“半导体珍珠港”:1976日本奇袭美国

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来历:华商韬略

精美的“半导体珍珠港”:1976日本奇袭美国的图像

“全世界都在看着咱们”。

文 | 华商韬略 东木褚

上世纪七十年代,战后快速展开的日本半导体工业遭遇到美国的“黑船叩关”,美国一方面挥舞交易制裁的大棒,一方面力推IBM等巨子携高新技能杀进“江户湾”。

商场被逼敞开,职业被降维冲击的严峻形式之下,日本隐秘建议了反击——

由通产省牵头、五大日企协力,组成“半导体联合舰队”,以举国形式打破中心技能的“卡脖子”难题,完结对美半导体的追逐与反超。

【日本的“举国体系”】

1976年头的一天,东京千代田区纪尾井町,福田屋里人头攒动。

这是一家创立于1939年的日式料理店,以美食和室内工艺规划著称,米其林评级二星,也是日本政商两界举办宴会的常选之地。

这天,宴会的主办者是日本通产省(现在的经济工业省)退休官员根桥正人,以及在通产省工业技能院电气实验所任职的垂井康夫。日立、富士通、东芝、日本电气和三菱电机等五家日本其时最大的计算机公司社长全部参加。开席之前,根桥对垂井说:

“你今日的任务便是跟社长们喝酒,把他们都喝到位了。”

技能开发身世的垂井不胜酒力也不会应付,为此还被根桥说了一通,“老弟,你这么板正,往后的作业可欠好展开啊!”

垂井后来才理解,根桥的意思是让他和社长们浑然一体,最好是能到称兄道弟的程度,这样才能给后续的项目协作打下情感根底。

这个项目事关日本国运,它便是后来载入史册的——“超大规模集成电路技能研制项目”(超LSI技術研讨組合,LSI:Large Scale Integration,后文简称“超LSI”)。

其间心运作方法和意图是,由通产省担任,五大公司协力组成联合研讨所进行技能研制,追逐和逾越美国IBM等巨子的半导体技能,改动日本半导体的被动挨打局势。

用咱们了解的话说,便是要以“举国体系”会集力气办大事。

大国在工业和科技范畴以“举国体系”“会集力气办大事”是兵家常事。

比方,最近获得奥斯卡最佳影片的电影《奥本海默》讲的便是二战期间美国会集力气研制原子弹的故事;而前苏联则曾以“发动”形式,横跨政、军、工、科、教展开根底研讨,获得1957年抢在美国之前成功发射世界榜首颗人造卫星“斯普特尼克1号”的标志性效果。

日本在这方面更可谓是登峰造极,并且构成一套老到的操作体系。它们的“举国体系”,中心是“产学官”的大协作,其官方称为“有机开发体系”和“整合推动体系”,其间:

“有机开发体系”主攻缩短与先进国家的技能距离,由国家供给资金,国立科研机构、工业界、学术界协作攻关,优先展开对国民经济重要且紧迫必要的先导性大型工业技能,特别是对研制周期长、投入大,民营企业无法独立操作且“把握不住”的技能联合攻关。

“整合推动体系”则着眼于科技体系改革,当日本以为自己现已在科技范畴表现出创造性缺乏、行政及科研机构“躺平”的问题之时,将由国家牵头清晰职责,推动机构改革,以上述“产学官”协作形式,进步研制生机,施行大规模研制项意图立项与推动。

二战后,日本经过引入美国技能改进立异、拟定关税壁垒、政府收购拔擢、拟定《电子工业复兴暂时方法法》等方法,快速展开电子工业,令计算机职业不断自主强壮,其进口依存度1960年代初期还有69%,但到1970年代初已只剩下21%了,并且呈现了商场上的国产机型比外国货还要卖得好的现象。

但这很快引起了美国的警觉。随之而来的是,此前支撑日本的美国一改往日,两边的交易冲突频频产生。美国一方面从政府层面不断施压日本敞开集成电路的商场,一方面在企业层面持续打破,以抢先技能碾压日本半导体职业。

