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中日经济技术研究会 | 北京唐藤经济技术咨询有限公司
中日通专题

    1963年日本电气公司(NEC)自美国Fairchild公司取得平面技术planar technology的授权。日本政府要求NEC将取得的技术和国内其他厂商分享。由此项技术的引进,日本的NEC、三菱、京都电气等开始进入半导体产业。日本半导体业的发展由此开始。


    日本原为依赖欧美技术的半导体弱国,而现在则成为世界首屈一指的半导体生产、出口大国。日本半导体产业的发展除企业不断努力创新外,政府采取各种手段精心扶植的作用更是功不可没。


    日本集成电路的发展,就技术模式而是引进赶超型,发展模式是民用电子带动型,经营模式是市场导向、国际竞争型。日本采取大量技术引进,重金购买集成电路专利的办法,达到起步快,缩短差距的目的。日本在引进阶段特别注意消化吸收国外的精华,并加以本民族的创新,回报效果好,赶超步伐快。在八十年代中后期,生产能力及市场占有率超过美国。

 

 

    日本以民用电子来带动集成电路产业,从收音机到数字视像设备等民用设备的发展,在初期避开了与美国的竞争,后期则转向发展计算机、通信设备等投资类集成电路。


    半导体被称为电子工业时代产业的粮食,是各种高新技术的核心,日本政府深知其对国家经济发展的重要性,为全面扭转其技术依附于欧美的弱势地位,专门制定了相关法规,从国家战略高度上进行推进。

 

 

立法支持半导体产业发展

 

    1.《电子工业振兴临时措施法》(电振法)。制定于1957年,规定了政府在发展日本电子工业中的作用、有关推动措施,其颁布实施有效地促进了日本企业在学习美国先进技术的基础上,积极发展本国的半导体产业。原定于1964年失效,后于1971年失效。


    2.《特定电子工业及特定机械工业振兴临时措施法》(机电法)于1971年制定,该法进一步秉承了“电振法”的宗旨,强化了发展以半导体为代表的电子产业的力度。该法的实施成功地帮助日本企业通过加强自身研发、生产能力,有效地抵御了欧美半导体厂商的冲击,进而使日本半导体制品不断走向世界。于1978年失效。


    3.《特定机械情报产业振兴临时措施法》(机情法)于1978年制定,该法在“电振法”、“机电法”的基础上,进一步加强了以半导体为核心的信息产业的发展。于1985年失效。


    4.《科学技术基本法》于是995年出台,提出在政府的支持和引导下加强科技发展的规划,确保研发经费的投入,并从人才、信息、基础设施等方面营造良好的环境。


    根据“基本法”,1996至2000年日本成功实施了第一个科技五年计划,2001年启动了第二期科技五年计划。第二计划把鼓励发展的四大技术领域中的信息通信技术作为“日本新生”的重要支柱给予重点支持,提出了未来5年内(2000--2005年)在信息通信技术领域的科研开发项目:包括重点研究与开发的信息通信技术、加强信息基础设施建设、建立“电子政府”、发展电子商务、加紧培养信息人才等。

 

 

制定国家计划,在政府主导下发展半导体产业

 

    “电振法”等三部法规均明确要求,为促进包括半导体在内的电子工业的发展,作为主管经济的政府部门――通产省需制定具体的发展计划。


    发展计划应依据技术的难度、先进性、重要性、成熟度将推进课题分为“促进研究开发”、“促进批量生产”,“促进品质提高”三类,并需分别列出试验的课题、扩大生产的目标、品质提高的要求,同时定出时间表、所需的设备及资金。在此基础上,由通产省指导有关企业以合作方式共同完成。其中,日本根据“电振法”制定了“电子工业振兴5年计划”;依据“机电法”,在电子工业方面,制定了37个推进项目。

 

    1、早期的超大规模集成电路计划(VLSL计划)


    日本为了追赶西方的超大规模集成电路生产技术,在1976-1979年组织了一次著名的官产研相结合的超大规模集成电路的共同组合技术创新行动。由来自日本电气、日立、富士通、三菱电机和东芝5家大公司和官办的电子综合研究所的100名研究人员共同组成了研究所。整个项目耗资7370亿日元,政府出资41.6%,产业界出资58.4%,由政府以无息贷款给厂商,直到技术被开发、商业化及获得利润为止。由该计划所产生的知识产权虽归于政府,但参与厂商可与VLSI Technology ResearchAssociation签订权利金分享的授权合约,而智慧财产权因大家是在平等的情况下共同发展,因此此权力自然而然就是由所有参与的厂商所共享。


