日美芯片战往事

仅仅30余年，已经少有人记得那场在日美之间爆发的芯片战争。

这一战，日本人输得干干净净，从高峰时占据全球近80%的DRAM（俗称电脑内存）份额，跌到现在的零。这场芯片战争完美诠释了什么叫国际政治经济学，亚当.斯密的自由市场竞争理论在大国产业PK中，只是一个美好的童话。

1980年代前五年是日本半导体芯片企业的高光时刻。

硅谷的英特尔、AMD等 科技 创业公司在半导体存储领域，被日本人追着打，然后被反超，被驱离王座，半导体芯片领域（当时主要是半导体存储占据主流）成为日本企业后花园。

美国的 科技 公司败在了模式上。

硅谷的发展模式是，通过风险投资为创业公司注入资金，创业公司获得资金支持后，进行持续的技术创新获得市场，提升公司估值，让后上市，风险资本卖出股票获利退出。这种模式以市场为导向，效率高，但体量小，公司之间整合资源难，毕竟大家都是一口锅里抢饭吃的竞争对手。

日本人的玩法截然不同：集中力量办大事。1974年，日本政府批准“超大规模集成电路（俗称半导体芯片）”计划，确立以赶超美国集成电路技术为目标。随后日本通产省组织日立、NEC、富士通、三菱和东芝等五家公司，要求整合日本产学研半导体人才资源，打破企业壁垒，使企业协作攻关，提升日本半导体芯片的技术水平。

日本的计划也差一点儿夭折，各企业之间互相提防、互相拆台，政府承诺投入的资金迟迟不到位。关键时刻，日本半导体研究的开山鼻祖垂井康夫站了出来，他利用自己的威望，将各怀心思的参与方们捏合到一起。

垂井康夫的说辞简单明了：大家只有同心协力才能改变日本芯片基础技术落后的局面，等到研究成果出来，各企业再各自进行产品研发，只有这样才能扭转日本企业在国际竞争中孤军奋战的困局。

计划实施4年，日本取得上千件专利，一下子缩小了和美国的技术差距。然后，日本政府推出贷款和税费优惠等措施，日立、NEC、富士通等企业一时间兵强马壮，d药充足。

一座座现代化的半导体存储芯片制造工厂在日本拔地而起。随着生产线日夜运转，日本人发起了饱和攻击。

美国人的噩梦开始了。1980年，日本攻下30%的半导体内存市场，5年后，日本的份额超过50%，美国被甩在后面。

硅谷的高 科技 公司受不了市场份额直线下跌，不断派人飞越太平洋到日本侦察，结果让人感到绝望。时任英特尔生产主管的安迪.格鲁夫沮丧地说：“从日本参观回来的人把形势描绘得非常严峻。”如果格鲁夫去日本参观，他也会被吓坏的：一家日本公司把一整幢楼用于存储芯片研发，第一层楼的人员研发16KB容量，第二层楼的人员研发64KB的，第三层人员研发256KB的。日本人这种研发节奏简直就是传说中的三箭齐发，让习惯了单手耍刀的硅谷企业毫无招架之力。

让美国人感到窒息的是，日本的存储芯片不仅量大，质量还很好。1980年代，美国半导体协会曾对美国和日本的存储芯片进行质量测试，期望能找到对手的弱点，结果发现美国最高质量的存储芯片比日本最差质量的还要差。

而且，日本人还拍着胸脯对客户保证：日本的存储芯片保证质量25年！

在日本咄咄逼人的进攻下，美国的芯片公司兵败如山倒，财务数据就像融化的冰淇淋，一塌糊涂。

1981年，AMD净利润下降2/3，国家半导体亏损1100万美元，上一年还赚了5200万美元呢。第二年，英特尔被逼裁掉2000名员工。日本人继续扩大战果，美国人这边继续哀鸿遍野，1985年英特尔缴械投降，宣布退出DRAM存储业务，这场战争让它亏掉了1.73亿美元，是上市以来的首次亏损。在英特尔最危急的时刻，如果不是IBM施以援手，购买了它12%的债券保证现金流，这家芯片巨头很可能会倒闭或者被收购，美国信息产业史可能因此改写。

