世界上亚微米和深亚微米半导体工艺上的领先地位。

  另外值得一提的是,从上世纪90年代起,韩国、我国的台湾省和祖国大陆等亚洲地区半导体业的兴起,以低成本的竞争优势,也重创了日本半导体业。

  日本半导体业近年总结自己的教训时已认识到,1986年至1991年日本超出半导体发明国———美国而称雄世界半导体市场时,只不过是在生产技术上超过了美国。当时繁荣的假象,使日本人产生了全面超过美国的错觉。
 
 

(源自:中国电子报)

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