日发期货

2021年6月，日本众议院召开了一场主题为“中兴日本半导体产业”的钻研会，时值在疫情中遭遇重创的铠侠半导体（即东芝存储芯片部门）四处寻找接盘侠，日本存储芯片最后的火种岌岌可危，日本官方约请了五位专家学者各抒己见，为产业中兴出谋划策，压轴谈话的是一个名叫汤之上隆的人。

汤之上隆曾任职于日立、尔必达的一线研发部门，亲历了日本半导体产业从绚烂走向祛除的整个历程。2015年，他将自己的履历与思索写进了《失去的制造业》一书，抛开其中对老东家和老向导的冷嘲热讽，《失去的制造业》堪称研究日本芯片产业的必念书目。

相比日本官方高举中兴大旗，汤之上隆在钻研会上建议人人以最快的速率躺平，让在场议员们大跌眼镜：“失去的半导体产业已无法挽回，继续投入就是虚耗纳税人的钱。”

他以为，由于日本的半导体公司一直难以顺应产业转变，早已错失历史时机；现在与其瞎折腾，不如守护好最后一点家底：位于半导体产业链最上游的装备与质料[1]。

一块芯片封装前，会履历薄膜沉淀、光刻、蚀刻、洗濯等多项工艺，每一步都需要特定的加工装备与原质料。已往数十年，日本企业一直是部门半导体装备的主要提供商。

而日本公司对半导体质料近乎垄断的职位更是威名在外：前段工序常用的质料有19种，其中14种都由日本企业主导。

2019年7月，随着日韩矛盾加剧，日本政府对韩国企业提议制裁，限制半导体焦点质料的出口。铁锤刚砸下三天，三星掌门李在镕如坐针毡，专程赶赴日本乞求松口。

厥后众议员的钻研会竣事不久，汤之上隆就写了篇文章，问题叫“日本半导体装备和质料为何那么强？”，自豪之情溢于言表[2]。

极其夸张的市场份额

效果文章发出去没多久，日本就吃了一场败仗。2021年，韩国的SEMES强势崛起，逾越日本企业SCREEN成为全球第六泰半导体装备公司，其母公司正是在质料上被卡的翻白眼的三星。统一时期，三星一口吻投资了十几家质料公司，希望在质料环节绕开日本。

另一个有趣的征象是，相比舆论对日本半导体质料垄断职位的艳羡，以及日本在化学、质料学等领域耐久耕作的赞誉，日本产业界却对这一成就评价庞大：

汤之上隆一边高度认可质料环节的强势职位，但一边称日本对韩国的断供“极其愚蠢”。另一位学者西村吉雄则在《日本电子产业兴衰录》中说，日本芯片产业衰落的缘故原由之一，就是做了太多基础研究，反而忽视了应用和模式层面的创新。

日本的半导体质料经常是一个被舆论神化的产业，它现实上并不庞大，但也没有那么简朴。

卡脖子

对韩国芯片公司而言，日本的商业制裁，其威力不亚于往京畿道工厂丢一颗炸弹。

被限制出口的半导体质料共有三种，首当其冲的是氟化聚酰亚胺。这个念起来有些费嘴的化学物质，是部门OLED面板的原质料。一旦掐断供应，OLED电视等拳头产物将面临无货可出的逆境。

但对三星等韩企来说，更棘手的着实是另外两件“战略核武器”。

*件是EUV光刻胶，袭击目的是韩国半导体的“未来”。

光刻胶是光刻工艺的要害质料，而光刻又是芯片制造的焦点工艺。现在*进的光刻工艺是EUV（极紫外线），用于生产7nm以及更先进制程的芯片。

已往几年，三星一直在起劲迭代自研的手机处置器Exynos，即便三星自己拥有7nm和5nm制程工艺，但也绕不开光刻胶这一环。此时，作为原质料的光刻胶遭到制裁，本就不富足的日子变得加倍雪上加霜。

另外，三星、SK海力士对下一代DRAM的研发也将被迫暂停。当前，市场上的DRAM产物仍在起劲迫近10nm制程，尚且用不上EUV光刻这样的先进手艺；但未来DRAM的制程也许率会提升至5nm，这便踏进了EUV光刻的领域。

相比之下，第二把利器杀伤力愈甚。这款名叫高纯度氟化氢的质料，足以扼住韩国半导体的“现在”。

氟化氢是一种洗濯用的化学质料。洗濯工艺能够去除芯片生产所带来的杂质，是影响芯片品质的要害环节。生产一款芯片也许需要500至1000个步骤，其中约莫10%的步骤都得用到氟化氢举行洗濯，堪称是半导体的“血液”。