  VLSI所采用的方式为利用大部分预算购买美国制造的设备,以逆向工程(Reverse Engineering)方式将设备拆解并研究该设备如何运作,以协助具备能力的本国企业投入该产业。此外VLSI计划非常强调半导体厂与相关设备供应商之间的合作。该计划成功因素不仅是政府明确了策略性技术发展政策,更重要的是以需求拉动(Demand-pull)方式进行。经济产业省与计划成员有非正式的协定:在VLSI计划中所研发的设备与材料,参与计划厂商都有权购置,此外政府通过低利贷款鼓励研发。

 

 

  VLSI计划所买进的制程设备都是当时最先进的,即使是雏形机(Prototype),也全力以赴将其改善成为先进制程设备,因此,日本厂商在设备开发起步阶段就比竞争国家水准高,免除从头摸索阶段,充分利用逆向工程方法。此计划的成果不仅使日本对设备国产化跨出相当大的一步,也使得日本在1988年制造的半导体设备市场占有率为全球第一位。此优势一直保持到1992年,才被美国生产设备商迎头赶上。

 

  2、超尖端电子技术开发计划


  1996年,通产省拟定“超尖端电子技术开发计划”,为期5年,由21家公司组成的超级电子技术联盟(ASET)执行,通产省为该计划第一年的开发工作提供1亿美元经费。该计划的重点是研究开发16GbDRAM所需的21世纪技术,如电子束、X射线及氖一氟化物一准分子光刻技术。超级尖端电子技术联盟的21个成员包括日本10家最大的电子公司以及日本著名的设备和材料公司,此外,日本IBM、日本Merck和日本德州仪器等外国公司也参加了该计划。


  同年,日本还制定了另一项半导体研究计划,该计划是由日本10家主要集成电路制造商仿照美国半导体制造技术(Semate-Ch)联合体组成先进半导体技术公司(ASTI),目的是开发12英寸集成电路生产设备和先进的加工技术。在其后5年内,该计划的经费预算为3.5亿美元。参加该项计划并提供经费的日本企业有富士通、日立、三菱电机、NEC、冲电气、夏普、索尼、东芝和松下等10家公司。计划在1998年上半年由ASTI研制出12英寸晶片主产设备并组织对这种设备的鉴定工作。

 

 

  3、“飞鸟”计为与“未来”计划


  2001年,日本制定了两个新一代半导体的研究项目,一个是“飞鸟(ASUKA)”计划,由富士通、东芝等12家日本半导体大厂联手,以65纳米工艺为共同研究目标。另一个是“未来(MIRAI)”计划,它是一个国家级项目计划,由日本经济产业省与24家半导体大厂就45纳米工艺半导体技术进行研发,投资700亿日元、此外日本还有一个以新一代半导体标准制程开发及试制生产线运营为目的而设立的“SOC基础技术开发(ASPLA)”项目。“飞鸟”和“未来”主要开发关键技术,而“ASPLA”的作用则是在生产中,在线检测“飞鸟”和“未来”所开发的关键技术。


  “飞鸟”和“未来”项目都是从2001年启动的。然而,由于多个半导体厂商聚集在一起,在确定研究方向上,众厂商因意见分歧而决策缓慢。由于迟迟不见成果,各半导体厂商纷纷各自进行其65纳米线宽的半导体工艺技术的战略性开发。日本半导体产业的日本机械振兴协会经济研究所的井上弘高级研究员认为,“仅靠这些半导体厂商,不一定能够承担这一重任。”

 

  基于以上原因,为了及时开发面向数字家电的高性能半导体,重新确定日本半导体业在世界的领先地位,日本经济产业省从2004年起将出面主导半导体研究,从而改变目前由东芝公司和富士通等公司主导半导体研究的局面。


  为加速研究成果导入业界实用,以及降低风险,日本政府决定将产官两大研究计划“飞鸟”和“未来”在2004年夏季合并,并由日本政府引导,具体措施是:利用ASPLA检验“飞鸟”和“未来”合并项目开发的制造技术,然后利用“Copy Exactly”(完全复制)手法直接将由此产生的半导体制造技术移植到日本制造商的半导体量产工厂”。(Copy Exactly是指英特尔的半导体工厂生产方法:先在一个基地全部完成包括实际检测在内的制造技术开发,然后准确地将制造工艺移植到公司内部所有的半导体批量生产工厂中。)


  此次合并“飞鸟”和“未来”的另一个目的是减少日本半导体制造商研发费用的浪费。在日本国家级项目中,开发半导体制造技术的最终目标是提高企业收益。日本政府一直希望日本半导体制造商尽快实现10%的营业利润率。虽然有几家日本半导体制造商已接近这个目标,但目前无论如何都难以实现该目标的制造商也不在少数,这些制造商没有筹措额外研究开发费用的能力,但出于利已目的,仍在进行一些不必要的技术开发。日本政府希望通过这次合并从根本上改变这一状况。日本政府的这一改革已获得了业内外的高度评价。

 

责任编辑:李昂