野心与败退：日本半导体输在了哪里？

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来源：远川钻研所


1954年，位于美国宾夕法尼亚的西部电气公司总部迎来了一名日本主人：东京通讯工业（东通工）的录音机制作部部长岩间和夫。
西部电气是一个有点生疏的名字，名望远不如它的母公司AT&T、以及旗下的“西部电气工程部”——也就是赫赫有名的贝尔试验室。
寰球芯片产业的基石“晶体管”就降生在贝尔试验室。1947年，东通工的开创人井深大恰好在美国游览，感觉晶体管能够用来开发收音机，花了2.5万美元购买了出产专利。
后果，井深大买专利的事受到公司上下统一支持。他们以为，创造晶体管的美国人都做不出来，更别说日自己本人。通产省也提出支持， 2.5万美元买一个没用的专利，挥霍了贵重的外汇贮备。
支持并不是没有情理，毕竟井深大只买了专利，既没有具体的技术阐明，也没有残缺的制造办法，至关于买了个不知道怎么出产的图纸。过后东通工独一能参考的材料，只要另外一位开创人盛田昭夫从美国带回来的三本《晶体管技术》。
一筹莫展之际，文章结尾提到的岩间和夫被动请缨，赴美钻研晶体管。在美国，西部电气的任务人员热心地接待了他，表现把西部电气当成本人家，但有两个要求：
1.不许拍照；2.不许记条记。
这类状况下，岩间和夫只能白昼在试验室里，逮住一个美国工程师就问个不断。晚上回酒店后，他会凭记忆把交流内容记载上去，再把头脑里的画面画成素描，整顿起来寄回日本。
经过这类形式，岩间和夫在4年里积累了整整256页手稿，每一个页都有具体的出产流程阐明和解释标注，即著名的《岩间讲演》。靠这些手稿，东通工在岩间和夫回国的前一周，胜利制作出了晶体管。


《岩间讲演》手稿
1955年8月，东通工公布了几经改善的晶体管收音机TR-55，并以“SONY（Sonus和Sonny boy组合而来）”的品牌名进军美国市场。虽然价钱不菲，但因为体积小，十分便携，TR-55在日本和美国大获胜利。
1959年，索尼的收音机销售额达到250万美元。一个属于日本的半导体时期开始了。
01
举国之力
岩间和夫赴美偷师的手稿，如今被珍藏在索尼的历史记念馆，和第一台特丽珑电视、第一台Walkman、第一台OLED电视放在一同。和它同时被记载上去的，还有购买专利的井深大的一番唉声叹气：
“既然要造晶体管，假如不瞄准人人都能买得起的公众产品，还有甚么意义？”
上世纪50年代，虽然晶体管和集成电路接踵被创造，但半导体技术长时间不足上游买家，只能做做军用品生意。过后，仅美国军方的推销金额，就占了全部半导体销售额的35%。晶体管收音机的泛起，为半导体技术找到了一个利润丰厚的市场。



索尼TR-1825收音机，上市于1970年
索尼收音机的胜利奠定了半导体公司胜利的门路：依托一个大的上游消费市场发明报答，拉低技术研发本钱，经过产品迭代反哺技术迭代。在这外面，“市场”是症结词。
另外一个例子是美国的雅达利，1977年，雅达利2600游戏机上市。过后，雅达利找到了一家名叫MOS的公司，开发了著名的“6502芯片”。经过便宜高机能的芯片与游戏这个微小的市场，雅达利在1981年就发明了10亿美元的销售额。
索尼的胜利鼓励了全部日本半导体产业，他们找到了一个更大的市场，大型计算机。
1976年3月，日本通产省牵头，聚拢富士通、日立、三菱、东芝、NEC五家公司，集中攻坚被美国“卡脖子”的DRAM内存芯片。
通产省为这个名目补助了290亿日元，至关于全部财政补助估算的一半。终究换来了4000多件技术专利和一条残缺的DRAM产业链：做资料的京瓷和住友，做光罩的TOPPAN，做封测的东京电子，和做光刻机的尼康。
DRAM次要运用于大型机，虽然技术难度不算顶尖，但市场需要十分大，需求配合大范围出产才能，这是日自己的强项。此外，因为日本公司占领了产业链的各个环节，能够用市场份额的劣势摊薄下游本钱。
壮盛时代，日本吃掉了DRAM市场80%的份额，继而诱发了美国人的不安。1981年，《财产》杂志刊发了一篇《日本半导体的要挟》，插图中日本相扑静止员站在一块硅片上，看下来拔山举鼎孔武无力，一拳打死一个英特尔。


