【谈商说资】一度称霸全球 日本半导体业为何走向衰败?

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今年2月24日,全球晶圆代工龙头——台积电(TSMC)的日本熊本厂,也就是日先进(JASM)正式开幕。无论是“晶圆代工之父”张忠谋,抑或全球科技与财经媒体,都提到“复兴”一词,意指日本半导体业正卷土重来。过去数十年,为什么日本半导体业会从兴盛走向衰败?

JASM是台积电首度与日本厂商的合资晶圆厂,也是台积电日本首座晶圆厂,年底量产后,将成为日本最先进的逻辑制程晶圆厂。(图:互联网)

纵观全球半导体产业链,无论是上中下游,都充斥着美国、台湾、韩国与中国的身影。在上游的芯片设计领域,距台湾科技媒体DIGITIMES的统计,美国在2022年雄占全球市占率63%,其次是台湾和中国业者。而美国的主要玩家,有英伟达(NVIDIA)、博通(Broadcom)、高通(Qualcomm)等。

中游的芯片制造或代工,由台积电、韩国三星电子、美国大厂英特尔(Intel)与格罗方德等主导;至于下游的封装与测试,全球十大厂商中,台湾占了6家,其余则由中美业者瓜分。

全球半导体业群雄割据,日本的身影似乎却微乎其微,人们难以想象,该国曾是这一个行业的霸主。在上世纪80年代后期,日本半导体企业手握大约50%的全球市占率。

到了1991年,营收前10名的半导体企业中,日本就占了5家,其中日本电气(NEC)和东芝(Toshiba)更位居冠亚军,打败美国龙头英特尔。为何到了今时今日,一度风光无两的日本半导体业,话语权变得式微?

1986年,美日双方签订《美日半导体协议》,美国确保霸权地位。(图:互联网)

美国企业发起诉讼

若要总结这段兴衰史,离不开美国打压、行业竞争、行业趋势转移这三大关键词。

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自1970年代,日本半导体业得益于VLSI技术研究协会的投资与研发、产品价廉物美、民生电子产品热销而横扫全球市场之际,全球政经大国,也是半导体技术发源地的美国,焦虑情绪开始发酵,动念和日本展开竞赛。

1977年,美国半导体行业协会(SIA)成立,随后向美国政府提交了有关日本VLSI的报告,同时建议加强美国加强产学合作,推动国内半导体业的进步。

而随着日本企业继续攻城拔寨,生产的64K动态随机存取记忆体(DRAM),市占率在1981年超越美国,后者的危机意识也愈发强烈,《财星》(Fortune)、《商业周刊》(Business Week)等媒体亦开始撰写,有关日本半导体业带来威胁的报导。

时间来到1985年6月,SIA率先根据美国贸易法第301条,向美国贸易代表署(USTR)提起,针对日本半导体制造商的倾销诉讼。

随后,在行业大战中节节败退的英特尔和美光(Micron),也分别针对日本的可抹除可程式化唯读记忆体(EPROM)、64-Kbit记忆体提出诉讼。1986年,美国国际贸易委员会(ITC)裁定,日本的记忆体对美国半导体业造成伤害。

贸易冲突愈演愈烈的当儿,两国终在1986年9月签下“美日半导体贸易协定”,使得日本同意敞开国内市场大门,在5年内让外国半导体产品,占国内市场20%。

值得一提的是,签署协定的那一年,是日本半导体业的高光时刻。在记忆体扩产、民生电子产品需求强劲的助攻下,日本正式挤下美国,成为全球第一半导体供应大国,而日本电气、东芝和日立(Hitachi)分别摘下冠亚季军。

40年前日美之间爆发芯片战争,日本在此役中一败涂地,彻底失去龙头宝座。图为美国人砸坏日本生产的收音机。(图:互联网)

美国征税报复日本

眼见日本当上江湖老大,美国也挥出第二记重拳。1987年,美国政府根据贸易法第301条,对日本产品征税,报复日本未能遵守协议,允许更多外国半导体产品进入国内市场,以及持续在其他国家倾销产品。

此举逼得日本一边承诺进口更多美国产品,一边在其他国家提高日本产品价格,等同于削弱自身产品的竞争优势。

光是美国打压,还不至于让日本半导体业日薄西山,毕竟如上所述,到了90年代初日本依然是行业前段班。第二层挑战,是日渐激烈的行业竞争。

首先,美国向日本挥拳之际,国内产业也在积极发力追赶。在1987年,美国政府召集英特尔、国际商业机器(IBM)等14家国内半导体企业,成立半导体制造技术联盟(Sematech),后者也携手SIA开发新技术,而美国国防部也在5年内给予5亿美元补贴。

如火如荼执行的追赶计划也颇有成效,在1993年,美国以43%全球市占率之姿,重拾行业老大地位,战胜市占率40%的日本。而早已放弃DRAM市场,转战微处理器领域的英特尔,是行业佼佼者。

