半导体故事 | 日美贸易战如何倒逼日本产业升级？

回顾日美贸易战，鉴于日美特殊的政治、经济关系，从表面上看，美国一直占据主动，日本以“软抵抗”策略和全面退让为主。但从某种意义上说，正是在美国长达40年的贸易制裁倒逼下，日本悄然实现了产业结构的全面升级：

² 20世纪50、60年代，日本机械加工业、纺织业在政府扶持下获得长足发展；伴随美国发起对日纺织品制裁，60年代后期日本将产业政策重心调整至重化工业；

² 伴随着70年代美国对日本钢铁、彩电等传统行业的连续打击，日本加大对计算机、电子等技术密集型产业的投入和政策扶持，从研发、销售到出口关税均给予最大程度的优惠和补贴，并出台了《特定机械信息产业振兴临时措施法》等推动技术密集型产业的发展；

² 随着日本电信、半导体、计算机等技术密集型产业出口能力的增强，美国在80年代又展开了对日电信、半导体以及计算机行业的 制裁，以遏制其新兴产业发展。而此时日本的产业结构重心则又由工业向第三产业倾斜，并进一步加大对汽车、电子等行业的扶持力度；

² 进入20世纪90年代，日本政府继续对第三产业加以扶持，此时技术密集型产业、服务业、金融保险业已成为日本经济低迷时期新的经济支柱。

至此，日美贸易摩擦下日本主导产业基本完成了从轻工业到重工业等劳动密集型产业，再到以技术为核心的资本密集型产业的逐渐转变；产业结构上，由第二产业为主逐渐转向第三产业为主。因此，从某种意义上说，日本产业结构升级的基本实现是日美贸易摩擦倒逼下的产物。

提到日本这个阶段的产业升级，就不能不讲一讲日本在核心技术领域，尤其是半导体芯片领域在二战后赶超美国的故事。

日美贸易战争中打得最为惨烈的战场就是80年代的半导体之战，战争的惨烈恰恰说明了此时日本的半导体技术已经具备极强的国际竞争力，对美国造成了很大的威胁。而这种竞争力的形成，来自于战后日本在半导体产业方面的持续努力和创新发展。

（一）晶体管时代

l 开发半导体收音机等民用产品，促进晶体管工业的发展

1947年12月，美国贝尔实验室的肖克莱、巴丁和布拉顿基于量子力学发明了晶体管，这项发明对电子工业产生了重大影响，被认为是现代历史上最伟大发明之一。

美国为将日本变为“遏制共产主义的防波堤”，在20世纪50年代中后期积极向日本转移先进技术，在此背景下，日立、东芝、神户工业等企业纷纷从美国引进技术、建设晶体管工厂。

“东京通信研究所”（1958年更名为“SONY”，即索尼），作为一家在百货公司仓库里诞生，只有七八名员工的小公司，也从通商产业省争取到外汇指标，并于1954年与美国西屋电气公司（WE）正式交换专利实施许可合同。该公司创始人井深大、岩间和夫等专家利用赴美交涉和签订引进技术合同之机，详细考察了美国半导体工业。

基于技术引进和自主研发，1955年前后，东京通信研究所与神户工业公司相继推出晶体管收音机。晶体管收音机上市后，很快便以青年顾客为中心扩大了销路。这是因为“第一次婴儿潮”（1947—1949年）出生的人已长成为青少年，他们喜欢外出游玩并钟情于欧美流行音乐，这种比真空管收音机耗电少又便于携带的半导体收音机很受青睐。

半导体收音机的大批量生产，反过来又带动了作为“中间产品”的晶体管的大量生产。1957年，日本的晶体管产量只及美国的1/5，到1959年已能与美国并驾齐驱，并向美国出口半导体收音机400万台。日本利用晶体管的各种电子产品进入了包括中国在内的国际市场。在收音机等电子产品发展的刺激下，1960年日本的晶体管产量突破1亿，连续两年超过美国。

（二）集成电路时代

1.日美IC竞争激化，日本政府以拖延策略为日本半导体企业赢得缓冲成长机会

1958年，美国德州仪器公司的基尔比为解决陆军通信兵团遇到的数字泛滥问题，成功研制出世界上第一块IC，即把晶体管、电阻和电容等集成在一块微小平板上，通过热焊把元件以极细导线互连，在不超过4平方毫米面积上集成了20多个元件。

