日本半导体，从“神坛跌落”

科技 2025-01-11 12:35 北京

提及半导体产业，首先想到的为头部的欧美、韩国和中国台湾，很少有人能想到日本，但在上世纪末，日本的半导体产业曾一度占到全球产值的45%，也是当时世界上最大的半导体生产国，全球十大半导体企业中，就有六个出自日本。那么，曾经称霸全球的日本半导体，为何一度从神坛跌落？让我们从事件的时间顺序来详述。

借势启航

20世纪40年代，日本产业正处于重建之际，美国处于自身利益和制衡国家的考虑，积极向日本转移先进技术，日本就此开始全方位复制美国的半导体技术。

1953 年，索尼的前身东京通信 2.5 万美元的价格从美国西屋电气引入晶体管技术。1955年，东京通信成功制造出TR-55 ，TR-55 是日本第一台真正的便携式收音机，它的成功使东京通信工业株式会社的运营进入正轨，并让公司摆脱了劣质产品的标签，为后来索尼成为高质量精良产品的同义词奠定了基础。

1962年，日本电气（NEC）向美国仙童（Fairchild Semiconductor）购买平面光刻工艺，标志着日本正式拥有集成电路制造能力。引入该工艺后，NEC的集成电路产量暴增，并开始生产当时十分先进的大规模集成电路。

1972 年，卡西欧推出了世界上第一款使用芯片的个人用计算器。Casio Mini售价仅为1万日元左右，这款计算机凭着质优价廉，仅上市十个月就卖出了100万台，靠消费电子累积了大量财富后，日本不满足与这种简单晶体管的生产方式。

日本政府意识到半导体的重要性之后，调动了几乎日本全部的大型工业企业进入半导体行业。

在政府支持下，日本开始存储芯片生产技术和工艺上发力，

NEC率先进入 DRAM 存储芯片领域，推出了 2K 容量的产品。随后NEC、富士通、三菱、东芝、日立共同设立了研究所，技术共享，极大促进了日本存储芯片的发展。不久后，日本公司开始进军美国市场，面对日本产品的强劲冲击，美国的技术优势不再明显，美国人当时是这样形容的：1981年到1985年，当日本开始崛起的时候，美国的半导体企业就像冰淇淋在夏天融化一样迅速地瓦解。

DRAM时代集成电路批量生产的特性，恰巧契合日本人极其擅长生产目标明确，需要精细工艺的技术。例如日本垄断级的清洗设备，垄断的秘诀是液体材料的非标准化，设备与液体的整合属于隐性知识，日本人在这方面非常擅长。也因此日本形成了在DRAM产业从设计到生产一把抓的全产业链模式。

在日本的猛烈进攻下，1981年AMD净利润下降三分之二，半导体亏损1100万美元，第二年英特尔辞退2000名员工。几年后，英特尔亏损1.73亿美元，是其上市以来的首次亏损，该公司关闭了其全部的7座芯片工厂，并宣布退出DRAM存储业务，岌岌可危。在英特尔最危急的时刻，IBM伸以援手，购买了其12%的债券保证现金流，助英特尔顺利渡过难关。

于是，在20世纪80年代后期，日本半导体的市场份额超过了美国。1980至1986年，美国占全球芯片市场的比重从61%下降到43%，而日本则由26%上升至44%。1986年，日本半导体产业的全球市场份额首次超过美国，跃居世界第一。

市场洗牌

当意识到被日本反超后，美国迅速采取行动。1985 年，美国指控东芝秘密向苏联出售四台精密机床。1987 年 6 月，美国通过 “东芝制裁法案”，取消一系列采购合同，并禁止东芝的所有产品向美出口 2 至 5 年。1986 年，美国以日本半导体企业在美倾销芯片为由，威胁对日本进行贸易制裁。美国政府根据《1974 年贸易法》第 301 条款，对日本半导体产品展开调查，指责日本半导体企业存在倾销行为，即以低于成本的价格在美国市场销售产品，抢占美国企业的市场份额。

美国和日本签订了《日美半导体协定》。该协定主要包括两个部分，一是日本半导体企业必须停止在美国市场的倾销行为；二是日本要开放国内半导体市场，保证美国半导体产品在日本市场的份额达到 20%。这一协定的签订，标志着美国开始通过政治和贸易手段来抑制日本半导体产业的发展。

