日本壟斷半導體材料真相：其實是日本心中永遠的痛

繼近期三星太子李在鎔飛往日本緊急解決關鍵半導體材料斷供問題後，有媒體報導，韓國另一大半導體存儲晶片製造商海力士也坐不住了，其CEO李錫熙在上周日（7月21日）也飛赴日本，和日本合作夥伴商討如何解決斷供問題。

韓國兩大半導體廠老闆先後被逼得出面救火，強大的韓國半導體產業在日本的鎖喉功面前，似乎都成了紙老虎，有媒體更是因此直呼日本惹不起。

然而，如果追根朔源，就會發現，被認為是行業優等生的日本半導體材料（包括設備）企業，實際都是日本心中永遠的痛。

它們的優秀，遠不如我們想像中的炫目。

1、晶片戰遺產

1955年，索尼公司創始人盛田昭夫和井深大花2500美元，從AT&T下屬的貝爾實驗室購買到晶體三極體的專利許可，開始製造半導體收音機。

日本的半導體產業由此起步。

從1970年代到1980年代，日本半導體產業迎來了興盛期，半導體存儲特別是DRAM（電腦內存）成為了日本第一產業，曾經的霸主美國被拉下馬。

1986年，日本半導體晶片占全球份額的40%，在DRAM領域最高則占據了80%的份額。

當時英特爾的主業正從DRAM切換到CPU，CPU還未成為引領行業的產品，因此全球半導體晶片生產的重心逐漸偏向日本矽島（九州島）。

相對於CPU來說，DRAM的結構簡單得多，進入門檻不高，變成一種拼製造的產業，日本幾乎有點實力的公司都爭相擠入DRAM。

在日本半導體產業發展高峰時期，既有NEC這種老牌的半導體廠商，也有做家電的松下和煉鋼鐵的新日鐵這樣的奇葩新人。

比較惹眼的是新日鐵，主業是傻大黑粗的鋼鐵，和半導體沒半毛錢關係，也要來分一杯羹，不僅要搶DRAM蛋糕，連半導體材料也不放過，毫不猶豫地進入了矽晶圓業務，2003失敗退出後，2009年又進入碳化矽晶圓領域，期望在功率半導體底板材料領域有所作為，並且還頗有雄心壯志，其董事長石山照明在媒體上放話，要成為僅次於美國可瑞(Cree)公司的企業。

美國可瑞(Cree)公司是誰？碳化矽晶圓市場的領投羊企業，石山照明的意思自然是，做不了行業老大，做行業老二可以吧。

總之，隨著日本半導體晶片奠定在全球的江湖地位後，配套的日本半導體材料和設備也崛起為一支強勢力量。

沾半導體晶片光的還有日本傳統製造業，電子計算器、家電、照相機、汽車、手機（功能機）、顯示器等產業相繼崛起，幾乎每一個都把美國相應的產業摁在地上摩擦。

可以說，在半導體晶片的引領下，整個日本製造業實現了騰飛。

日本半導體晶片完美演繹了什麼叫「一人得道，雞犬升天」。

但是，隨著上世紀80年代中期爆發的日美貿易摩擦，加之韓國和台灣搶占機會，日本半導體晶片很快由盛轉衰，並基本銷聲匿跡。

在今天半導體產業的牌桌上，僅剩美國、韓國、台灣和中國大陸。

說白了，今天日本的半導體材料和半導體設備產業，其實就是日美晶片戰後的遺產，但其影響力早已不及當年。

2、壟斷，沒有想像中強大

時至今日，網上有不少讚揚日本在半導體行業壟斷地位的文章，尤其日本祭出斷供韓國三星、海力士等殺器，殺得韓國半導體產業措手不及後，認為韓國半導體產業是紙老虎，惹不起日本。

真實的情況到底如何呢？

韓國在半導體晶片（主要是DRAM和NANDA等半導體存儲領域）製造、半導體顯示（OLED顯示屏）、晶片代工等行業的全球領先地位，大家有目共睹，這裡略去不談。

這裡只說日本。

隨著東芝存儲被美國貝恩資本收購，日本在半導體晶片領域可以說基本上全盤失敗（CPU晶片製造和設計被美國掌控），即使配套的半導體材料和設備製造，也遠非想像中的全面領先。

半導體設備中，銷售額最高的主要有8個品類，從高到低分別為：曝光設備（代表為光刻機）、干法刻蝕設備、清洗和乾燥、晶圓檢測、PCVD、濺射設備、勻膠顯影機和CMP裝置。