《财产》杂志的插画
面对日本企业的劣势，美国开启了气势浩瀚的反攻：80年代初，英特尔牵头硅谷的半导体企业成立行业协会，经过持之以恒地游说，在1985年抛出了一个让华盛顿无奈回绝的理由：
日本半导体突起将要挟美国国度平安。
02
从硬件到软件
有一种声响以为，日本半导体的坍塌缘故是美国的打压，尤为是1986年的日美半导体协议。
但实际上，协议中最丧权辱国的条款，不外是“五年内将本国出产的芯片在日本的份额进步到20%”。比拟美国对中国半导体的围追堵截，协议的震慑力乃至不如烟盒上的“抽烟无害安康”。
事实也是如斯，日本的半导体产业在90年代仍然放弃微弱的贸易赢余才能，2000年之后才开始式微。其缘故也在于韩国和中国台湾芯片工业的突起，而非美国。
一个支柱产业的坍塌，必定会成为产业界重复咀嚼的对象，日自己本人的复盘和反思车载斗量。西村吉雄在《日本电子产业兴衰录》中，提出了一个颇有代表性的观念：
日本公司很长于钻研“怎么做”，却疏于判别“做甚么”。
西村吉雄列举了日本半导体在80年代前面临的要挟，其中最首要的一个是存储顺序形式的泛起，使附加值的来源从硬件转移到了软件，在互联网遍及后更是如斯。
换句话说，软件再也不只是让硬件运行的工具，反而开发一个Photoshop或推特、微信这样的软件，就有可能变为一家百亿营收千亿市值的公司。
但在很长期里，日自己并无意想到软件的高附加值。
西村吉雄举了一个乏味的例子：日本曾鼎力推行基于摹拟电路的Hi-Vision技术，能够使电视的画面更明晰，颜色更精确。同时，日本企业寻求更大的屏幕和更薄的形状。但美国人的思绪是，清不明晰无所谓，首要的是电视节目要美观。
《日本电子产业兴衰录》里提供了另外一个解释：日本半导体的光辉依赖大型机，这个市场的构造是纵向联结，从零部件到成品，从制作到销售都由一家企业实现。
好比东芝的机器，由东芝出产零部件，在东芝的工厂组装，运转东芝的操作零碎，由东芝的销售部门卖出去。
但PC市场纷歧样，产业链上的每个环节都有不同的公司掩盖，既有下游的零部件公司，也有上游的组装工厂和软件公司。
惠普的电脑能够由英特尔和西部数据供给零部件，在富士康进行组装，搭载微软的操作零碎，运转Adobe的Photoshop。