撇开美国不谈,韩国半导体业的崛起,也成为悬在日本头上的一把刀。1959年,韩国金星社,也就是LG集团的前身,已生产韩国第一台真空管收音机,作为该国半导体业发展的第一步。

韩国的崛起,成功取代日本,电子产业节节攀升。(图:互联网)

韩国插旗半导体业

60年代,一批追求低成本生产的美日半导体企业,例如高美(Komy)、摩托罗拉、快捷半导体(Fairchild)、东芝、三洋(Sanyo)等,也先后在韩国设厂。尽管主攻的是技术含量较低、劳力密集的组装环节,但已为韩国的电子产业打下坚实基础,对出口的贡献也节节攀升。

1981年,韩国半导体业迎来更大的催化剂。韩国政府制定“半导体工业育成计划”,加强技术研发。这项计划有两大重点,第一是瞄准中游环节的晶圆制造,而非附加价值较低的封测。第二,大规模生产以及出口记忆体芯片,此举无疑和日本打对台。

1998年,三星在DRAM领域超越日本,成为全球第一。(图:互联网)

韩国半导体业的领头羊,无疑是三星。在1982年,三星设立半导体研发实验室,隔年则在美光的技术援助下成功量产DRAM。随后几年三星也积极在技术、生产方面拾级而上。

1998年,三星终于在DRAM领域超越日本,成为全球第一。到了2011年,韩国也手握全球半导体市占率16%,首次超越日本之余,亦摘下世界亚军,仅次于美国。其时,三星、SK海力士在DRAM、快闪记忆体领域的霸主地位,已牢不可破。

韩国为何能打败日本?这不得不提到,80年代至今一共运用了3次的“反周期生产”。按照主流商业逻辑,若商品价格或需求上涨,企业会大幅生产以顺势获得更多盈利;价格下跌,企业则会减产免于亏损。

然而,三星却因为有韩国政府撑腰,屡屡反其道而行。80年代中期DRAM价格节节下滑之际,已累积亏损数亿美元的三星反而扩大产能,务求在市况不佳时击垮对手;1996至1999年间,DRAM全球销售陷入萎缩,三星故技重施,兴建第4座厂,让部分财务陷困的日企雪上加霜。例如,东芝终在2002年脱售DRAM业务,聚焦在快闪记忆体领域。

韩国半导体业的领头羊,无疑就是三星。(图:互联网)

反周期生产逼跨日企

第三波反周期生产,则是运用在2008年。其时,在供过于求、金融危机的夹击下,DRAM的价格已从2.25美元,暴跌86%至0.31美元,各国企业皆保守生产。然而,三星却豪砸前一年盈利的118%扩产,让DRAM价格跌破现金成本,也就是售价低于生产成本,同行一片哀嚎。

2012年2月,日本DRAM巨头尔必达(Elpida)宣告破产,同年5月被美光收购。也正因如此,韩国在记忆体领域的地位,迄今仍无人可撼动。

日本半导体业衰败的另一项原因,是行业趋势转移,这主要体现在终端产品身上。日本半导体业强盛之时,其芯片主要应用于收音机、相机、传统电视机、大型个人电脑等。

然而到了21世纪,轻量型笔记型电脑、智能手机逐渐主导芯片市场,收音机、相机等日本芯片赖以销售的终端产品则随之没落,意味着日本的芯片和技术跟不上时代步伐,惨遭行业淘汰。

为何日本没有积极赶上新趋势?原因有两个。第一,如前所述,DRAM价格历经多从挫跌,许多日企早已财务陷困,因此很难果断投资研发新技术;第二,多数日企属于整合元件制造厂(IDM),也就是上中下游到销售环节都一手包办。

这项模式的好处,是可以灵活调整产量,以及让芯片设计和制造能力同步跃进;至于坏处,则是投入和运营成本居高不下。因此,在市况不佳、面临三星绞杀、行业趋势转移的当儿,日本IDM犹如一头笨重的大象,无论在设计还是制造环节的投资皆步履蹒跚,最终在所有环节全线败退。

日本半导体业强盛之时,其芯片主要应用于收音机、相机、传统电视机等,随着智能手机逐渐主导芯片市场,日本半导体业也随之衰败。(图:互联网)

依然主导材料与化学领域

尽管日本半导体业的影响力不若以往,但在部分化学与材料领域,依然是行业老大。例如,对于芯片制造不可或缺的光刻胶而言,日本企业雄占全球市场份额逾80%;同样是重要材料的蚀刻气体,日本也手握逾50%以上的市占率。

换句话说,日本已不是半导体业主导者,但日本一旦断供化学与材料,也足以让这产业陷入混乱。

如今,全球半导体业蓬勃发展,加上美中科技战愈演愈烈,不少经济体皆马不停蹄打造晶圆制造厂,日本也不例外。除了台积电投资的JASM,8家日本大企携手投资、获IDM技术授权的Rapidus,也预计在今年10月完工。

日本半导体产业,能否如张忠谋所言,迎来“复兴”?

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萧维旸

财经新闻工作者,关心国际贸易与金融、产业变化等。

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