英特尔创始人罗伯特.诺伊斯哀叹美国进入了“帝国衰落”的进程。他断言，这种状况如果继续下去，硅谷将成为废墟。

更让美国人难以容忍的是，富士通打算收购仙童半导体公司80%的股份。仙童半导体公司是硅谷活化石，因为硅谷绝大部分 科技 公司的创始人（包括英特尔和AMD）都曾经是仙童半导体的员工。在硅谷人心中，仙童半导体神一般的存在，现在日本人却要买走他们的“神”，这不是耻辱么？有一家美国报纸在报道中写道：“这笔交易通过一条消息告诉我们，我们已经很落后了，重要的是我们该如何对此做出应对。”

几年前，硅谷的 科技 公司成立了半导体行业协会（简称SIA）来应对日本人的进攻，经过几年游说，成果如下：将资本所得税税率从49%降低至28%，推动养老金进入风险投资领域。政府不愿出面施以援手。

苦捱到1985年6月，SIA终于炮制出一个让华盛顿不淡定的观点，一举扭转局面。

SIA的观点是：美国半导体行业削弱将给国家安全带来重大风险。

日本不是美国的盟友么，日本半导体崛起，美国半导体衰落，看着就是左口袋倒右口袋的 游戏 ，怎么会威胁到美国的国家安全呢？

SIA的逻辑链是这样的：

此前，SIA游说7年，得到政府的回应总是：美国是自由市场，政府权力不应染指企业经营活动。

这次，SIA的“国家安全说”一出，美国政府醍醐灌顶，从原来的磨磨唧唧变成快马加鞭，效率高的惊人：

1986年春，日本被认定只读存储器倾销；9月，《美日半导体协议》签署，日本被要求开放半导体市场，保证5年内国外公司获得20%市场份额；不久，对日本出口的3亿美元芯片征收100%惩罚性关税；否决富士通收购仙童半导体公司。

美国人这一波 *** 作至少开创了两个记录：第一次对盟友的经济利益进行全球打击；第一次以国家安全为由，将贸易争端从经济学变成政治经济学问题。

负责和日本交涉的美国在亚洲地区的首席贸易代表克莱德.普雷斯托维茨，一面指责日本的半导体芯片产业政策不合理，一面又对它赞叹不已，“所以我对美国政府说我们也要采取和日本相同的政策措施。”

对这种双重标准，曾在日立制作所和尔必达做过多年研发的汤之上隆在自己的书中气愤地说：“这人实在是欺人太甚！”

随着《美日半导体协议》的签署，处于浪潮之巅的日本半导体芯片产业掉头滑向深渊。

日本半导体芯片产业从1986年最高40%，一路跌跌不休跌到2011年的15%，吐出超过一半的市场份额，其中的DRAM受打击最大，从最高点近80%的全球市场份额，一路跌到最低10%（2010年），回吐近70%。

可以说，和美国人这一战，日本人此前积累的本钱基本赔光，举国辛苦奋斗十一年（从1975年到1986年），一夜被打回解放前。

但日本人吐出的肉，并没有落到美国人嘴里，因为硅谷超过7成的 科技 公司砍掉了DRAM业务（包括英特尔和AMD），1986年之后，美国人的市场份额曲线就是一条横躺的死蚯蚓，一直在20%左右。

那么，这70%的巨量市场进了谁的肚子？

答案是韩国。

在日本被美国胖揍的1986年前后，韩国DRAM趁机起步，但体量犹如蹒跚学步的婴儿，在全球半导体芯片业毫无存在感。而且和日本相比，以三星为代表的韩国半导体芯片企业完全是360度无死角的菜鸡：根本打不进日本人主导的高端市场，只能在低端市场靠低价混饭吃；市场体量上，两者就是蚂蚁和大象的区别。

但三星深谙所有的贸易摩擦问题都属于政治经济学范畴，借机干翻了日本大象。

1990年代，三星和面临美国发起的反倾销诉讼，但其掌门人李健熙巧妙利用美国人打压日本半导体产业的机会，派出强大的公关团队游说克林顿政府：“如果三星无法正常制造芯片，日本企业占据市场的趋势将更加明显，竞争者的减少将进一步抬高美国企业购入芯片的价格，对于美国企业将更加不利。”