1970年,IBM推出以大规模集成电路为根本硬件的370系列计算机,其技能与功能均完胜日本同行,令整个日本计算机职业被降维冲击。

为了追逐美国,日本砸下570亿日元赞助企业联盟,但眼看快要赶上了,对手又是一个重磅炸弹,让距离被进一步拉大。

1975年,日本刚刚开端着手出产1K DRAM存储芯片的计算机,IBM却对外宣告,已开端研制以1M DRAM超大规模集成电路芯片为根底的第四代未来体系(Future System)计算机。

“超LSI项目”的暗地推动者、日本电子工业复兴协会担任人、东京大学教授田中昭二后来回忆说,“除了经过国家项目,咱们没有任何方法把握这项技能。”

不仅如此,半导体商场敞开后,日本的消费级民用电子工业也正面对被美国蚕食的危机。

存亡时刻,日本再次发动“举国形式”,组成“半导体联合舰队”攻向太平洋,继而也有了根桥和垂井要把社长们喝到位的局。

【半导体“联合舰队”】

“超LSI项目”联合舰队的中心是,由日立、富士通、东芝、日本电气和三菱电机各自抽调20名技能骨干组成的“联合研讨所”,成员100人。

“舰队司令”由通产省的人担任,担任行政的,正是退休官员、具有丰厚国家级项目管理经验的工业老将根桥正人;担任技能统筹的便是垂井康夫,结业于早稻田大学榜首理工学院电气工学专业的垂井,1958年就申请了晶体管相关的专利,是日本最早参加半导体开发作业的专家之一。

“超LSI项目”开工当天,项目整体技能人员站在设立于日本电气公司中心研讨室的联合研讨所门前,盛大其事地合影留念这一时刻。当这些来自日本顶尖企业的工程师们意识到自己进入了“国家队”,内心都泛起了波涛,后来有人回忆说,很多人都生出一种感觉:

“全世界都在看着咱们”。

▲超LSI项目首要成员合影

要完结“超LSI”项目,技能攻关之外,各方利益平衡、坚持科研人员的积极性至关重要。而两位项目担任人则做到了可谓完美的协作。

一位访谈过根桥正人的学者就曾如此点评:“根桥与垂井的特性、性情和才能类型很不相同,一个是老到的行政官员,擅往来、会做人的作业,一个是典型的工程技能专家,有条不紊、一丝不苟,专心扑在技能上,关于超LSI项目来说,他们正好互为补充。”

细腻的“半导体珍珠港”:1976日本奇袭美国的插图

“超LSI”项意图研讨方向是聚集“微细加工设备开发”和“硅晶圆片”两大主题,五大公司内部的研讨要点,则放在64K以及256K DRAM的实用化研制。方向和要点之下,要害的难题是微细电子加工技能,即大幅进步芯片的集成度。

1976年3月,“超LSI”项目兵分三路,开端了对超大规模集成电路、计算机和信息体系研制等“卡脖子”难题的应战,详细分工是:垂井领导的联合研讨所,担任根底及通用技能的研制;日立、三菱、富士通联合树立的计算机归纳研讨所,以及日本电气和东芝联合建立的日电东芝信息体系研讨所,则主攻实用化技能的开发。

垂井担任的联合研讨所下辖六个研讨室,前三个研讨室的研讨方向是微细电子加工技能,第四研讨室攻关结晶技能,由工业技能研讨院电子归纳研讨所担任;第五研讨室开发工艺技能,由三菱担任;第六研讨室攻关测验、点评及产品技能,由日本电气担任。

就在这一进程中,环绕研讨室的争议呈现了。

咱们对后三个研讨室的担任人选没有争议,但在前三个研讨室的担任人选上却争执不下,由于微电子加工技能归于半导体的要害根底性技能,五家公司都因而争着要当担任人,从而让自己更把握中心。日立、富士通和东芝乃至“要挟”,不能如愿就退出联合研讨。

这背面,是五家公司在微细制作范畴的研制开展各不相同,且都是身处同一职业的竞赛对手。因而,处在抢先方位的公司忧虑联合攻关之后,会失掉本身的技能优势,处在相对落后方位的公司遇到如此天赐良机,天然也不愿放过时机。

终究,根桥和垂井下场处理了危机,中心方法是,让现已获得抢先方位的更占据自动,终究由日立、富士通和东芝各出一人别离担任前三个研讨室。

多线并重的项目,定时互通有无很重要。

为此,每隔一到两周,垂井就会组织各研讨室的研讨员介绍各自的开展,并且,他还从作业环境上都做了促进交流,添加协同和透明度的组织:

各研讨室尽管相互离隔,但却“成心”没有装门。

除了人力、智力上的联合与技能上的敞开同享,“超LSI”项意图研制投入也是政府与企业共担。在项目施行的四年间,“超LSI”合计投入737亿日元的研制经费,其间政府补助291亿,其他则有5家企业补齐。

这里边也有一个大的插曲,再次体现出这种联合的不易:五家公司从前期望政府能追加投入到1500亿日元,掩盖整个研制进程及后续方案。

政府拒绝了这一要求后,五家公司一度对研讨所情绪冷淡,包含派出的人也都感受到这种改动从而士气失落。特别联合研讨所的100位工程师,也有人慨叹:

“咱们被公司遗弃了。”

要害时刻,与技能人员更有共识的垂井下场改动了局势,这次,他主打一个爱国牌:

“咱们每天在一同作业,一同日子,为的是什么?咱们的对手不是相互,而是世界榜首的IBM。所以,请咱们不要再相互防范,互不交流。归根结底,咱们是在同一个锅里吃饭的。”

在垂井的感染下,来自不同公司的工程师再次拧成了一股绳,结成一条心,咱们抛弃自己的公司身份,以国家队的职责和任务,一同向终究的方针跨进。

【“和IBM并驾产驱”】

“超LSI”项目研制的另一应战是,怎么让项目顺畅的隐秘进行,避免遭受美国的围追堵截和反扑。

进程中还真呈现了惊魂时刻。

期间,日本国内一家报纸刊登了第二研讨室的新闻,有关可变矩阵光束的研讨效果。高度重视着日本意向的美国人留意到了这篇新闻,并置疑日本发动了半导体工业的国家级项目,并且,这种置疑还在美国被持续扩展。

这可吓坏了垂井。

多番思量后,他决议“自动出击”,方法是自动告知,但不说实情。

垂井向根桥主张,在美国举办的世界电子器件大会(IEEE International Electron Devices Meeting)上宣布一篇论文,介绍超LSI项目,但不提项目中心内容,只讲根底研讨的部分,以此消除美国人的疑虑。

根桥转而与五大公司商量对策。

五大公司一起以为:“最好连根底研讨也不要提,更不要提联合研讨所的事。”

1977年12月,美国华盛顿喜来登酒店,垂井康夫单人独马地呈现在IEEE会议现场,并做了标题为“日本的LSI以及VLSI研讨”主题讲演。

特别的布景,让垂井的讲演会场涌进了600多人,走廊里都站满了挤不进来的参会者。在一众美国同行的凝视下,垂井看似精心预备得煞有其事,但所讲内容却都是过往研讨的汇编,简直没有什么干货,忐忑中完结讲演的完毕,他还不苟言笑地着重道:

“咱们会同享更多的研讨效果,让日美一道探究微电子的未来吧!”

但美国方面仍是没有因而放松警觉。

会议一完毕,垂井一位在贝尔实验室作业的美国朋友就跑过来打听:

“传闻你们的政府在补助企业,美国的法令可不答应,在这里,政府和企业是竞赛联络。知道为什么美国的律师数量是日本的25倍吗,竞赛改动社会。”

项目成功之后,垂井更在项目回忆录里写道:“经过过后承认,我在美国的所到之处全程都有CIA人员‘伴随’,美国政府好像在等我显露什么漏洞。”

而这也是美国的惯用手段。几十年后,法国阿尔斯通高管皮耶鲁齐的《美国圈套》和华为孟晚舟工作中,美国也都是相似的操作。

不过,垂井算是幸运者。他不光有惊无险地回到了日本,并且确实经过这一次自动出击,转移了美国人的视野,让项目得以避开美国人的火力。

赢得时刻和空间的日本人因而夜以继日地会集研制,持续打破。

明亮的“半导体珍珠港”:1976日本奇袭美国的图像

三种电子束描绘设备、电子束描绘软件、高解析度掩膜及查看设备、硅晶圆含氧量及碳量分析技能等微细加工技能与设备、大口径单晶硅培养技能、CAD规划技能等要害技能相继获得打破,适用这些技能的逻辑、存储元件制作技能也都应运而生之下,日本终究提早美国一年时刻,研制出了256K DRAM,成为了这一要害范畴的引领者。