一旦氟化氢库存求助，逻辑半导体（如CPU）、DRAM等主流半导体芯片均无法生产，能否开展一样平常营业都将打上一个问号[7]。

面临日本的咄咄逼人，危急感爆棚的韩国人使出了全身解数，先是跑去WTO伸冤打讼事，与此同时，政府牵头大搞国产替换，一口吻投入了6万亿韩元的预算，三星也随着投资了一批韩国本土的半导体质料企业。

在“打垮日本帝国主义”的招呼下，同仇敌忾的韩国企业乐成研发出了国产版本的高纯度氟化氢和EUV光刻胶。文在寅卸任前的新年致辞中，曾重点提及了上述成就。

然而，故事的走向却没有发生太多逆转：直到现在，日本依旧高度垄断着高纯度氟化氢和EUV光刻胶。

其职位之以是屹立不倒，和上述半导体质料的一大特质有关：日本垄断的质料，多是不能即插即用的非尺度化产物。

其中氟化氢尤为典型——洗濯并不是一项尺度化的工艺，每个制造商都有各自的明晰和流程。因此，关于氟化氢的使用，现实上有稀释、与氯化氢夹杂、与过氧化氢夹杂等多种完全差其余方案。而每种方案对氟化氢产物的要求又不太一样，均需要专门定制。

另一方面，大多数产物的理论原理和工艺手艺都是果然的，但选材与配比的数值，甚至生产车间合适的温度和湿度，都需要漫长的实验才气获得*效果。质料的非标特质，会带来两方面影响：

（1）企业难以容易替换解决方案以及相关供应商，一旦相助就是耐久绑定。

在这方面，日本自己就吃过亏。1999年，日立和NEC两家龙头企业合资确立了存储企业尔必达，准备向领跑的三星提议进攻。但在公司确立的头两年，却发作了严重的生产问题，市场份额也迅速下跌，而“罪魁罪魁”之一正是日立和NEC的洗濯方案不兼容。

因此，哪怕韩国企业自研出了高纯度氟化氢，依旧不能马上脱节日企的垄断，最快也需要至少1年时间做测试；而EUV光刻胶的替换周期则更久，通常需要测试2-3年才气搬上产线。

“有国产质料”和“用国产质料”，现实上是两件事。

（2）非标质料的制造工艺多且繁杂，甚至存在部门只可意会不能言传的隐性知识，需要企业有耐久相关的积累。在这方面，向来以“匠人精神”自居、发力较早的日本同样有先天优势。

正如汤之上隆在书中写道：日本半导体质料的竞争力焦点，正是日本怪异的匠人文化。

不能否认，这种“一生做好一件事”的匠人文化，确着实氟化氢这类具备延续性的领域颇有成效。氟化氢手艺的迭代，本质是不停提升纯度，将小数点后面的9越做越多的历程，主打一个千锤百炼。

韩国虽实现了氟化氢的国产化，但其纯度只有99.99999999%（小数点后8个9），日本企业却能做到小数点后10个9。看上去相差无几，但若是乘上几十上百道工序，最终效果会千差万别。

但问题是，岂非隔了个日本海，匠人文化就失传了吗？日本半导体质料的强势，显然不能只用文化来注释。

日本式的胜利

和半导体产业许多环节一样，光刻胶降生于美国，柯达、IBM曾是该市场的领跑者，但最终被日本产业化。

从上世纪80年月最先，日本光刻胶产业突然火力全开，最终将IBM斩于马下。这一切的起点，始于一个至今仍被全球频频研究的项目——VLSI。

1976年，IBM研发新一代盘算机的新闻传来，日本业界意识到1μm或更小工艺日趋邻近，深感时不我待的通产省集结了富士通、日立、三菱、东芝、NEC五家半导体公司，以及日本工业手艺研究院、 电子综合研究所和盘算机综合研究所三家机构，开展了一个名为VSLI（超大规模集成电路）的追赶设计。

VLSI*的成就是DRAM芯片的突破，直接开创了日本半导体的黄金年月。但现实上，VLSI项目共设有六个实验室，除了三个搞产物研发的，尚有专门卖力攻坚半导体质料、光刻工艺以及封装测试手艺的团队。其中第四实验室的科研功效，就是负性光刻胶。

那时，隔邻的第五实验室乐成生产出了缩小投影型光刻装置。由于质料和装备两者相互强绑定，需要一同配套研发，这让第四实验室的光刻胶研发扫除了*的障碍。

VLSI*的功效，现实上是通过市场规模伟大的DRAM的突破，缔造了一套国产产业链，脱节了对美国的装备依赖。包罗做质料的京瓷和住友，做光罩的TOPPAN，做封测的东京电子，和做光刻机的尼康。

