17．日本如何對抗美國獨自造“芯”

應浙江省人力資源社會保障廳的邀請，我走進省政府大樓，做了一場《中日文化比較》的演講。我在演講中講到這么一個例子，中日兩國的產業發展，有著一個共同的經歷，都是從模仿開始的。電腦、電視機、冰箱，都是美國人發明的，日本人把它們從美國扛回來，全部拆開之后，研究一個問題：美國人生產的玩意兒有什么缺陷？結果，日本人仿造的同類產品，比美國人制造的正宗產品還要先進，而且日本人會堂而皇之地打上一個標簽“Made in Japan”。而我們中國企業最初也從美國和日本扛回一些產品模仿，模仿出來的東西卻比原裝產品糟糕得多，有的企業還敢打上“美國制造”“日本原裝”的標簽，因為這樣容易來錢。

我說這個例子，是想說明“拿來主義”在世界工業發展史上是屬于普遍的行為，但關鍵是拿來之后怎么辦？我可以很不客氣地說，日本人是學了人家的技術提升了自己的產業競爭力，而我們中國人是學了人家的皮毛，但是掙了不少的錢。

有些讀者很反感我拿日本與中國做比較，認為我是故意抬高日本，貶損中國。我很理解這種反感，因為我們中國人的血液中缺乏一種自我反省的DNA。我們總認為自己是對的，錯的都是別人，即使自己錯了，打死也不肯承認。正因為有這種劣根性，導致我們很難以一種謙恭的心態去對待別人，看待自己；也導致我們缺乏一種精益求精的精神，往往很難做出精品。比如芯片和發動機便是如此，這也是我最為擔憂的問題。

特朗普發動中美貿易戰，第一個中槍的，是中國著名的通訊設備制造商中興集團。中興的遭遇，讓我們知道了中國在芯片制造領域與世界的距離。同時更讓我們驚醒：掌握核心技術有多么的重要。

30多年前，美國也曾經發動過一場對日本的貿易戰，也在核心技術領域掐過日本人的脖子。那么，日本人是如何打響保衛戰，又是如何在核心技術領域，尤其是半導體芯片領域趕超美國的呢？

1942年，在美國誕生的世界上第一臺電腦“ENIAC”，是一個占地150平方米、重達30噸的龐然大物，里面的電路使用了17468只電子管、7200只電阻、1萬只電容、50萬條線，耗電量150千瓦。顯然，占用面積大、無法移動是這臺電腦最直觀和突出的問題，如果能把這些電子元件和連線集成在一小塊載體上該有多好！我們相信，當時有很多人思考過這個問題，也提出過各種想法。英國雷達研究所的科學家達默在1952年的一次會議上提出：可以把電子線路中的分立元器件，集中制作在一塊半導體晶片上，一小塊晶片就是一個完整電路，這樣一來，電子線路的體積就可大大縮小，可靠性大幅提高。這就是最早的有關集成電路的構想。晶體管的發明使這種想法成為可能。1947年，美國貝爾實驗室制造出來了第一個晶體管，在晶體管發明后的1958年至1959年之間，基爾比和諾伊斯分別發明了集成電路，也就是我們通常在說的“芯片”的雛形。

實際上，早在基爾比和諾伊斯發明集成電路的第二年，也就是1960年，日本就開始了芯片的研究。1960年，日本晶體管的年產量突破1億個，連續兩年超過美國。此時，日本半導體企業沒有料到，美國在1962年就跨入了芯片的實用化時代。

1964年，基爾比所在的德州儀器公司向日本政府提出，要在日本設立全資公司生產芯片。由于日本企業此時尚未啟動芯片的生產，出于培育國內半導體產業的考慮，通產省對德州儀器公司在日本設廠的申請極力拖延。與此同時，日本政府利用融資優惠、稅收優惠等手段開始積極引導本國企業從事芯片的研發和批量生產。德州儀器公司在獨資設廠受阻的情況下，決定拒絕將芯片基本專利轉讓給日本企業。而日本政府則尋找借口，遲遲不批準其在日本提出的芯片專利申請，以致日本企業在國內從事芯片的生產無須太多地顧忌專利侵權問題。

遏止美國公司在日本生產芯片，是日本政府當時保護本國半導體產業的一個手段。但是，如何提升日本自身的半導體研發技術，與美國形成產業競爭態勢，是日本政府一直在思考的問題。

北京大學科學技術史教授周程先生最近寫文章介紹說，1964年，美國IBM公司宣布使用了集成電路的第三代計算機360系統問世。同年，法國最大的計算機生產商被美國通用電氣公司收購。這使日本政府深刻地意識到本國企業在計算機領域所存在的巨大差距，從而堅定了無論如何也要保護和培育國內計算機產業的決心。

經過一段時間的醞釀，日本通產省于1966年啟動了“超高性能電子計算機的開發”大型項目研究。該項目的目標非常明確，就是開發出可同IBM360系列競爭的高性能第三代計算機。通產省直接支付給參與此項目的企業補助金總額高達100億日元。在通產省所屬工業技術院電子技術綜合研究所以及民間企業、高等院校的共同努力下，1972年預期目標總算得以實現。

