戰后日本發展半導體產業的經驗分析

周千荷 呂堯

摘? ?要：20世紀40年代至50年代，日本半導體產業仍處于初級階段，深受美國半導體管制的影響。為了擺脫對美國的依賴，解決卡脖子問題，日本政府下決心大力發展本國半導體產業，并在政策措施、組織模式、體制機制等方面提出了一系列措施。通過實施各項舉措，日本半導體產業得到長足發展，一舉超越美國，成為半導體產業全球領先者，極大地促進了日本經濟發展。文章對日本推動半導體產業發展舉措進行了總結分析，并為我國促進半導體產業發展、關鍵技術突破，提供了參考和借鑒。

關鍵詞：半導體;政策措施;組織模式;體制機制

中圖分類號： TP309? ? ? ? ? 文獻標識碼：A

Abstract： In the 1940s and 1950s， Japan's semiconductor industry was still in its infancy and was deeply influenced by American semiconductor regulation. In order to get rid of the dependence on the United States and solve the neck sticking problem， the Japanese government is determined to vigorously develop its semiconductor industry， and puts forward a series of measures in policy measures， organizational models， institutional mechanisms， etc. Through the implementation of various measures， Japan's semiconductor industry has made great progress， surpassing the United States， becoming a global leader in the semiconductor industry， and greatly promoting the economic development of Japan. This paper summarizes and analyzes the measures taken by Japan to promote the development of semiconductor industry， and provides references for China to promote the development of semiconductor industry and breakthrough in key technologies.

Key words： semiconductor; policy measures; organizational model; institutional mechanism

1 引言

在20世紀40年代至50年代，晶體管和集成電路（IC）先后在美國誕生，相關技術產品的研發極大地推動了美國電子工業發展以及經濟增長。同期，日本半導體產業則十分薄弱，相關產品過分依賴從美國進口，缺少自主研發的技術及產品，半導體產業處于嚴重受制于人的境地。日本對美國管控半導體產品出口阻礙其他國家半導體產業發展的舉措感到不滿，為了擺脫對美國的依賴，走出受制于人的困境，日本政府下定決心，在吸收西方先進技術的基礎上進行自主創新與研發，大力發展半導體產業。為推動產業發展，日本在政策措施、組織模式、體制機制等方面實施了一系列舉措，一舉使得日本成為半導體行業的領先者，實現了對美國的超越，成為全球最大的半導體供應者，極大地促進了日本經濟的發展。

2 日本半導體產業發展成效

1970-1985年，日本電子產業產值增長5倍，內需增長3倍，出口增長了11倍之多。在DRAM市場中，日本企業從20世紀70年代后半期開始快速成長，憑借兼具高質量和成本優勢的產品迅速滲透美國乃至全球市場。從64KB時代到1MB時代，全球最大供應商一直被日本企業占據。1985年的半導體銷售量排行榜（包括動態隨機存儲器在內）中，日本企業首次位居第一。1986年，日本企業在世界市場所占的份額接近80%。在巔峰時期的1988年和1989年，日本在動態隨機存儲器（DRAM）、靜態隨機存儲器（SRAM）、雙極電路、通用邏輯電路、存儲元件等技術上都開始領先于美國，半導體產業開始占據全球半壁江山，令歐美望塵莫及。在排名前十位的公司中，日本占有6家，NEC、東芝和日立囊括前三。1989年日本芯片全球市占率高達51%，遠高于美國的36%，同期歐洲占11%，韓國僅占1%。

3 日本關于促進半導體產業發展的政策措施

3.1制定專門法律法規支持對先進技術的消化吸收

從20世紀50年代起，為全面扭轉日本在半導體技術方面依附于歐美的弱勢地位，日本政府相繼出臺了相關政策，以鼓勵企業提高自身研發能力，促進半導體產業的發展。日本政府于1957年制定了《電子工業振興臨時措施法》，于1971年制定了《特定電子工業及特定機械工業振興臨時措施法》，于1978年制定了《特定機械情報產業振興臨時措施法》。三部法規均規定，必須特別強化對日本尚未掌握或遠落后于國外的半導體相關生產技術的試驗研究及試生產（例如大規模集成電路、創新芯片等），并推進相關課題的開展。通產省需要先依據技術的難度、先進性、重要性以及成熟度將需要推進的課題分為“促進研究開發”“促進批量生產”“促進品質提高”三類，并需分別列出試驗的課題、擴大生產的目標、品質提高的要求，同時定出時間表、所需的設備及資金。在此基礎上，由通產省指導有關企業以合作方式共同完成。該規定有效地促進了日本企業對國外半導體領域先進技術的學習、吸收與轉化，推動了本國半導體產業的發展，也為后續推動超大規模集成電路的共同組合技術創新行動計劃奠定了基礎。