其中，日本占據優勢壟斷地位的有清洗、乾燥設備和勻膠顯影機三大項。

但是，在整個半導體設備行業中，清洗、乾燥設備和勻膠顯影機的市場空間並不大，三者之和僅相當於曝光設備的市場容量。

市場容量最大的是曝光設備，而在這個舞台上，第一主角是荷蘭的ASML（阿斯麥），僅它一家占據的市場份額就超過80%，佳能和尼康則是遠離舞台中央的配角。

論吃相的話，ASML在桌上大口吃肉，尼康、佳能則在桌下搶食ASML嘴裡掉下的碎肉。

市場容量僅次於曝光設備的，是干法蝕刻設備，市場霸主為美國泛林研發和AMAT，很難看到日本廠商的影子。

上世紀80年代初，日本九州全島的半導體晶片產值占到日本40%的份額。

但隨著日本在晶片業的潰退，被譽為「矽島」的九州島地位也在下降，2005年在九州進行生產的半導體企業還有650家，7年之後已經下滑到僅209家。

說過半導體設備，接著說半導體材料。

半導體材料品類繁多，可以成為日本人手中王炸的，有高純度氟化氫、光刻膠和氟化聚醯胺。

至於其它半導體材料，日本需要和美國、歐洲和韓國「排排坐，分果果」，吃不了獨食。

簡單說，日本在半導體設備和材料市場表現優秀，只是幾棵樹木的優秀，不是整片森林的出色。

而且，細究起來，日本企業在這些小眾市場取得的壟斷地位充滿了辛酸，是日本半導體企業節節潰退後的剩餘資產，而不是主動進攻占下的地盤。

換句話，我們局外人眼中的優等生，其實是一個讓日本人心痛的存在。

3、缺陷不小的日本工匠精神

湯之上隆在日本半導體行業從事技術研發16年，在日本半導體處於巔峰的1987年入行，先後在日立半導體部門和內存大廠爾必達工作，親眼見證了1990年前後，隨著日本半導體晶片產業崩潰，配套的半導體設備和材料也一同由巔峰滑落。

他把這一現象稱為「共同退化」。

在湯之上隆看來，本世紀之初爆發的光刻機之戰，尼康慘敗於ASML或許可以一窺日本工匠精神的局限。

2004年之前，尼康占據光刻機市場超過50%的市場份額，被譽為「設備業界王者」，但在關鍵的技術路線選擇上犯下錯誤：當「乾式微影技術」在「浸入式光刻技術」面前已無成本和技術優勢時，尼康依然拒絕了台積電的要求，繼續擁抱「乾式微影技術」。

儘管也和阿斯麥基本同時發布新品，但尼康的產品相比阿斯麥的應用成本更高，結果台積電、三星和英特爾都相繼成為阿斯麥客戶。

光刻機本來是小眾市場，有限的幾個大客戶倒戈之後，尼康從光刻機王者寶座跌落，阿斯麥就此走上占據8成市場的壟斷之路。

半導體光刻機被稱為「史上最精密的機器」，尼康的半導體光刻機「NSR-1505G2A」被載入了日本國立科學博物館的重要科學技術史資料中，可見光刻機曾經在日本半導體產業中的重要地位。

湯之上隆認為，阿斯麥打敗尼康，不僅僅靠押對了技術路線，還靠模塊化和標準化的外包模式，使生產的光刻機保持在極小的誤差範圍內，而且每台機器的誤差範圍全部相同，而尼康（包括佳能）的產品則是每台的誤差範圍都不一樣。

結果就是，阿斯麥的設備無論吞吐量（每小時處理的晶圓片數）還是稼動率（實際產出數量與可能的產出數量的比值），都高過日本設備。

三星、台積電這些晶圓代工的後起之秀企業，對光刻機的需求和NEC、日立等傳統晶片製造廠商完全不同，十分重視光刻機的吞吐量和稼動率，因此阿斯麥的產品更合胃口，雙方很快一拍即合。

阿斯麥還引入台積電、三星、英特爾等客戶入股，以股權為紐帶，加強合作關係，這種創新的營銷手段在日本半導體設備廠商那裡，簡直是天方夜譚，不可想像。

湯之上隆認為，日本企業太容易墨守成規，不知變通，為了所謂的技術常常把工藝工序搞得很複雜，推高產品成本，很容易在技術更新換代時被淘汰。

這就是日本工匠精神的局限。

4、日本半導體競爭力在哪？

日本工匠精神的本質在擅長模仿創新，簡單說就是站在別人的肩膀上拼精細的製造，拼持久的技術改良。

從電晶體、DRAM晶片、液晶顯示器到晶圓等，無一不是在矽谷完成從0到1的發明後，再由日本進行從2到3的技術改良和精細製造，從而大規模商業化。

最明顯的例子是2000年晶片內的連線材料從鋁轉換到銅，當時銅互聯技術早在三年前就由IBM實驗室研製成功，全球半導體企業紛紛開始量產工藝嘗試，包括台積電也未能成功，還連累幾家手機晶片設計公司倒閉，最後是富士通和NEC等日本晶片製造商拔得頭籌，最先掌握銅布線量產工藝。