1959年7月，仙童公司的诺伊斯等人采用先进的平面工艺研制出适于工业生产的IC。基尔比被认为是IC的最早发明者，诺伊斯则被誉为“提出了适于工业生产的IC方案”的发明家，他们被认为是IC的“共同发明人”。

1966年夏，仙童公司和德州仪器公司达成协议，通过相互授予生产许可来分享专利所有权，这就意味着其他想要生产IC产品的公司都必须向这两家公司支付专利费，同时取得这两项基本专利许可证，否则即使做出IC，也不能拿到市场销售，更不能用于出口。

与日本晶体管技术顺利发展的经历不同，20世纪60年代日本半导体企业在引进美国集成电路技术时，很快就面临来自美国半导体企业的强大竞争压力。

面对严峻竞争，日本政府采取了坚决保护民族工业、严格限制IC进口的政策，不仅对进口IC征收较高关税，而且只允许进口极少数品种，并规定进口限额。这激起了美国半导体企业的反弹，特别是德州仪器公司于1964年要求通商产业省同意其在日本设立独资子公司，以此作为向日本公开基尔比专利的交换条件。

德州仪器公司在日本设立子公司的要求令通商产业省感到紧张，因为如果允许该公司进入日本市场，所有的日本IC企业都可能不是它的竞争对手，从而导致日本集成电路工业被美国扼杀于摇篮里。

但如果完全把德州仪器公司拒之门外，又不能取得基尔比专利权。面对这一两难困境，通商产业省一方面对德州仪器公司进入日本的要求采取拖延策略，一方面紧急制订实施扶持本国IC工业的各种对策，在已有的《电子工业振兴临时措施法（1957—1971年）》基础上，制定了包括IC研究项目在内的1966—1971年“超高性能计算机开发计划”，还对东芝的IC自动设计系统、NEC的硅片工艺自动化、日立的装配工艺自动化等技术开发项目提供资助。

针对通商产业省的拖延策略，德州仪器公司多次发起攻势和警告。通商产业省解决问题的办法是“逐步放开”。首先，利用德州仪器公司与仙童公司之间围绕专利问题的矛盾，声称德州仪器公司出口到日本的美制IC产品触犯了仙童公司的专利权，NEC作为仙童公司在日本的专利代理人，要求德州仪器公司向仙童公司支付专利费，以此压德州仪器公司在设立日本子公司问题上向通商产业省妥协。

最后，双方达成妥协，德州仪器公司接受日本政府开出的条件，在1968年与索尼公司设立合资企业（双方达成合资期限为三年的默契），并以适当价格对日本公开其关于IC构造的基本专利。

日本通商产业省的拖延策略为保护民族工业争取到长达八年的时间，在此期间，日本IC工业迅速成长，大大增强了应对外国竞争对手的能力。1970年，日本政府撤销了对集成度在100个元件以下的IC产品的进口限制，1974年开始实施IC贸易与资本输入的完全自由化，并开始正式出口IC产品。

2. 日本的工匠精神和团队精神使得美日半导体产业的“一贯工程路线”取得成功

美国企业为了夺取对日半导体竞争优势，还向东南亚大举转移生产据点。IC工序很多、很复杂，大致可分为技术密集型的“前工程”和劳动密集型的“后工程”两类。

美国将“后工程”生产转移到东南亚，企图利用当地廉价劳动力从事对技能要求不高的生产流程，降低产品成本。与此相对，日本三菱电机、NEC、东芝等大企业纷纷到国内相对落后的九州等地方建设包括“前工程”与“后工程”在内的“一贯工厂”。这意味着美日半导体产业一个走“东南亚路线”、一个走“国内路线”，一个走“后工程路线”、一个走“一贯工程路线”。