该协定使得日本半导体企业在国际市场扩张的步伐受到限制，扰乱了其原有的节奏，导致其错失了整个计算机发展时代。同时，这一时期计算机市场中大型机开始向个人计算机转变，市场发生改变，工艺要求不再像之前般严苛，这使得日本半导体的成本优势受到冲击，日企之前生产的高质量DRAM变成了资源的浪费，而此前为IBM等大型机公司提供内存的质量要求基本都是在25年起步，而对于个人消费市场来说，电子消费品的使用寿命周期大大缩短。前面提到，日本人有独属于自己的经营模式，即便在受到市场更新迭代的冲击下，日本人也对自己的经营模式深信不疑，过去二十多年形成的技术文化难以被撼动，依然坚持极致的良品率。

祸不单行，1990 年日本泡沫经济破裂，经济遭受重创。这使得日本半导体企业的投资大幅削减，1991 年半导体产业设备投资减少 40%，资金的短缺严重影响了企业的技术研发与产能扩张。

但与此同时，该协定也并未给美国带来其预期的利益。由于英特尔退出DRAM市场，市场上存储芯片变得一片难求，导致价格飙升，而此时，韩国和中国台湾敏锐地嗅到了这一商机，纷纷涌入美国存储市场，日本产品逐渐失去竞争力。1991年签订了第二份美日半导体协议，1992年，日本进入了衰落期，而这一年，也是美国再次夺得世界半导体宝座的那一年。

如果说日本是凭着美国基础研究的红利以举国体制超越了美国，那么韩国也是如此。在日本签定协定的同一时期，韩国半导体趁机起步，逆周期投资，引进日本半导体技术人员，成立全球调研团队，1983年，韩国政府启动“半导体工业振兴计划”，为半导体企业提供了3.5亿美元的贷款，政府希望通过大力发展半导体产业，改变韩国主要以劳动密集型产业为主的产业结构，提高产品的附加值和技术含量。

在 “半导体工业振兴计划” 的推动下，韩国半导体企业的技术水平迅速提高。1992 年三星推出世界第一个 64M DRAM，1996 年又开发出第一个 1GB DRAM，,逐渐在 DRAM 和 NAND Flash 等存储芯片领域成为全球领先企业。形成了以三星电子和SK海力士等为核心的半导体产业集群。这些企业在半导体设计、制造、封装测试等环节紧密合作，带动了上下游相关产业的发展，如半导体材料、设备制造等产业也在韩国逐渐兴起。

日本并不甘心就这样在半导体产业中没落下去。面对市场份额被不断挤压、美国的打压以及韩国等地的崛起，日本决定反击，成立尔必达就是其中关键的一步。

1999 年，在日本政府想要重振产业的推动下，日立和 NEC 把各自的 DRAM 业务合并，成立了尔必达。尔必达整合了技术、人才、设备等资源，想打造出一个有竞争力的半导体企业。刚成立时，尔必达靠着原来企业积累的技术，做出的 DRAM 产品性能和稳定性都不错，成功进入戴尔、索尼、东芝等电脑厂商的供应链，订单不少，让日本半导体产业又有了点起色。

但没多久，问题就来了。2008 年金融危机爆发，半导体市场需求大幅下滑，产品价格暴跌，尔必达收入锐减，资金链非常紧张。同时，日元升值，出口产品利润越来越少，成本压力更大了。

为活下去，尔必达到处找办法。2009 年，它成了日本《产业再生法》修正案的受益者，拿到 300 亿日元公共资金和 1000 亿日元日本政策投资银行融资。有了钱，尔必达加大研发投入，想做出高端产品，在高端 DRAM 市场站稳脚跟，不和韩国、中国台湾的产品在中低端竞争。

可是，竞争对手没给它机会。三星、SK 海力士等韩国企业发展很快，技术更新、产能扩张都很猛，不断推出新 DRAM 产品，还降价抢占市场。尔必达因为资金和规模有限，渐渐跟不上，越来越吃力。到 2012 年，尔必达撑不下去了，向东京地方法院申请破产保护，日本半导体产业复兴的希望也变得渺茫。

复兴新程

尽管尔必达的破产让日本半导体产业复兴之路蒙上阴霾，但日本并未彻底放弃。进入 21 世纪，尤其是近年来，日本重新燃起斗志，多管齐下扶持半导体产业，试图重回行业巅峰。