3.2 實施市場換技術政策為國內半導體產業發展創造良好條件

在20世紀50年代至70年代，日本政府通過實施市場換技術政策，為國內半導體產業發展創造了空間。通產省規定，外國企業若想進入日本市場，需要把原始技術以許可證、專有技術形式等方式賣給日本企業，外國企業不能對轉讓對象有歧視行為。即若一家外國企業打算在日本轉讓技術，那么這種技術就必須允許向所有的日本企業轉讓。在這一規定下，獲得技術轉讓的日本企業可通過再轉讓協議，將先進技術傳播給其他的日本企業，以推動先進的半導體產品和生產技術在日本的半導體行業中迅速傳播。除了技術轉讓外，日本政府還對想進入日本市場的外國企業，設立了諸如合資辦廠、公開專利的準入要求。例如，在20世紀60年代，日本政府對想進入本國市場的美國半導體企業德州儀器，設定了以合資形式進入、3年內限制生產以及公開芯片專利這三項限制條件。通過對外國企業限制準入要求，日本政府使外國企業不能借助技術優勢長期占據日本市場，從而推動日本企業在受保護的國內市場中逐步提高生產能力。

3.3 實施重大攻關專項實現半導體關鍵核心技術的突破

20世紀50年代至80年代，為掌握半導體產業的關鍵核心技術，日本通產省組織大企業聯合進行半導體開發計劃。

3.3.1 超高性能電子計算機開發計劃

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。為了保護和培育本國使用大規模集成電路的計算機產業，1966年，日本通產省啟動了“超高性能電子計算機的開發”大型項目研究，為參與該項目的企業提供總額高達100億日元的補助金，旨在開發出可同美國IBM公司360系統競爭的高性能第三代計算機。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年預期目標得以實現。20世紀70年代，隨著IBM又開發出了使用大規模集成電路（LSI）的370系列計算機，日本通產省又相繼啟動了數個與使用大規模集成電路的計算機相關的大型開發計劃，如，1972年，通產省又創設了“電子計算機新機種開發促進費補助金制度”，在1972-1976年，提供570億日元的補助金用于資助富士通和日立、日本電氣（NEC）和東芝、三菱電機和沖電氣三大企業聯盟，分別從事IBM370系列對抗機型的開發。以上舉措不僅使得日本使用大規模集成電路的計算機市場規模大幅增長，也帶動了相關企業集成電路技術的進步，如東芝的IC自動設計系統、NEC的硅片工藝自動化技術能力、日立的裝配工藝自動化技術能力均得到了顯著的提升。

3.3.2 超大規模集成電路計劃

1976年，日本通產省以富士通、日立、三菱、NEC、東芝5家最大的半導體制造企業為中心，聯合官辦的日本工業技術研究院、電子綜合研究所和計算機綜合研究所，成立“超大規模集成電路技術研究協會”，設立共同研究所，開展“超大規模集成電路”（VLSI）計劃。整個計劃耗資7370億日元，政府出資41.6%，產業界出資58.4%，由政府以無息貸款給廠商，直到技術被商業化為止。由該計劃所產生的知識產權雖歸于政府，但可由所有參與的廠商所共享。VLSI計劃進行研發所采用的方式：利用大部分預算購買美國制造的設備，以逆向工程方式將設備拆解并研究該設備如何運作，以協助具備能力的本國企業投入該產業。VLSI計劃所買進的制程設備都是當時最先進的，即使是雛形機（Prototype），也全力以赴將其改善成為先進制程設備。在1976-1979年，VLSI研究協會共申請專利1210項，涉及精細加工工藝技術、半導體設備制造技術、原材料、器件、ASIC和MPU多基礎技術。VLSI計劃使日本半導體產業實現了跳躍式進步，并在1985年首次超過美國，成為世界頭號半導體出口國，如表1所示。

3.4 制定專項財稅政策引導半導體產業發展

日本還通過資金支持、提供低息貸款及稅收優惠等財政政策，給半導體企業有力的支持，對半導體產業發展起到了積極作用。

在資金支持方面，日本政府給予了半導體產業大力支持。《電子工業振興臨時措施法》《特定電子工業及特定機械工業振興臨時措施法》和《特定機械情報產業振興臨時措施法》均規定，為支持鼓勵以半導體為代表的電子工業相關企業，學習西方先進技術并開展自主研發，政府需確保企業資金的供給，同時對于缺口資金，需進行斡旋。在直接資金支持上，日本政府主要向有關研究開發項目提供補助金。據統計，1966-1983年，日本政府對企業、政府研究機構在集成電路、計算機、軟件等的開發方面投入了6.63億美元的補助金。其中，在1971-1980年實施的總額達700億日元的國家級“超大型集成電路硬件用軟件項目”中，政府出資高達300億日元。此外，在融資方面，日本政府出臺相關政策，利用國家開發銀行為有關半導體生產企業，提供低息、長期優惠貸款。

