近日，芯片又一次成為了全民關(guān)注的熱點(diǎn)話題。在5G已經(jīng)逐步商用化、AI大量應(yīng)用的今天，芯片對(duì)于一個(gè)科技企業(yè)來說的重要性已經(jīng)不言而喻。

在半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展的歷史中，日本是重資產(chǎn)、“大力出奇跡”的典型代表，得益于上個(gè)世紀(jì)在半導(dǎo)體制造方面的領(lǐng)先地位，在今天，日本依然牢牢扼守半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈上游，在全球的半導(dǎo)體材料與設(shè)備產(chǎn)業(yè)保持長期的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，且打造了不可替代的高端精品被動(dòng)元器件產(chǎn)業(yè)群。但是，以臺(tái)積電為代表的晶圓代工模式的出現(xiàn)，解放了Fabless公司的設(shè)計(jì)生產(chǎn)力和創(chuàng)造力，“慢節(jié)奏、精品化”的日本集成電路設(shè)計(jì)公司逐漸被組織更靈活、更富有創(chuàng)造力、更積極試錯(cuò)的Fabless蠶食，漸漸退守準(zhǔn)入門檻較高的特殊細(xì)分領(lǐng)域。

一、逐漸退守細(xì)分領(lǐng)域的集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)

2001年夏，中星微的創(chuàng)始人鄧中翰走進(jìn)日本索尼會(huì)客室，向接待他的索尼主管推銷新研發(fā)的多媒體芯片“星光一號(hào)”，這位主管說:“我們索尼是這項(xiàng)技術(shù)的鼻祖。如果你想學(xué)的話，可以看看我們的展覽和產(chǎn)品，但是我們沒有時(shí)間聽你推銷產(chǎn)品，我們還有其他會(huì)議。

”本來約好了一個(gè)小時(shí)的見面，最終只談了5分鐘。2005年夏天，索尼新一代筆記本電腦上的攝像頭，運(yùn)行的正是中星微的“星光5號(hào)”。其時(shí)，中星微在計(jì)算機(jī)圖像處理芯片市場上以60%的市場份額絕對(duì)領(lǐng)先。

這個(gè)故事幾乎是日本集成電路發(fā)展史一個(gè)縮影。在過去的三十年里，日本集成電路產(chǎn)業(yè)在全球的優(yōu)勢(shì)領(lǐng)軍地位不斷地被后來者追趕并超越，甚至引以為傲的核心技術(shù)基本盤也逐漸被蠶食，這些都在索尼等日本企業(yè)的發(fā)展史中得到了體現(xiàn)。

我們統(tǒng)計(jì)了過去15年間日本半導(dǎo)體公司全球在全球Top20公司榜單上的興衰更迭，1990年全球60％的頂級(jí)半導(dǎo)體公司都位于日本；在2000年之前，日本和美國上榜公司數(shù)量相當(dāng)，各自約有七八家，隨著時(shí)間的推進(jìn)，日本半導(dǎo)體公司的數(shù)量呈現(xiàn)銳減的趨勢(shì)，最具代表性的索尼和瑞薩排名不斷下滑。尤其是在市調(diào)機(jī)構(gòu)Gartner發(fā)布的2018全球半導(dǎo)體市場TOP10營收?qǐng)?bào)告中，我們已經(jīng)看不到日本半導(dǎo)體公司的身影。

總體來說，日本半導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)總量近年來依然在不斷衰退。究其原因，作者認(rèn)為在集成電路設(shè)計(jì)行業(yè)，以臺(tái)積電為代表的晶圓代工模式的出現(xiàn)，解放了Fabless公司的設(shè)計(jì)生產(chǎn)力和創(chuàng)造力，極大地推動(dòng)了集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)的欣欣向榮。

然而，日本過去在IDM的既有的成功反而在一定程度上阻礙了Fabless類型的順利轉(zhuǎn)型，使得日本半導(dǎo)體公司似乎在這個(gè)繁榮的局面下略顯落寞。相對(duì)IDM，F(xiàn)abless公司在一定程度上具有輕資產(chǎn)、重人力的創(chuàng)造力優(yōu)勢(shì)，能夠敏感嗅探市場動(dòng)向，積極迎合變化并快速做出響應(yīng)。