但在1970年，IBM又開發出了使用大規模集成電路的370系列計算機。于是，日本通產省又被迫啟動了數個與計算機相關的大型項目研究，如1971年的“圖像信息處理系統的開發”。該項目跨度為10年，總補助金額為220億日元。

但是，就在日本幾乎要趕上IBM370的水準之時，又傳來了IBM將著手開發第四代計算機“未來系統”的消息。該型計算機計劃使用M比特的超大規模集成電路，而日本企業當時在IBM370對抗機種中使用的只不過是16K的LSI。這意味著日本的集成電路技術與美國存在著相當大的差距，如果不能在此關鍵技術領域取得突破，日本企業想超越IBM根本不可能。

為此，日本通產省在機械情報產業局下面專門設立了一個叫作“電子情報課”的機構，負責策劃計算機及其關鍵的存儲器的開發戰略。通產省還于1975年7月成立了包含多名產業界和學術界人士在內的“大型集成電路（VLSI）研究開發政策委員會”。經該委員會充分醞釀，通產省最終決定于1976年3月10日成立由政府和民間企業共同出資的共同研究開發組織——“VLSI技術研究組合”。

參加“VLSI技術研究組合”的企業全部由通產省選定。它們是日本電氣、東芝、日立、富士通、三菱電機。除美國獨資公司IBM外，幾乎囊括了日本境內所有的大型半導體生產企業。同時，通產省還決定在“研究組合”下面設立一個研究基地——“共同研究所”，由通產省所屬的工業技術院電綜研和各參加企業負責派遣科研人員組成。盡管日本早先已成立了很多形形色色的“研究組合”，但由存在競爭關系的企業各自派遣研究人員組成相對穩定的共同研究所置于“研究組合”之下，這還是第一次。

“VLSI技術研究組合”的最大功績是成功地開發出了半導體加工過程中的關鍵設備——縮小投影型光刻裝置。為開發這種精密裝置，“VLSI技術研究組合”以勢在必得之勢在共同研究所內組建了相互獨立的三支團隊。這三支團隊研發半導體加工裝置的技術路線雖然不盡相同，但都取得了重大突破。這些技術突破為日本后來在縮小投影型光刻裝置乃至整個半導體生產設備領域確立優勢地位奠定了基礎。“VLSI技術研究組合”啟動以前，日本半導體生產設備的80%左右依賴從美國進口，但到了20世紀80年代中期，全部半導體生產設備都實現了國產化。到20世紀80年代末，日本的半導體生產設備的世界市場占有率超過了50%。1980年，全球半導體生產設備銷售額最高的十大公司中，日本只有1家；1989年迅速增長到5家。以縮小投影型光刻裝置這項關鍵設備為例，1980年前幾乎全部從美國進口，但從1985年開始，日本的國際市場占有率便超過了美國，到2000年時，除荷蘭的AMSL外，生產、銷售這種關鍵生產設備的廠家都是清一色的日本公司。

由于在共同研發過程中逐漸掌握了集成電路的高精度加工以及晶圓大口徑化、印刷電路的快速檢測等技術，日本在存儲器生產領域取得了驕人的成績。

日本企業又再接再厲，拿下了80%的全球市場份額，迫使英特爾、摩托羅拉等多家美國半導體企業退出了存儲器領域的競爭。至于“研究組合”作為主要目標開發的1M DRAM，日本企業則搶占到了近90%的世界銷售份額，將美國的半導體生產廠家遠遠地甩在了后頭。

1980年，日本的集成電路對美貿易出現順差。到1986年，日本半導體產品的國際市場占有率便開始超過美國。20世紀80年代，日美貿易戰爭中打得最為慘烈的戰場就是半導體。即便如此，日本以自己獨有的核心技術，在其后10年中，除個別年份外，國際市場占有率始終高于美國。1995年，世界半導體企業前十中，日本占了五席：NEC（第一）、東芝（第二）、日立制作所（第三）、富士通（第八）、三菱電機（第九）。這種狀況直到1995年微軟推出視窗95，英特爾推出與之相配套的改進型奔騰處理器之后才發生了根本性的逆轉。

進入21世紀，日本半導體產業由于故步自封，未能及時改進企業研發機制，加上后來日本電子企業紛紛拋售電腦事業和手機事業，使得日本半導體產業，尤其是芯片的生產重新落后于美國。但是我們看到，最近幾年，以NEC、索尼和富士通為代表的日本電子企業，借助人工智能產業的發展，重新回歸芯片以及相關系統的研發，并憑借長期積累的技術，使得日本的AI產業出現了領跑世界的勢頭。全自動駕駛汽車時代的到來，將會使得日本的芯片研發與生產迎來新的春天。

日本產業發展并不是一帆風順的，也有過不少的教訓。但是，日本人兢兢業業的做事風格，使得它有著長期厚實的技術積累。所以，我一直認為，日本走過的路、有過的教訓，都是值得我們中國學習和參考的。人類發展一定會有許多共性和不可避免的道路要一起走，無論日本、美國還是中國，只有擁有自己的東西，做人才有底氣。