在貸款及稅收優惠方面，日本政府通過對半導體企業提供低息貸款的方式鼓勵其進行技術研發。在美國市場貸款利率為4%～5%的時期，日本發展銀行（JDB）為半導體企業提供接近于零的低利率貸款，以支持半導體企業發展。此外，為鼓勵半導體企業合并以做大做強，日本政府制定《特定機械情報產業振興臨時措施法》，對于合并企業的清算利潤，予以減輕或減免法人稅;對于出資所得的分紅，在征收法人稅時不列入征稅對象;同時免收有關購買土地等的手續費。此外，日本政府還采取了加快折舊等方式支持半導體企業進行設備投資。

4 日本促進半導體產業發展的組織模式

4.1通過“研究組合”模式進行核心技術攻關

通過“研究組合”模式進行核心技術攻關，是“產官學”合作一體化的重要表現形式。“研究組合”模式是由日本政府牽頭，將多個具有競爭關系的民間企業和國立科研院所結合在一起組建“研究組合”（又稱“技術創新聯盟”），并開展半導體發展計劃，共同進行關鍵共性技術的研發。一個典型的例子就是日本“超大規模集成電路”（VLSI）計劃。

VLSI計劃的組織模式具有三個特點。

一是政府牽頭成立，政企聯合攻關，技術成果共享。VLSI計劃由日本通產省組織，富士通、日立、三菱、日本電氣（NEC）和東芝5家半導體制造企業與日本工業技術研究院等官辦研究機構聯合組成研究組合，成立共同研究所。研究組合的最高領導決策機構是理事會，由5家半導體制造企業的領導及通產省的官員構成。VLSI計劃的成果所有權歸政府，但參加實施規劃的各個企業可以共享這些技術成果。

二是由業內專家總領技術研究，企業合作進行應用研究。共同研究所所長來自通產省電子技術綜合研究所，由著名的半導體專家垂井康夫擔任，負責研究的技術領導責任。VLSI計劃中的基礎研究由共同研究所承擔，而在基礎研究之上進行的應用研究，分別由富士通-日立–三菱系統的計算機組合研究所（CDL）和日電-東芝系統的日電東芝情報系統（NTIS）承擔。

三是通過外包合作，帶動相關企業共同發展。共同研究所還與民間研發機構合作，將不擅長的部分以“委托-代理”的模式外包，如具有光學設備加工技術優勢的理光和佳能、具有平版印刷技術優勢大日本印刷公司和凸版印刷公司等企業，均以“委托-代理”的模式參與了VLSI計劃。

日本通過推進“研究組合”合作模式，集中三方優勢進行項目攻關，有效地促進了半導體產業的迅速發展。以VLSI計劃為例，VLSI計劃對日本RAM在世界市場取得強勁的領先地位做出了巨大的貢獻，其研究成果16K RAM（隨機存取存儲器）在1978-1981年間占到世界份額的40%。另一項研究成果—日本的第一代超大規模集成電路的64K RAM，在1982年底已經占到國際市場的66%。

VLSI開發協會組織架構如圖1所示。

4.2 以大企業為主導的技術創新模式

在20世紀80年代，日本的國內市場競爭十分激烈，尤其在半導體產業方面，必須通過不斷地推出新技術、新產品才能在競爭中得以生存和立足。由于大部分高新技術產業（如半導體產業）隸屬于大型企業，且大型企業對于創新、研發的積極性高、R&D投入比重大、投入資金額增長快，因此大企業在新技術新產品的研發優勢明顯高于中小企業。除此之外，日本政府通過稅收、信貸、加速折舊等方面的優惠（例如《特定機械情報產業振興臨時措施法》中規定對大型企業予以減輕或減免法人稅），來鼓勵大企業在競爭中持續創新，使得日本逐漸形成了以大企業為主導的技術創新模式。

以日立公司為例，作為一家大型企業，擁有自己的中央研究所、基礎研究開發總部、知識產權總部、設計總部等共向研發成果的部門，并擁有近萬人從事技術研發工作。為了提高R&D效率，通常發揮團隊的智慧，引入競爭機制，以“團隊方式”開展半導體相關技術攻關，并與富士通、東芝、夏普等大型企業參與了光半導體研發、VLSI器件研發等項目。大企業為主導的日本半導體主要研發計劃如表2所示。