在激烈市場競爭中，尤其是在為大眾熟知的消費(fèi)類電子市場中，技術(shù)風(fēng)向標(biāo)轉(zhuǎn)瞬即逝，“慢節(jié)奏、精品化”的日本傳統(tǒng)集成電路產(chǎn)業(yè)猶如大象般難以轉(zhuǎn)身，逐漸被組織更靈活、更富有創(chuàng)造力、更積極試錯(cuò)的Fabless蠶食。

2017年，圖靈獎(jiǎng)獲得者John L. Hennessy 和 David A. Patterson向世界宣布“這將是一個(gè)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的新的黃金年代”，AI、邊緣計(jì)算、存內(nèi)計(jì)算、可重構(gòu)計(jì)算等等，無不展示著集成電路新的趨勢(shì)和應(yīng)用場景，然而這些都已經(jīng)很難看到日本集成電路公司的身影。

我們可以看一個(gè)非常有意思的數(shù)據(jù)。據(jù)某公司統(tǒng)計(jì)，2018年全球10大熱門被參考設(shè)計(jì)的芯片廠商包括：TI、MAXIM、ADI、NXP、CYPRESS、Avago、NI、Xilinx、SILICONLABS、LINEAR。這個(gè)榜單通常是消費(fèi)類民用市場中銷售最為火熱的芯片，銷量多、利潤高的芯片才會(huì)成為全球各Fabless公司爭相解剖、逆向研究的對(duì)象。但是，這里我們并未看到任何一家日本集成電路廠商。2018年10大專利侵權(quán)取證的目標(biāo)廠商包括，博通、聯(lián)發(fā)科、高通、東芝、三星、英特爾、蘋果、美光、羅姆、閃迪。從這個(gè)專利中，我們還是能看到東芝、羅姆等日本半導(dǎo)體公司在專利方面的深厚積累。

盡管日本集成電路公司在通用芯片和消費(fèi)類民用芯片市場中節(jié)節(jié)敗退，但是依然準(zhǔn)入門檻較高的特殊細(xì)分領(lǐng)域中依然保持著領(lǐng)導(dǎo)地位。據(jù)Techno Systems Research統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，索尼CMOS圖像傳感器已經(jīng)以絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)位居世界首位，2018年占據(jù)全球51%的份額，未來隨著AI、安防、移動(dòng)設(shè)備等的持續(xù)普及，該數(shù)據(jù)還有可能持續(xù)漲高。

而國內(nèi)僅有格科微和豪威有能力供貨CMOS傳感器，但是在市場份額和技術(shù)、產(chǎn)品等方面與索尼存在很大差距。瑞薩電子在汽車電子MCU領(lǐng)域雖然近年來不斷受到NXP的打壓，但是汽車電子是一個(gè)高可靠性、高技術(shù)門檻的領(lǐng)域，強(qiáng)如高通都想進(jìn)而不得。在高端有源晶振方面，國內(nèi)還依賴于日本高精度數(shù)模混合芯片，一旦日本停產(chǎn)，國產(chǎn)有源晶振將面臨難尋替代芯片的局面。

日本集成電路產(chǎn)業(yè)近年來在退守的細(xì)分領(lǐng)域仍然有著非常強(qiáng)勁的實(shí)力，但是更多還是處于一個(gè)幕后的角色。如果不是偶爾一次日本九州地震，人們已經(jīng)很難想起日本在全球集成電路供應(yīng)鏈中位置。九州，這個(gè)日本半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)源地，也漸漸變得低調(diào)而不為人知了。

二、深耕基礎(chǔ)研究、扼守供應(yīng)鏈上游的半導(dǎo)體材料與制造產(chǎn)業(yè)

與集成電路設(shè)計(jì)業(yè)相比，得益于日本強(qiáng)大的教育水平，日本具有深厚的半導(dǎo)體人才儲(chǔ)備和杰出的領(lǐng)軍人物，被半導(dǎo)體人最為津津樂道的就是，2014年10月7日，日本科學(xué)家赤崎勇、天野浩和中村修二因發(fā)明“高效藍(lán)色發(fā)光二極管”而獲得2014年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。日本在半導(dǎo)體材料和制造領(lǐng)域有著極為強(qiáng)大的研發(fā)實(shí)力和絕對(duì)的領(lǐng)導(dǎo)地位。據(jù)SEMI預(yù)測，日本企業(yè)在全球半導(dǎo)體材料市場上所占的份額達(dá)到約52%，幾乎處于壟斷地位，而北美和歐洲分別占15%左右。