于是，美国人仅向三星收取了0.74%的反倾销税，日本最高则被收取100%反倾销税，这种 *** 作手法简直是连样子都懒得装。

三星抱上美国的大腿，等于从背后给了日本一刀，让日本彻底出局。

如果没有三星补刀，日本半导体芯片尚有走出困境的希望。

美国人用《美日半导体协议》束缚日本人，并挥动反倾销大棒对其胖揍，但日本半导体存储芯片产业受的只是皮肉伤，因为硅谷的企业超过七成退出了半导体存储芯片行业，市场仍然牢牢掌握在日本人手中，熬过去后，又是一群东洋好汉，毕竟在全球半导体芯片产业链上，日本还是一支难以替代的力量。

三星加入战团并主动站队美国后，难以替代的日本人一下子变的可有可无，韩国人由此成为新宠。随后，三星的DRAM“双向型数据通选方案”获得美国半导体标准化委员会认可，成为与微处理器匹配的内存，日本则被排除在外。这样，三星顺利搭上微处理器推动的个人电脑时代快车，领先日本企业。

从上面的DRAM份额图中可以发现，日本的份额呈断崖式下跌，韩国的则是一条陡峭的上升曲线，一上一下两条线形成一把巨大的剪刀，剪掉的是日本半导体芯片的未来。

此后，即使日本政府密集出台半导体产业扶持政策，并投入大量资金，但也无力回天，日本半导体芯片出局的命运已定。

直到今天，仍有观点认为，韩国半导体芯片的崛起，日本半导体芯片的衰落，是产业转移的结果。这是不准确的，因为产业转移是生产线/工厂从高劳动力成本地区向低劳动力成本地区迁移，日本的半导体芯片企业并没有向韩国迁移生产线，而是直接被替代。美国人实际上联手韩国，重组了全球半导体产业供应链，将日本人从供应链上抹去，使一支在全球看起来不可或缺的产业力量消失得干干净净。

纵观日美芯片战，是否掌握重组全球产业链的能力，才是贸易战中决胜的关键，市场份额的多寡不构成主要实力因素，这也是日本输掉芯片战争的关键原因之一 。

主要参考资料：

《失去的制造业：日本制造业的败北》，作者：汤之上隆；

《日本电子产业兴衰录》，作者：西村吉雄；

《芯事》，作者：谢志峰；

《硅谷百年史》，作者：阿伦.拉奥，皮埃罗.斯加鲁菲。

硅时代的诞生

1883年，爱迪生发现了爱迪生效应，为电子器件的诞生奠定了基础。

1896年，弗莱明在爱迪生效应的基础上发明了真空二极管，这是人类历史上的第一支电子器件，后来，但因为耗电量大、寿命短，1950年，贝尔实验室发明的PN结型晶体管取代了二极管，开辟了电子器件的新纪元。

当时晶体管的材料主要是锗，1958年，杰克·基尔比发明了锗的集成电路，而罗伯特·诺伊斯则发明了基于硅的集成电路，相比于晶体管，集成电路具有微小型化、高集成化、低功耗、智能化和高可靠性等优点，这使得微处理器的出现成为了可能，是一场新的电子革命，而硅也走上了历史舞台。

罗伯特·诺伊斯

后来，随着集成电路在日常生活里的广泛运用，像存储芯片的诞生、个人电脑的出现等等，锗的缺陷也开始慢慢暴露，比如产量过低，导致成本过高；氧化物不稳定，导致了制作器件难度大；禁带宽度过低，禁带宽度是指组电的能力，过低就容易被击穿，静态功耗增大；达不到硅的纯度还有低界面态密度。

1964年推出的IBM360，堪称划时代的电脑产品，改变了计算机行业的发展进程，五年后，已安装的IBM计算机的全球库存总值已增加到240亿美元，竞争对手的库存总值达到90亿美元。换句话说，IBM360大幅增加了市场对计算的整体需求，促进了成千上万的企业组织越来越广泛地使用计算机，推动了计算机在生活中的普及。

这种种的缺点导致了锗开始退出历史舞台，芯片产业迎来了硅时代。整个芯片产业都是围绕硅来展开，无论是制造芯片的设备，还是芯片自身的材料等，都是围绕硅而展开的，由硅制造的数十亿的晶体管继承在硅片之上，这些晶体管成为了信息时代流动的血液，形成各种文字、数字、声音、图像和色彩，便捷了人类的生活。