90年月，KrF最先成为光刻胶的主流蹊径。此时，尼康推出了全球*实现商业化应用的KrF光刻机系统，隔邻的光刻胶企业趁势追赶。从2000年最先，随着光刻胶蹊径最先往ArF和EUV转向，日本又迅速和新任光刻机龙头ASML确立了深度绑定，双方配套研发、配合迭代。

由于和产业链的深度绑定，岂论手艺蹊径若何转变，日本光刻胶都有时机领跑[11]。

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另一个推手则是日本产业界对基础科研的极端重视。虽然大多数新手艺都在日本产业化，但日本社会普遍不知足于生产制造环节的乐成，尤其是以贝尔实验室为代表的大公司研究院模式，更是被日本频频学习效仿。

彼时，日本主流思潮以为：若是能在基础科学上也保持*，日本将耐久立于不败之地[12]。

90年月后，日本经济陷入耐久衰退，日本官方再次下场，希望通过对基础研究的投入苏醒半导体产业。1995年，日本出台了《科学手艺基本法》，并设计今后每年往科学领域投入4万亿至5万亿日元。

2001年，日本政府提出，希望到2050年，日本能降生30个诺贝尔奖。今后20年，日本足足有16人获得了三大自然科学类诺贝尔奖，位居全球第三，其中6个属于和半导体质料强相关的化学领域。

依赖在基础科研上的耐久投入，日本一直维持着半导体质料市场的霸主职位，而且将*伸张到了动力电池产业。2019年，吉野彰获得了诺贝尔化学奖，他的一大成就是发现了锂电池负极质料，日本企业则是该领域的领跑者之一。另外，松下也是动力电池最主要的生产商之一。

但让日本产业界始终难以介意的是，与半导体质料的凯歌高奏相反，日本的传统优势项目存储、面板、芯片制造等环节，却始终止步不前，成为了电子产业黄金年月中尴尬的旁观者。

获得的与失去的

2023年3月，韩国总统尹锡悦出访日本，宣告自2019年最先的日韩商业战竣事。韩国不少声音以为，尹锡悦已经举白旗投降——由于争端源头是历史遗留问题催生的民族矛盾，但他上台后却对这些问题缄口不谈，更自动对日本示好，无疑是“滑跪”的体现。

然而汤之上隆并不这么以为。他果然示意，制裁正在亲手摧毁日本的氟化氢产业，堪称“历史性的愚策”，由于日本同样高度依赖韩国市场。

事实也是云云，日本财政省统计的出口数据显示，2011年之后，韩国一直是日本氟化氢的*出口国，并占有了总出口量的90%以上。由于氟化氢难以容易替换，一旦相助即是耐久绑定；但反过来说，一旦三星铁了心要搞国产替换，日本氟化氢也会失去最主要的收入泉源。

而这种影响已经最先泛起。2019年之前，日本氟化氢的对韩出口量约莫在每月3000吨左右。今后，日本虽然排除了出口限制，但直到2023年年头，这个数字依旧只有约500吨[15]。

日本氟化氢对韩出口转变

这种“伤敌一千，自损一千二”的征象，反映了整个半导体质料行业的尴尬处境：战略价值大，但战术价值小。

质料虽是芯片生产的必须品，但市场规模“仅有”643亿美元（2021年），相比之下，日本人失去的存储和面板市场，规模都高达1600亿美元和1300亿美元（2021年）。这还没算上曾是日本传统优势项目——被苹果、高通、英伟达等公司占有的消费电子市场。

因此高情商的说法是，几百亿规模的半导体质料，足以影响下游上万亿规模的电子市场；但低情商的说法是，市场规模也就这么大。

这也是日本产业界无法释怀的缘故原由：相比他们失去的存储、面板、芯片制造和消费电子市场，质料领域的霸权着实是太微不足道了。

在《日本电子产业兴衰录》一书中，对于日本政府和企业在科研上的大手笔投入，作者西村吉雄非但不以为自满，反而以为对科研的痴迷导致日本半导体公司错过了90年月电子产业的转型大潮。他提出了一个很有代表性的看法：日本公司很善于研究“怎么做”，却疏于判断“做什么”。

西村吉雄以为，基础科学虽然主要，但日本对此有些过分迷信，把“创新”与“手艺突破”混为一谈。在书中，他通过英特尔的例子来论证，其乐成恰恰不是依赖于科学研究，而是打造了“手艺封锁 尺度开放”的生态，任何开发者都可以基于x86架构与Windows系统开发软件，最终成为了消费电子时代的霸主。