2010 年起，日本政府设立半导体产业振兴基金，计划在未来 5 - 10 年内投入海量资金，向本土半导体企业与前沿科研项目精准“输血”。就拿攻克下一代半导体关键材料——碳化硅（SiC）及氮化镓（GaN）在大规模量产中的技术壁垒来说，2013 年，政府联合丰田、索尼等行业巨头，首次向相关科研团队注入高达 30 亿日元的资金支持。彼时，电动汽车、5G 基站等高端制造业已初露锋芒，对高性能芯片的需求呈现爆发式增长，日本抢先布局，志在率先突破新材料技术瓶颈，进而在新兴市场夺得先机。

2015 年之后，为吸引外资、促进国际合作，日本政府更是动作频频，出台一系列颇具吸引力的优惠政策。通过简化审批流程、给予税收优惠等方式，积极向英特尔、台积电等国际半导体领军企业抛出橄榄枝。终于，在 2021年，台积电与索尼半导体2021年宣布在当地建立晶圆厂。此后几年间，随着工厂逐步落成、运营步入正轨，上下游配套产业如同雨后春笋般蓬勃发展，一条完整且极具活力的产业链在熊本县逐渐成型。

在技术研发路径选择上，日本采取“差异化创新”策略，避开与韩国、中国台湾在传统 DRAM、NAND Flash 等成熟领域的白热化竞争，转而深耕模拟芯片、传感器芯片等细分领域。罗姆半导体便是其中典型代表，其在汽车电子用模拟芯片领域潜心钻研数十载，自 2000 年起，已累计积累大量核心技术专利，产品广泛应用于全球各大汽车品牌的电子控制系统，凭借卓越性能与高可靠性，在全球汽车芯片市场占据显著份额。

与此同时，民间企业自发抱团，联合组建产业联盟，东芝、索尼、瑞萨等多家企业携手，致力于整合此前分散的研发力量，将矛头对准量子计算芯片、超精密光刻技术等前沿技术难题。联盟搭建的共享研发平台于 2014 年正式上线运营，各成员企业纷纷将自身技术专长与研发数据汇聚其中，科研人员打破企业壁垒协同合作，技术突破的速度明显加快。以新一代存储芯片技术研发为例，2016 年，东芝的闪存技术与索尼的芯片设计能力深度融合，经过近两年的艰苦攻关，到 2018 年便成功推出一款读写速度远超同类产品的新型存储芯片原型，在行业内引起不小震动。

同年，为吸引海外高端人才回流，日本政府适时推出“半导体人才特别签证”，提供优厚待遇与良好科研环境。政策推出后的短短两年间，诸多曾效力于欧美半导体巨头的日本籍专家受此吸引，纷纷归国，为本土产业注入新鲜活力。

去年11月，日本首相石破茂提出，政府将在2030财年前提供至少10万亿日元（约合4688亿元人民币）的支持，来推动该国半导体和人工智能产业的发展。相较AI牵涉面较广，日本政府的半导体政策也被一致视作“日本半导体国家队” Rapidus的利好。Rapidus原本是2022年软银、索尼、丰田等8家日本大公司筹办的半导体制造公司，此前日本政府也在考虑将政府资助建造的工厂和设备转让给公司，换取Rapidus股权。

目前Rapidus的北海道工厂计划在2027年投产2纳米芯片，已余去年年底接收ASML极紫外光刻机设备。公司预计要实现目标需要投资5万亿日元，去掉9200亿日元的政府补贴，剩下的钱得靠市场筹集。软银、索尼等现有股东已经表示会追加投资，富士通也有可能入股。

随着筹备工作的持续推进，Rapidus 若能按计划在 2027 年顺利实现 2 纳米芯片的投产，将极大提升日本在全球高端芯片领域的竞争力。这不仅能满足本土对极致性能芯片的需求，还能凭借技术优势打开国际市场，重新在全球半导体价值链的顶端站稳脚跟。届时有望吸引更多上下游企业与之合作，进一步强化日本半导体产业的集群效应。

尽管前路崎岖，Rapidus 承载着日本半导体产业复兴的厚望，每一步前行都备受瞩目。若各项举措落地生效，日本半导体产业有望逐步摆脱困境，重回世界舞台中央，再次成为全球半导体格局中不可忽视的力量，改写近年来的发展颓势。但全球半导体行业发展迅猛，技术迭代、市场波动等不确定因素始终高悬，日本能否如愿，尚待时间给出答案。

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