日本各大企业相继在九州建成了多家涵盖IC全生产流程的一贯工厂，并在开始建厂时即对工人进行入职培训，在生产过程中又大力培养和发扬员工的工匠精神和团队精神。

广大员工也能够主动开展质量管理小组活动，围绕“如何保持‘超净车间’的空气清洁”以及“产生废品的原因何在”等问题进行深入讨论和研究，技术管理专家则“一个不漏”地深入到200多道工序中每个环节的生产现场，盯住每道工序的成品率，以便达到最佳总成品率，从而提升产品竞争力以获得国际市场认可。这些来自生产第一线的大量信息及其背后体现出的众多技术人员和劳动者积极进取的主动精神，成为支撑日本IC竞争优势的重要支柱。

而相比较之下，由于东南亚地区的劳动力素质和企业管理水平远不如当时的日本国内劳动力；东南亚的美制IC后工程生产据点接连发生质量事故。这就宣告了美国半导体企业一味追求廉价劳动力而向东南亚转移生产据点的竞争策略的失败。

3.以电子计算器等民用电子产品打开集成电路的广阔市场

如果说20世纪50年代日本的晶体管工业在很大程度上是以大量生产晶体管收音机为“跳板”而起飞的，那么在美国人发明了IC以后，70年代初日本又找到了迅速发展IC工业的“跳板”——电子计算器。

在日本LSI技术水平不断提高的背景下，日本电子企业卡西欧公司认为“办公用”台式机“前途有限”，便与日立公司合作开发“个人用”台式机，由日立供应LSI。卡西欧公司认定“个人用计算机”即“计算器”的市场必将大大超过“办公用计算机”，因为“机”与“器”仅一字之差，却意味着台式机从“办公设备”转变为“个人用品”，两者在市场规模上显然不属于一个档次，因此，该公司一开始就计划月产5万台，大大超过办公用台式机一般只有三四千台的月产量。

在日立公司的全力配合下，卡西欧公司于1972年8月推出了世界上第一款个人用电子计算器，果然一炮打响，发售仅十个月就突破百万台大关。而且，随着技术的进步，一台电子计算器需用芯片从最初的几十块减少至几块，甚至出现了单芯片电子计算器。

这意味着，台式计算机在从真空管台式机到晶体管台式机、LSI台式机再到电子计算器的“量变”过程中，终于迎来了一个巨大的“质变”，使日本的台式机企业纷纷认识到计算机（器）大众化和个人化已经成为时代潮流，从而打开了集成电路的广阔市场。

（三）超大规模集成电路时代

l 启动“超大规模集成电路技术研究组合”，实现成功跳跃

20世纪70年代中期，日本半导体产业已取得长足进步，但与美国相比，仍存在不小差距。而在此时，日本得知美国国际商业机器公司（IBM）——一个在世界计算机市场上的占有率相当于日本最大计算机企业富士通的30倍的“计算机巨人”，计划在1978—1980年推出采用超大规模集成电路（VLSI）、取名为“未来系统”的新型计算机。这个消息使仍在使用LSI技术的日本半导体产业界乃至通商产业省产生了强烈危机感。

于是，1976年通商产业省从所属电子技术综合研究所遴选出具备对IC从设计、生产到测试全过程的综合知识和协调能力的半导体专家，由他们牵头组织日本最大的五家计算机企业富士通、NEC、日立、东芝和三菱电机组成了“超大规模集成电路技术研究组合”（简称“组合”），其最主要目标是开发为制造最先进的VLSI存储芯片、特别是64K和256K动态随机存取存储器（DRAM）所必需的基础技术。

在开展共同研究的四年里，“组合”共提出了1200多项专利、300多项商业机密技术，发表了约460篇科技论文，其中很多论文在美、欧、日召开的国际会议上发表。最终，“组合”实现了突破1微米加工精度大关的目标，这意味着制造100万位存储器成为可能。

以当时最有代表性的IC产品——DRAM为例，1K的DRAM和4K的DRAM是美国最先于1970年和1972年研制出来的，16K的DRAM是美、日同在1976年研制出来的，64K的DRAM（包含约15万个元件，已属VLSI产品）是日、美分别在1977年和1979年研制出来的（市场占有率最大的厂商是日立，意味着日本比美国早两年进入了VLSI时代），256K的DRAM是日、美分别在1980年和1982年研制出来的（日本又比美国早了两年，市场占有率最大的厂商是NEC），1000K（即256K的约四倍或100万位）的DRAM则是由日本半导体企业在1984年率先研制成功（市场占有率最大的厂商是东芝）。