但現在富士通、NEC等晶片業務的墳頭草都有一丈高了，台積電卻已成長為業界的加州巨杉。

為何會出現如此令人瞠目結舌的結局？關鍵就在於，日本企業在DRAM領域，憑先進工藝製造和品質打敗了矽谷，內心有一種「日本工藝技術水平世界第一」的自負，使得富士通和NEC只知道在先進位造工藝上發力，全然不顧外界市場變化，結果虧損嚴重，不僅將搶自台積電的訂單悉數回吐，最後還將晶圓代工廠賣給台積電。

反觀台積電，雖然最初製造工藝不及日本廠商，但它聚合了晶片IP提供商（ARM）、晶片設計公司、晶片設計工具供應商、物流體系等要素，打造出一個有利於經營的生態系統，使得台積電能維持近30%的凈利潤率，能夠全面抵消日本對手的工藝優勢，逐漸贏得競爭優勢。

可以說，日本半導體產業成於工匠精神，最終也敗於工匠精神。

日本的工匠精神發源於傳統製造業，講究個人經驗的積累和沉澱，在精細複雜的工序基礎上改進生產品質，因此如果所在行業的技術更新換代時間長、競爭不是慘烈級別，那麼，日本人將會保持強勁競爭力，這也是日本在汽車、半導體材料領域仍然長袖善舞的原因。

上世紀80年代，一位法國女性在聽SONY隨身聽。

隨著日本半導體晶片的興盛，日本消費電子產品也征服了全球市場。

以日本這次斷供韓國的高純度氟化氫、光刻膠和氟化聚醯胺為例，它們很難從材料逆向分析出製造技術，提高了競爭的門檻。

同時，這些材料的製造不僅需要精細的工藝過程和操作步驟，更需要大量時間去沉澱經驗，這恰好又位於日本人的優勢區間。

三種材料中，用於製造高性能半導體的高純度氟化氫，需要將雜質濃度控制在低於萬億分之一，而其中的雜質砷僅靠溫度分離很難清除，需要特殊方法。

至於方法有多特殊有多難，日本人有時間和耐心去琢磨，一點一點降低雜質濃度。

讓日本人更爽的是，半導體晶片在摩爾定律的驅使下，基本兩年換一代，這個節奏快到日本人接受不了，而半導體材料，自從晶體三極體發明以來，就沒有改變過，不用擔心被不知道從哪個角落冒出的對手用顛覆式創新干翻，日本人可以慢工出細活地改進位造工藝。

但是，清洗乾燥設備、勻膠顯影機和CMP等屬於設備領域，為何日本也擁有優勢呢？答案是這些設備要發揮性能，需要和用到的液體材料如洗滌液、研磨漿等進行極其細緻的整合，有時甚至液體材料和和設備需要針對每個工廠進行特別定製，很難標準化和模塊化，恰好也便於日本企業自由自在地發揮。

5、卡韓國脖子，不怕搬石頭砸自己的腳？

總的來說，日本目前在半導體材料和設備方面的競爭優勢，既是全球半導體產業優勝劣汰的結果，日本的優勢早已不復當年風光，也是日本的整體企業文化（工匠精神）與市場結合的產物，經歷了歲月的錘鍊，因此在相當長的時間內，日本在上述領域仍會保持優勢。

但產業鏈的遊戲規則是，不管你有多重要，只要能被人替代，你就有出局的可能，上世紀末的內存大戰中，正是美國人找來韓國人替代日本人重組產業鏈，才導致日本在內存市場的慘敗。

因此，當日本人斷供韓國時，韓國的本能反應就是建立自己的半導體材料供應體系，計劃每年投入1萬億韓元（約合人民幣58.8億元），推進對半導體材料、零部件和設備的研發。

三星也公開表示，要在韓國本土建立高純度氟化氫工廠，以實現關鍵原材料的自主可控。

難道精明的日本人搬起石頭砸中的卻是自己的腳？日本人當然不會這麼傻，在向韓國扔出王炸時，他們早已看準了中國龐大的市場需求。

目前，中國的半導體晶片國產化率不到20%，每年晶片進口額超過原油，而中國半導體晶片國產化率的提升已經成為國家戰略，由此產生的市場遠超韓國。

這也是日本不怕得罪韓國的原因。

所以，你不得不佩服日本人的精明。