微处置器（CPU）等逻辑半导体的泛起，着实和基础科学的提高无关，更多是受到了市场需求的推动。日本对基础科学的痴迷，最终导致它与一个千亿美金的市场失之交臂。

厥后，汤之上隆又在《失去的制造业》里弥补一个生动鲜活的案例：

被三星打到歇业的尔必达，着实在手艺上远远跨越三星。好比尔必达的512M DRAM的良品率可以到达98%，三星只有83%，但问题是，把制品率从80%提高到95%需要支出伟大的成本。相比三星2005年30%的利润率，尔必达只有3%。

2008年，行业进入下行周期，三星有意扩产进一步压低价钱，尔必达亏到亲妈不认。在歇业的公布会上，CEO坂本幸雄仍然念叨着“尔必达手艺天下*”。

汤之上隆在《失去的制造业》中总结了日本强势产业的几个特点，其中最主要的一点是：日本公司善于在一条长坡厚雪的赛道做延续的创新，而不善于面临频仍的手艺转变。

前者的代表是燃油车、锂电池和半导体质料这类“干中学、学中干”色彩强烈的产业，后者则是他们失去的存储和面板。无论是市场职位、公司营收，照样缔造的利税、岗位与附加值，半导体质料都无法和后者相对比。

尾声

20世纪80年月，西方天下对东亚经济腾飞的解读仍以新自由主义为底色，日本政府颇有微词，豪掷120万美元考察费，约请天下银行专家“客观剖析”日本模式乐成的缘故原由。1993年，世行出书了针对东亚后发经济体的研究讲述《东亚事业》，扭扭捏捏的认可了“政府主导产业升级”的益处。

讲述揭晓一年后，美国经济学家保罗·克鲁格曼(Paul Krugman)在《外交杂志》上泼了一盆冷水，称日本“并非经济事业的典型”，亚洲四小虎更是纸老虎："亚洲的繁荣是高投入缔造的数目增进，而非效率提升，确立于浮沙之上，早晚会破灭 。"

80年月也是日本产业界自我反省的岑岭期，日本人以为，自己不应该知足于将降生于美国手艺产业化，而是应该效仿美国企业设立研究院，在基础科研上青云直上更进一步，在下一次手艺浪潮中拔得头筹。

直到今天，日本企业的科研投入仍保持在全球一线梯队：2019年，日本企业的研发投入占该年度GDP的3.51%，位居全球第三[13]。

阴差阳错的是，在恒久的经济衰退中，日本的优势产业被韩国、中国大陆和台湾区域朋分殆尽，在日本人眼里，产业上游的霸权职位，更像是某种体面的退却。

日本在半导体质料上的霸权依然稳固，但他们加倍在意的是，夏普的龟山屏、东芝的Dynabook和索尼的Walkman，曾一次又一次惊艳过天下。

基础科研与所谓“应用创新”，本质上并无崎岖优劣之分，长周期高投入的科研与商业利益的平衡从来都难以取舍。但归根结底，创新的目的不是为了卡谁的脖子，而是通过提高订价权获得更高的产业附加值，继而通过高收入岗位的缔造与财富再分配，改善更多通俗人的生涯。

参考资料

[1]众议院 2021年06月01日 科学手艺稀奇委员会 #04 汤之上隆（参考人 微细加工研究所所长），Youtube

[2]半导体制造装置と质料、日本のシェアはなぜ高い？～「日本人特有の気质」が生み出す竞争力，汤之上隆

[3]日本の前工程装置のシェアはなぜ低下？～欧米韩より劣る要素とは，汤之上隆

[4] 国产半导体光刻胶野望，半导体行业考察

[5] 电子化学品系列讲述之一：光刻胶国产替换迎来良机，太平洋证券

[6] 光刻胶：半导体产业焦点卡脖子环节，海内厂商蓄势待发，浙商证券

[7]日韩経済戦争の泥沼化、短时代でフッ化水素は取代できない，汤之上隆

[8] Dongjin Semichem localizes EUV photoresist，ET News

[9] 失去的制造业：日本制造业的战败，汤之上隆

[10]韩国宣布国产高纯度氟化氢乐成，日本时隔半年重启出口，快科技

[11] 大国产业链，中金公司研究部

[12] 日本电子产业兴衰录，西村吉雄

[13] 日本企业科技创新情形及相关案例研究，科情智库

[14]日本：被骂出来的诺贝尔奖，天下敏捷度

[15]安倍内阁と経产省が半导体质料产业の一角を破壊した…韩国への输出规制は歴史的愚策，汤之上隆

[16] Chip supplier says China will struggle to develop advanced technology，Financial Times