20世纪80年代初，随着美国等发达国家计算机行业的发展，对DRAM的需求快速增长。由于日制DRAM在设计和工艺技术方面领先，在产品质量、价格和交货时间方面均获得很高评价，许多美国电脑制造商也开始采用日制DRAM，导致80年代日制DRAM在全球市场中所占份额不断上升，1982年超过美国，1987年达到顶峰（80%）。当时全球排名前十的芯片制造商中有六家是日本企业，前三名分别是NEC、东芝和日立。

“组合”的另一个成果是“刺激和带动了日本各种与IC有关联的工业的成长。”IC产业包括①制造IC的产业、②制造IC工艺所需的生产设备的产业、③制造IC工艺所需的硅晶圆等各种材料的产业，其中②和③相当于①的两翼，没有两翼的支撑，①是很难腾飞的。

在“组合”开始活动时，日本IC工业依然依靠从美国、西欧进口生产设备。随着研究活动的铺开，“组合”日益转向使用国产设备和材料。这体现了一种战略思想，即以开发VLSI为契机，使日本IC工业尽快转变为依靠国产设备和材料的独立自主的工业部门。

在开展研究活动的四年间，“组合”与相关设备生产企业配合，共同开发了各种类型的电子束曝光装置、干式腐蚀装置等制造VLSI的关键设备。其中，电子束曝光机是在富士通已经研制出样机的基础上，与擅长制造电子显微镜的日本电子公司共同研制出来的。

“组合”启动后，相关成员企业积极向设备制造企业反馈在IC生产现场使用设备的情况及现场操作人员的建议，与设备制造企业共同制定改进设备的方案。这样，半导体产品生产企业与半导体生产设备制造企业间的相互协作有效地促进了高性能生产设备的研发进程，1980年日本成功开发出高性能的VLSI生产设备。此后，生产设备企业又开发出“工艺诀窍附带型”生产设备，成功地将IC生产企业的技术窍门和经验“固化”到生产设备的功能之中。当时，为“组合”提供IC生产设备和材料的企业（主要是中小企业）共有50多家，“组合”很善于发现、培养和利用这些企业的专长，使它们原来“各自为战”的努力聚焦于一个共同目标——开发VLSI，从而形成了一次国产技术大动员。

（四）总结：日本战后日本半导体产业持续赶超美国的原因

1. 国家扶持

在日美两国的半导体产业博弈过程中，“国家扶持”都起了十分重要的作用。日本“国家扶持”主要体现为通商产业省对民间企业引进和消化美国先进技术进行产业政策引导和扶持。20世纪60年代，日本政府对尚处于幼稚产业状态的IC产业坚决实施严格保护政策，直至其成长到足以同美国产品竞争的水平，才逐步放开本国IC市场；70年代后半期，日本政府又选拔具有出色的综合知识和协调能力的牵头人，将本国主要半导体企业团结起来共同研究VLSI基础性技术。如果没有日本政府相关部门的保护和扶持，即便作为美国同盟国的日本，其IC产业也会在发展初期遭到美国竞争对手的无情摧残。

2. 日本人的奋斗精神、工匠精神和团队精神

日本半导体技术发展归根到底是依靠本国科技工作者和民间企业付出艰苦卓绝努力的结果。日本有大批半导体科技工作者将半导体研发、设计与制造作为毕生为之奋斗、体现人生价值的崇高事业，他们奉行“拜技主义”和“终身主义”（一辈子就干这一件事），而不是“拜金主义”、机会主义（为了抓住个人挣大钱的机会而跳槽）。IC芯片的制造流程很长，只要有一道工序出问题，就可能毁掉前期成果，造成前功尽弃的巨大损失。在战后，富于工匠精神的日本企业及其员工能数十年如一日地专注于某一技术领域苦心钻研；富于团队精神的工程师与车间工人经常一道追求技术革新、开展合理化建议活动，努力提高成品率；而富于敬业精神的企业经营者则善于通过管理将技术革新和合理化建议汇聚成集体智慧的结晶。因此，具有极强的工匠精神、团队精神和奋斗精神的高素质工程师、技能工和企业经营者等“人的因素”是日本发展半导体技术的最重要的因素。