可以说，硅（Si）作为集成电路的最基础材料，是构建整个现代文明社会的砖石，我们的吃穿住行都离不开由硅构建的半导体产业形成的产品，它是人类社会近几十年快速发展的基石，而作为硅时代的缔造者，美国也在芯片产业中具有无可比拟的话语权。

无论是存储芯片还是非存储芯片，抑或是围绕着芯片而诞生的设计工具EDA，都是欧美掌握着话语权，中国虽然能够生产芯片，但大多是低端产品，如FPGA、射频芯片等等，高端都是由美国垄断。

随着摩尔定律逼近极限，人类对芯片制程的探索从微米到纳米，硅的缺陷也开始慢慢暴露，如果中国想要在芯片产业全面领先世界，那么就需要亲手终结硅时代，发起新的材料革命，引领新的潮流。

新一代材料革命正在酝酿

随着半导体产业对芯片的探索达到了1nm，硅材料的带隙较窄、电子迁移率和击穿电场较低的缺陷也开始慢慢显现，而且硅在光电子领域和高频高功率器件方面的应用受到诸多限制，在高频下工作性能较差，不适用于高压应用场景，光学性能也得不到突破。

所以科学家一直想要发起新一次的材料革命，终结硅时代，从而促进电子器件的新一次革命发展，让更多的电子产品成为可能。材料革命也被认为是第四次革命的突破口之一。

由于科学家并不难确定什么样的材料能够替代硅，所以提出了许多的方案，比如石墨烯、碳纳米管、碳化硅、氮化镓等，

任正非曾对石墨烯的未来寄予了厚望，他曾经在采访中提到：

这个时代将来最大的颠覆，是石墨烯时代颠覆硅时代，但是颠覆需要有继承性发展，在硅时代的成功者最有希望成为石墨烯时代的成功者，每一次新型材料的更迭，都会引发一场材料革命，都代表着一个社会的进步，一个时代的进步，从目前来看，现在依旧是硅时代。

碳纳米管也是热门选手之一，美国多个科研团队通过实验发现，当硅材料逼近极限的时候，碳纳米管是一种很好的替代材料。

碳化硅、氮化镓被认为属于第三代宽禁带材料，材料端在半导体行业内共分为三代：第一代元素半导体材料，如硅（Si）和锗(Ge)；第二代化合物半导体材料：如砷化镓（GaAs）、磷化铟（InP）等；第三代宽禁带材料，如碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）、氮化铝（ALN）、氧化镓（Ga2O3）等。其中碳化硅、氮化镓被认为是黄金选手。

石墨烯和碳纳米管甚至碳化硅都属于低维碳材料，中国科学院院士刘忠范也认为：

地球上碳的储量非常丰富，在地壳中排行第四，空气中也有大量的碳。随着富勒烯、石墨烯等的发现，碳材料的应用正日益广泛。比如具有完美的一维纳米结构的碳纳米管，密度低，机械强度高，具有极好的导热导电性能。

也就是说取代硅时代的将极有可能是碳时代。而一旦新的材料时代到来，芯片将会以新的面貌出现，芯片设计厂商、芯片设备厂商、晶圆加工厂商原有的垄断格局将彻底打破，举一个例子，台积电目前的产线就要全部更换，原有的技术积累全部清零，又要重新开始，高通英特尔也是如此，我们心中一直的痛光刻机，也在新材料的到来下变为废铁，可以说到时候中西方都在同一起跑线，而谁能亲手终结硅时代，那么谁就可以率先抢跑。

目前各国发展情况

目前来看，中美属于第一梯队，美国相较中国领先，而日韩欧三国则处于第二梯队，其他国家则只有当观众的份，重在参与的资格都没有。

中国目前在石墨烯、碳纳米管等多个新材料领域都取得了不错的成绩，而且依托于中国庞大的市场需求，容易催生新的产业。

中国目前也在大力倡导2025计划，关注颠覆性新材料对传统材料的影响。中国在这场博弈中不会和上一次一样，连参与的机会都没有。

可以预见的是，新一代材料革命正在酝酿，在2020年开启的20世代里，新材料革命将如星星之火，彻底终结到达极限的硅时代，新一代的王者将诞生，而人类社会也将发生巨变。

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