在超LSI项目根底性研讨效果的同享机制下,参加项意图五大公司,也都完结了在半导体技能上的跨过式展开,从而把握下一代计算机的中心技能,粉碎了美国的技能围猎。

手握金刚钻之后,日本公司开端在半导体工业建议反扑,并快速追逐,改写了与美国之间的攻守联络。

到1986年,日本企业在全球半导体商场份额由26%上升到45%,美国半导体商场份额则从61%下降到43%。当年,全球排名前十的芯片制作商中有六家是日企。

日本电气、东芝和日立更包办了前三名。

惋惜的是,日本的技能打破终究没能脱节国家实力的比赛与限制。

可谓“珍珠港狙击”式的日本半导体包围,很快让美国如梦方醒。技能打不赢,就立法来打,立法还打不赢,就想其他方法来打。

1984年,美国推出《半导体芯片保护法》,清晰提出政府对芯片工业的更大力度支撑;1987年,修正《反托拉斯法》,清晰美国政府也能够合法地补助企业,然后仿效日本,联合14家企业树立了半导体系造技能联盟(即SEMATECH),主攻芯片制作工艺及其设备,从技能上对立日本先进技能。

强壮本身的一起,美国还举起所谓法令武器。根据其《交易法》301条款,美国半导体职业协会建议了对日本的申述,强逼日本于1986年签署《日美半导体协议》,《协议》清晰要求,进步美国半导体产品在日本商场上所占的比重至20%。

从前领导日本成功反击的垂井康夫因而倍感绝望与愤恨,点评该《协议》是:

“载入史册的不平等协议”。

▲日美半导体协议商洽现场

正面狙击日本的一起,美国还经过拔擢比如韩国半导体等方法,持续对日本半导体斩草除根。到1990年代中期,日本半导体完全堕入颓势,至今未能重整旗鼓。

多年后回首往事,垂井康夫仍对其时痛失好局耿耿于怀,但他的经验总结却颇引人深思:

“成为世界榜首有时并不是功德,当年日本费力力气冲到榜首的方位,成果成了靶子,被美国镇压后再也没能翻身。”

值得重视的是,走过“失掉的三十年”,近年来经济增速复苏、股市连创纪录的日本又对半导体建议了冲击。

由于他们输得真实不甘心,现任经济工业省大臣斋藤健在日美签下半导体协议时,仍是通产省的一位年青官员。

上个月,到会台积电熊本工厂落成典礼的斋藤健对记者说:

“美国当年是怎么张狂地削弱日本半导体工业竞赛力的,我至今记忆犹新。”

2022年8月,八大日本公司建立半导体系造公司Rapidus,方针在2027年,完结2纳米制程半导体的量产。2023年9月,Rapidus北海道榜首工厂举办开工典礼。

关于现在只能出产40纳米制程半导体的日本来说,2纳米的难度比当年“超LSI”项目大了不止一个量级,需求跨过数个妨碍,包含:

能制作顶级产品的工厂;数千名娴熟技能工人;最新一代的极紫外光刻机;从三星、台积电嘴里抢夺客户;5万亿日元的投入。

为此,Rapidus正在“联合”全部能撮合的力气,连当年的“敌人”IBM都成了协作研制的同伴。72岁的社长小池淳义曾在日立和西部数据从事芯片制作作业,他对上世纪八九十年代日本的印象是:

“咱们以为自己能搞定全部。”

现在,日本政府许诺为Rapidus的2纳米方案补助20亿美元,假如想要更多的政府投入,他们有必要拿出能推向商场的产品。作为新一任日本半导体国家队的队长,小池淳义只能想着怎么赢:

“他人需求三个月的工作,咱们花一个月来完结。由于这是日本最终的时机。”

【参考资料】

[1]《超LSI一起研讨所の思い出とその後の歩み》 垂井康夫

[2]《从半导体技能攻关来看,日本科技范畴存在“举国体系”吗?》 李慧敏,穆荣平,郝跃

[3]《芯事:一本书读懂芯片工业》 谢志峰,陈大明 上海科学技能出版社

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