《電子技術(shù)應(yīng)用》
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從東亞半導(dǎo)體學(xué)到的一些教訓(xùn)

2021-10-29
來源:半導(dǎo)體行業(yè)觀察
關(guān)鍵詞: 半導(dǎo)體

  計算機、汽車、人工智能、量子計算、網(wǎng)絡(luò)安全和其他應(yīng)用至關(guān)重要。無法獲得半導(dǎo)體的經(jīng)濟將陷 半導(dǎo)體對于智能手機、入停滯。因為半導(dǎo)體制造集中在東亞。為此在 COVID-19 大流行期間,許多國家在獲得半導(dǎo)體方面遇到了困難,他們現(xiàn)在希望將生產(chǎn)遷至離本國更近的地方。

  亞洲是如何在這一領(lǐng)域獲得比較優(yōu)勢的?尋求促進國內(nèi)半導(dǎo)體制造的國家是否有經(jīng)驗教訓(xùn)?

  保護主義與日韓半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)

  John Bardeen 和 Walter Brattain 于 1947 年在新澤西發(fā)明了晶體管。Tadashi Sasaki 當(dāng)時在新澤西,與斯坦福大學(xué)教授 Karl Spangenberg 一起研究晶體管的前身。Sasaki 設(shè)想在集成電路中添加晶體管,為他的公司夏普生產(chǎn)袖珍計算器。他的工程師在大阪大學(xué)學(xué)習(xí)計算器技術(shù)。Sasaki 尋求互補金屬氧化物半導(dǎo)體 (CMOS) 芯片以節(jié)省電力。日本公司拒絕供應(yīng)這些產(chǎn)品,所以佐佐木說服美國公司 Autonetics 生產(chǎn)它們。Autonetics 擁有利潤豐厚的軍事合同,而為計算器制造芯片的利潤率很低。Sasaki 告訴 Autonetics,他們將邊做邊學(xué),賺取更多利潤。

  然后,夏普和其他日本公司生產(chǎn)了數(shù)百萬臺帶有美國微芯片的計算器。以前拒絕供應(yīng)夏普的日本半導(dǎo)體公司開始抱怨。之后,日本政府禁止日本公司購買美國芯片。Autonetics 在被承諾從學(xué)習(xí)曲線中受益后,不再能夠為夏普或其他日本公司生產(chǎn)。

  日本公司隨后掌握了在美國開發(fā)的CMOS技術(shù)。許多美國公司錯過了 CMOS 在消費品方面的優(yōu)勢,并為軍事應(yīng)用制造了 PMOS(positive-MOS)和 NMOS(negative-MOS)芯片。當(dāng) CMOS 節(jié)省功耗和促進小型化的潛力變得明顯時,日本公司處于領(lǐng)先地位。1980 年四家領(lǐng)先的半導(dǎo)體公司中有三家是美國的,而 1990 年前四家半導(dǎo)體公司中的三家是日本公司。,日本公司在動態(tài)隨機存取存儲器 (DRAM) 市場上的份額從 1978 年的不到 30% 增加到 1986 年的 75% 以上。

  美國公司通過要求保護主義來回應(yīng)日本的巨頭。他們抱怨日本政府將 Autonetics 等美國公司排除在日本市場之外。美國原告對日本提起反傾銷和301條款。1986年美國和日本達成協(xié)議,暗示日本半導(dǎo)體市場20%將流向美國公司,日本公司將提高價格并限制出口。通過政府法令確定市場份額代表了美國貿(mào)易政策的巨變。

  美日半導(dǎo)體協(xié)議專注于DRAM,為韓國提供了機會。韓國面臨來自北方入侵的危險,并優(yōu)先發(fā)展經(jīng)濟來應(yīng)對這一威脅。政府將銀行貸款分配給企業(yè)以進行出口,并且只繼續(xù)向成功的出口商提供貸款。Pecht等人觀察到,認識到發(fā)展勢在必行的韓國工人勤奮和愛國。

  1980 年代,三星董事長 Byung-Chull Lee 將 DRAM 芯片確定為有前途的出口行業(yè)。由于政府貸款擔(dān)保,三星可以滿足半導(dǎo)體制造的大量投資要求。1983年三星從美國獲得DRAM技術(shù),三星的工程師日夜研究該技術(shù)。隨著三星實力的增強,日本公司不得不以更高的價格和有限的數(shù)量進行銷售。三星可以以這些更高的價格不受限制地銷售。它將這些收入用于研發(fā)和資本形成。到 1990 年代初,三星成為領(lǐng)先的 DRAM 生產(chǎn)商,并在 2021 年保持如此。

  臺灣及馬來西亞半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)