3. 构筑完整的半导体产业链

为制造大规模乃至超大规模集成电路，需要包括芯片制造工艺及设备、原材料等在内的成百上千种技术，需要众多不同专业的技术围绕制造IC这个核心相互衔接和融合，构成高效的半导体全产业链。战后日本依靠长期推进工业化的雄厚技术积累，不仅迅速发展起属于自己的IC生产基地，而且迅速扶持培育出“尼康”“佳能”等制造光刻机等IC生产设备的企业，以及“信越化学”等制造硅晶片等半导体材料的企业，从而形成了独立自主、相互衔接的包括“材料—晶圆—设备—制造—封装测试—应用”等环节的全产业链。在完整的半导体产业链中，日本的IC产业、IC生产设备产业、IC材料产业的企业协同发展，共同成长为面向世界的重要出口产业。

4. 开发民用大众化市场，利用市场推动技术发展

日本很善于通过开发利用晶体管和IC的大众化消费品（如半导体收音机、电子计算器等）来促进半导体技术的发展。在市场竞争压力的推动下，日制半导体产品的质量和可靠性日益提高并达到优于美国的水平，不仅赢得了民生产品市场，甚至还吸引了美国军方从日本优秀的民用半导体产品中“选拔”军用半导体产品。

（五）另一个故事还在继续……

衰退？转型？

日本半导体产业的崛起是以主要用于大型计算机的DRAM为切入口的，进入20世纪90年代，个人计算机（PC）取代大型计算机成为计算机市场上的主导产品，个人计算机对DRAM的要求与大型机有所不同，重点是价格低，对质量和可靠性要求不太高，而日本半导体企业却仍然执着于高质量、高可靠性，加之劳动力成本也比较高，结果丧失了竞争优势，被韩国、台湾地区生产的低价DRAM夺走了市场，1998年韩国取代日本成为DRAM第一生产大国。而且，早在1993年，美国就已经在技术含量更高的微处理器领域夺得对日压倒性优势，在半导体市场占有率方面反超日本而重新夺魁。

进入21世纪，因为日美“半导体战争”实力遭到严重削弱的日本半导体产业，既面临半导体产业结构的巨大变化，又遇到半导体产品市场的深刻调整，诸如智能手机市场迅速扩大。这两大变化使得长期以来在产业结构上以“垂直整合”模式为主、在产品上以DRAM取胜的日本半导体产业疲于应对，失去了持续多年的相对优势。

面对前所未有的困境，日本半导体企业与政府相关部门配合，努力推进大规模结构性改革，以图挽回颓势。2001年，日本政府开启了三个大型“产官学”项目——“MIRAI”、“ASUKA”和“HALCA”，其中“MIRAI”项目由日本经济产业省投资300亿日元，由25家企业的研究所和20所大学的研究室参与共同研究；“ASUKA”项目由NEC、日立、东芝等13家半导体企业共同出资700亿日元，主要研制电路线宽为65纳米的IC芯片；“HALCA”项目除进行实用化制造技术的研究外，还进一步研究高速度、节省能源等技术。

通过多年的产业结构性改革，加上既有的技术积累，日本半导体产业借力人工智能技术，正在多个领域夺取世界领先优势，并在半导体材料领域长期保有竞争优势。日本的半导体产业，虽然在“当前市场占有率高”的手机芯片、个人电脑芯片领域呈颓势，但在“当前市场占有率不高而今后增长率高”的汽车用芯片、物联网相关芯片的技术开发与商品化方面已经取得了令人瞩目的进展。日本半导体产业不断摸索“新兴应用领域”，展开了新一轮技术创新的进程。

而这将是另一个正在进行中的精彩的故事……

备注：全文大量史实根据《日本半导体产业发展的赶超与创新》、《日美贸易摩擦下日本产业升级的实现及启示》文章提炼整理而成。

(1) 冯昭奎 《日本半导体产业发展的赶超与创新》 （ 《日本学刊》2018年第06期）

(2) 李丹、董琴：《日美贸易摩擦下日本产业升级的实现及启示》（《国际贸易研究》2019年第5期）