5 日本促進半導體產業發展的體制機制

5.1 推行“產官學”協同創新機制

1971年，日本科學技術會議明確指出應加強各部門間的聯系，推行“產官學”協同創新機制。在該機制下，日本政府主要起橋梁與紐帶的協調作用。例如，為了推動“產”“學”“官”三者間的聯系，日本政府組建了一批專門的職能機構，包括新技術事業團、筑波研究聯合體，日本學術振興會、神奈川科學技術園、國際超導產業技術研究中心等，這些職能機構以推動技術開發與應用一體化、促進創新技術的普及為主要任務，并將半導體相關技術作為發展的重要領域。VLSI計劃就是“產官學”協同創新機制在半導體研究創新領域的典型應用。

“產官學”協同創新機制下的課題研發有委托研究和共同研究兩種合作模式。委托研究是指文部科學省20世紀70年代提出的合作研發制度。具體是由高校的科研人員按照企業或政府的委托要求，開展相關創新研發工作，研究課題、經費均由委托人承擔，而科研成果所有權則歸屬于委托單位。委托單位每年向高校支付各種經費，一般情況下，經費的70%資助給R&D支配，剩余的30%則作為管理經費。共同研究是指文部科學省于20世紀80年代創立的一種企業和高校合作研發課題的制度。具體是由企業向高校撥付R&D資助經費以及提供科研設備，扶持高校與企業的科研人員依據企業的需求開展共同的課題攻關，研究創新成果由企業與高校雙方共享。

“產官學”協同創新機制有效整合利用了高校及科研機構的智慧資源，并降低了企業的研發風險、減少了相關研發成本費用，促進了半導體技術成果的轉化，對日本半導體產業逐步壯大、技術能力達到世界領先水平方面發揮了突出作用。

5.2 建立完善外資市場準入機制

日本政府通過建立完善外資市場準入機制，限制國外企業及產品向國內市場的滲透，為日本半導體企業發展創造良好的市場環境。1950年，日本頒布《外國投資法》，要求日本境內所有外來直接投資的申請必須經過日本政府的審核。借此，通產省拒絕了以美國為代表的外國半導體企業在日本建立全資子公司、建立美方可以獲得多數股權的合資企業，以及購買日本半導體企業的股權的所有申請，有效地限制了外國企業占領日本市場。日本政府還通過高關稅、限制性配額、排他性定制程序、“購買日貨”等措施，限制外國半導體商品向本國市場滲透。例如，日本政府規定，只有得到通產省的批準后，日本公司才可以從外國公司購買先進的集成電路產品。1974年之前，若沒有特別許可，日本不允許進口含有200個以上電路元件的集成電路。此外，對于外國企業在日本提出的芯片專利申請，日本政府也不予批準，從而使日本企業可以在國內從事芯片的生產時，無需太多地顧忌專利侵權問題。

6 結束語

半導體廣泛運用于現在社會各個領域，半導體產業是國家基礎產業，是國家命脈產業，發展壯大我國半導體產業已到了刻不容緩的地步。本文重點分析了日本從20世紀50年代到80年代，政策措施、組織模式、體制機制等各方面的舉措和實際案例，以期對我國推動半導體產業發展、關鍵核心技術突破，提供參考和借鑒。

基金項目：

國家自然科學基金（項目編號：71941021）。

參考文獻

[1] 王超，李倩.韓國突破DRAM關鍵核心技術的案例分析及經驗借鑒[J].網絡空間安全，2020，11（04）：108-113.

[2] 王超.美國20世紀90年代半導體芯片技術產業復興的經驗分析[J].網絡空間安全，2020，11（03）：100-105.

[3] 趙鑫.美國、日本發展政府投資基金支持科技創新的經驗及啟示[J].經濟研究導刊，2020（07）：165-166.

[4] 馮昭奎.日本芯片業發展之路帶來的啟示[N].環球時報， 2019-07-03（014）.

[5] 孟拓.后發追趕式國家和地區半導體產業發展模式的特點及路徑選擇[J].電子世界，2015（17）：61-63.

作者簡介：

周千荷（1995-），女，漢族，山東濟南人，澳大利亞新南威爾士大學，碩士，賽迪智庫網絡安全研究所，助理研究員;主要研究方向和關注領域：數據安全、網絡安全政策。

呂堯（1984-），男，漢族，陜西寶雞人，西安電子科技大學，碩士，賽迪智庫網絡安全研究所，助理研究員;主要研究方向和關注領域：信息安全、網絡安全、電子認證領、密碼。