计算机产业中的纵向联结与程度分工
这类新的体系下，附加值的来源从制作才能和本钱管制，变为了由软件才能构成的架构生态和上游运用。这是日自己所不顺应的。
1984年，英特尔的8086和8088处置器的出货量达到了惊人的7500万颗，x86架构的生态零碎迅速建设。
英特尔的中心思绪是兼容，任何开发者均可以基于x86架构开发软件。仅仅8086处置器，寰球软件公司在开发商的投资就超过数十亿美元。
同一时代，东京大学传授坂村健以日本政府IT参谋的身份，提出了一个雄心勃勃的TRON方案，意在建设一个日本版的CPU+操作零碎生态。
但不同于英特尔的兼容线路，坂村健以为英特尔为了兼容性就义了CPU的机能，应该从零开始开发架构、搭建生态。显然，英特尔的线路笑到了最初。
和TRON同样，IBM的Power架构也选择了就义兼容寻求机能的思绪，一样败给了英特尔。
90年代初，以Windows1.0为代表的图形操作零碎泛起，大大减速了PC的遍及。微软和英特尔组成的Wintel同盟，打造了“技术关闭+规范凋谢”的生态，任何开发者均可以基于x86架构与Windows零碎开发软件。
伴有互联网开始遍及，集体消费者成为IT市场的主力，一大批软件公司拔地而起，好比Adobe、谷歌、亚马逊，以及中国的BAT和门户网站。半导体产业构筑起了一套新的商业生态：
用户购买软件-软件公司迭代产品-产品需求更强的芯片机能-芯片公司进步芯片机能-用户购买最新的硬件运转软件。
这个法则被总结为“安迪-比尔定律”，即芯片机能晋升的落脚点一直都是在软件的运用场景中。
遗憾的是，因为经济衰退，大型软件公司一样在日本缺席。
根据经济学家的测算，90年代美国在 ICT（信息与通讯技术）上的投资占GDP 比例是日本的4倍。日本不只低于美国，还低于英国、德国、意大利，在G7国度中根本垫底。
简略来讲就是既没有人守业，也没有人投资。
90年代到新世纪初，各种各样的软件公司如过江之鲫，和下游的芯片公司一同追逐着摩尔定律的后退步调，日本却成了一个傍观者。
正如西村吉雄感叹的那样，日本公司一直放弃着精益求  精的工匠精力，但它们既没有成为高通和英伟达，也没有成为谷歌和亚马逊。
03
咱们的启发
2007年，欧洲游戏公司Crytek推出了《孤岛危机》，包孕了100万行代码、1GB的纹理数据和85000个着色器。游戏中，森林里每一个丝打草惊蛇都栩栩如生，独一十全十美的是，过后没有显卡能流利运转。
终究，用着顶级显卡的玩家们捏着鼻子一边看ppt一边把游戏通关了。
游戏、视频剪辑、AI算法这种依赖高机能运算的软件场景，毫无死角地体现着“安迪-比尔定律”的严酷性，而这又实真实在倒逼着芯片公司推出机能更强的产品。
同时，因为这些消费场景有足够大的市场空间，游戏玩家、视频创作者和算法工程师们弱小的购买力，又反过去撑持起芯片研发的高额本钱。
这是芯片产业最为人所知的一种商业循环。而另外一个经常被疏忽的事实是：芯片是一个硬件，但它实际上也考验这个行业的软件才能。
英特尔的胜利一方面在技术，另外一方面在于它提供了更好的兼容性，升高了软件的开发和适配难度，继而做大生态，这就是软件才能的一种体现。
无意思的是，CPU进入64位时期时，英特尔保持了兼容性，推出了IA64但愿来一次“完全的反动”，而竞争对手AMD推出了兼容性更好的amd64指令集。如今咱们使用的64位CPU上，都有amd64的标识。
只要在英特尔的民间网站上，它被称作Intel64。
一个很容易了解的事件是：出产芯片的目的不是为了在验收报告请示大会上展现，而是为了让它办事于详细的运用和场景。
每一个家芯片公司也往往都有一个大范围的软件工程师团队，为芯片设计专门的开发软件。毕竟开发者不成能对着一块芯片编写顺序。
典型的案例来自英伟达，游戏玩家和英伟达的芯片设计才能发明了这家公司的突起，但CUDA-X生态才是英伟达最深的一条护城河。英特尔可以维持x86生态的位置至今，也是由于少量的软件工程师不停的拓展x86的兼容性，包容更多的软件开发者。
而更多的软件开发者，又衔接更多的普通用户。
设计一块顶级算力的芯片其实不难，难的是具有一大批基于芯片进行运用软件开发的公司，以及为这些软硬件付费的消费者。
英特尔曾被日本公司击败，但终究依托CPU和x86生态东山再起。这段历史同样成为日本学界重复咀嚼的样本，《日本电子产业兴衰录》中总结说，英特尔的胜利源于思考怎么解决问题，而日本公司为了“真歪理解问题”，在钻研上破费了太多精神。
简略而言，当英特尔开始思考1+1=2能够做甚么的时分，日本公司把精神放在了回答“为何1+1=2”下面。
日本的标的目的或许并无错，毕竟在90年代后的产学研攻关里，日本降生了多个诺贝尔奖得主，在化学资料畛域建树颇高，紧紧卡住了半导体资料的脖子。
但无论是市场位置、公司营收，仍是发明的利税、岗位与附加值，它们都无奈和英特尔比拟。
04
序幕
往年十一月，丰田和NTT等8家企业独特出资，成立了日本新一代半导体国度队Rapidus。日本政府慷慨解囊，提供700亿日元补助，指标是和台积电并驾齐驱，在2027年完成2纳米产品的国产化。
日本半导体的光辉很大水平得益于这类政府出钱企业出人的集中气力办小事，但也不乏失败案例。
好比连政府掏钱都有救活的DRAM国度队尔必达，以及由东芝、日立、瑞萨电子协作，还没成立就流产的日本版台积电。
东京大学传授丸山知雄在论文中这样概括日本半导体的光辉年代：“从集成电路的分类来看，日本取得的成绩根本局限在DRAM畛域。在电脑CPU、手机基带等畛域，日本的技术从未超出美国。”
硅谷的开展模式是依托风投资金进行技术冲破，纯正以市场为导向，效力高但难以整合资源。在日本“政府掏钱，钻研所技术攻关，企业商业化落地”的模式背后，硅谷处于“体制优势”。
这也是为何虽然技术降生在美国，却往往被日自己做大的缘故。
但当90年代集体消费电子市场迅速收缩，摩尔定律开始大踏步后退时，芯片产业变为了一个高度分工且高度市场化的行业，以大公司钻研院和风投资金为代表的市场化气力，主导了新一轮的技术翻新。
终究，有数芯片制作商和软件公司在剧烈的竞争中，塑造着产业链的格式。
在日自己本人的反思里，最多见的辩白也是“咱们并非技术后进，而是输在了市场”。
咱们时常以为，半导体产业的开展依赖艰辛卓绝荜路蓝缕的技术攻关。但事实上，它依托的是拔地而起的出产车间、试验室里千百次比较实验、在办公室敲代码的顺序员，和一个又一个普通的消费者。


参考材料
[1] 睹物思人 索尼历史材料馆的另类发现，evolife
[2] 日本电子产业兴衰录，西村吉雄
[3] 失去的制作业，汤之上隆
[4] 扎实的摹拟技术是冲破的根底，索尼民间网站
编纂：刘芮
视觉设计：疏睿
责任编纂：李墨天