在全球半導(dǎo)體設(shè)備制造領(lǐng)域，美國，日本和荷蘭控制著全球370億美元半導(dǎo)體制造設(shè)備市場的90％以上。其中，美國的半導(dǎo)體制造設(shè)備（SME）產(chǎn)業(yè)占全球產(chǎn)量的近50%，日本約占30%，荷蘭約占17％%。下圖為2017第三季度到2018第三季度，全球半導(dǎo)體設(shè)備制造公司的市場份額統(tǒng)計(jì)。圖中，Tokyo Electron、Screen semiconductor、Hitachi High-Tech為日本公司，LAM RESEARCH、KLA-Tencor、AM為美國公司，ASML為荷蘭公司。

在第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域，以目前炙手可熱的氮化鎵材料為例，氮化鎵(GaN)是當(dāng)前最有代表性的寬禁帶半導(dǎo)體材料，得益于其寬禁帶的天然屬性，可廣泛應(yīng)用于5G移動(dòng)通信、高功率器件、抗輻照器件、大功率雷達(dá)等應(yīng)用場景中，得到半導(dǎo)體領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。

2017年3月，國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利檢索咨詢中心、蘇州工業(yè)園區(qū)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局、蘇州納米科技發(fā)展有限公司、蘇州工業(yè)園區(qū)納米產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司聯(lián)合發(fā)布《氮化鎵產(chǎn)業(yè)專利分析與預(yù)警報(bào)告》。

該報(bào)告中顯示，韓國、日本率先布局氮化鎵專利，已經(jīng)取得了先手優(yōu)勢(shì)，從1964年到2016年，公開的專利申請(qǐng)量排名前十名單，被韓國、日本企業(yè)壟斷，總量超過6529項(xiàng)，占總數(shù)的26%。以赤崎勇、天野浩和中村修二為代表的日本科學(xué)家在上個(gè)世紀(jì)八十年代就開始氮化鎵相關(guān)材料的研究，長期投入換來了今天在日本在該領(lǐng)域的巨大優(yōu)勢(shì)。

半導(dǎo)體材料和制造處于大半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中的上游，利潤極高，日本在此領(lǐng)域耕耘多年，已經(jīng)成為儲(chǔ)備了非常深厚的技術(shù)實(shí)力和專利，未來隨著第三代半導(dǎo)體材料的推進(jìn)和落地，日本極有可能成為產(chǎn)業(yè)界新的王者。

三、細(xì)微處堅(jiān)守工匠精神、數(shù)十年打造高端精品的被動(dòng)元器件產(chǎn)業(yè)

如果不是最近松下公司站出來辟謠斷供電子元器件的新聞，可能大眾已經(jīng)很久沒有看到這家以電器聞名的日本公司了。得益于日本多年來在半導(dǎo)體材料和工藝方面精益求精的做事風(fēng)格，日本在被動(dòng)元器件領(lǐng)域數(shù)十年如一日地堅(jiān)守工匠精神，終于打造出了聞名世界的被動(dòng)元器件產(chǎn)業(yè)集群。如京瓷、村田、TDK等公司，已經(jīng)成為高端精品被動(dòng)元器件的代名詞。在航天航空、汽車電子等高精度、高可靠性領(lǐng)域，日本的被動(dòng)元件已經(jīng)幾乎無法替代。

領(lǐng)先的被動(dòng)元件的研發(fā)需要建立在極其扎實(shí)的材料科學(xué)研究基礎(chǔ)之上，并且需要強(qiáng)大、全面的工藝設(shè)備和流程來支持。如我們?cè)诘诙糠种兴?，日本在材料研究和半?dǎo)體設(shè)備方面獨(dú)步全球，具備了半導(dǎo)體材料研發(fā)的物質(zhì)基礎(chǔ)和科研實(shí)驗(yàn)條件。

盡管在發(fā)展過程中，日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)受到了外部沖擊，但是半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)具有一個(gè)非常典型的特點(diǎn)，即：重資產(chǎn)、輕人力，作為半導(dǎo)體行業(yè)根本的設(shè)備行業(yè)其基礎(chǔ)實(shí)力很難被外部沖垮。因此，日本被動(dòng)元件產(chǎn)業(yè)有一個(gè)得天獨(dú)厚的起點(diǎn)，其在這個(gè)領(lǐng)域的巨大先發(fā)優(yōu)勢(shì)和科研物質(zhì)保障，讓其他國家比如后起之秀的韓國難以望其項(xiàng)背。