  雖然韓國在制造 DRAM 等存儲芯片方面占主導(dǎo)地位,但臺灣在生產(chǎn)中央處理單元和圖形處理單元等邏輯芯片方面處于領(lǐng)先地位。臺灣的通貨膨脹率也在 1973 年升至 22.9%,1974 年升至 40.6%,臺灣在 1974 年失去了日本資本貨物的渠道。面對多重危機,臺灣為了生存,優(yōu)先發(fā)展經(jīng)濟。許多華僑表示愿意無償幫助臺灣。例如,著名的David Sarnoff Laboratories負責(zé)人潘文元主持了一個由領(lǐng)先的海外華人研究人員組成的技術(shù)咨詢委員會(Technical Advisory Committee :TAC)。

  TAC 建議臺灣發(fā)展半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。臺灣成立了工業(yè)技術(shù)研究所(ITRI)來監(jiān)督其開發(fā)并從 RCA 購買半導(dǎo)體技術(shù)。工研院招聘了 40 名工程師,其中一些擁有美國博士學(xué)位,他們努力研究這項技術(shù)。工研院于 1979 年分拆出聯(lián)合微電子公司,并于 1987 年分拆臺積電 (TSMC)。臺積電不設(shè)計集成電路,而是根據(jù)客戶的規(guī)格制造集成電路。它現(xiàn)在是世界第三大半導(dǎo)體公司。許多相關(guān)企業(yè)在臺灣涌現(xiàn)。

  亞洲經(jīng)濟體還有另一個優(yōu)勢。半導(dǎo)體行業(yè)需要在研發(fā)和資本形成方面進行大量持續(xù)的投資。東亞經(jīng)濟體具有較高的私人儲蓄率和嚴(yán)格的財政政策。高國民儲蓄促進了投資,使芯片制造商保持競爭力。

  受到韓國和臺灣成功的影響,馬來西亞也利用產(chǎn)業(yè)政策來追求尖端的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。然而,與韓國和臺灣不同,馬來西亞沒有面臨生存威脅。為了與 ITRI 平行,馬來西亞于 1985 年成立了馬來西亞微電子系統(tǒng)研究所 (MIMOS)。MIMOS 于 2000 年從半導(dǎo)體公司 Silterra 分拆出來。然而,正如報道所說,馬來西亞沒有選擇最合格的候選人來領(lǐng)導(dǎo) Silterra 和其他機構(gòu)。政府的平權(quán)行動倡議有利于土著公民),而不是印度裔或華裔馬來西亞人。Rasiah 指出,馬來西亞沒有選擇德國公司奇夢達的董事總經(jīng)理 Loh Kin Wah 來領(lǐng)導(dǎo) Silterra。政府還拒絕向非土著領(lǐng)導(dǎo)的有活力的電子公司提供補助,并繼續(xù)支持本土公司,即使它們的表現(xiàn)不佳。馬來西亞對再分配的強調(diào)造成了尋租損失。其半導(dǎo)體行業(yè)從未發(fā)展到更高附加值的活動,如設(shè)計、研發(fā)和制造。

  政策教訓(xùn)

  對于尋求培育國內(nèi)半導(dǎo)體制造業(yè)的國家來說,東亞的經(jīng)驗有一些政策教訓(xùn)。

  首先,政府的慷慨比面對競爭更重要。雖然美國研究人員發(fā)明了晶體管、CMOS 芯片、LCD 顯示器和其他突破性技術(shù),但亞洲公司經(jīng)常從中獲利。美國電子公司受到國防合同的困擾,缺乏將新技術(shù)轉(zhuǎn)化為適銷對路的產(chǎn)品的動力。亞洲公司在苛刻的消費市場中競爭,必須謹(jǐn)慎選擇技術(shù)并使用它們來生產(chǎn)理想的產(chǎn)品;

  其次,企業(yè)家是必不可少的。Sasaki 使用 CMOS 集成電路使計算器小型化的愿景導(dǎo)致數(shù)以百萬計的計算器被售出。Byung-Chull Lee 認為 DRAM 芯片很有前途。三星隨后在存儲芯片方面的成功為其 2021 年市值超過 10 萬億美元做出了貢獻;

  第三,當(dāng)政體聯(lián)合起來應(yīng)對威脅時,產(chǎn)業(yè)政策會發(fā)揮更好的作用。專家指出,當(dāng)一個國家的生存處于危險之中時,代理人為了共同利益而共同工作的單一行動者模型可以解釋結(jié)果。另一方面,壓力集團以犧牲他人為代價追求租金的利益集團模型更能解釋和平時期的民主成果。韓國和臺灣的政府官員、企業(yè)家、工人和其他人將經(jīng)濟發(fā)展視為生存的關(guān)鍵,并聯(lián)合起來實現(xiàn)它。然而,馬來西亞缺乏生存威脅,專注于重新分配。在馬來西亞,產(chǎn)業(yè)政策導(dǎo)致尋租浪費,并沒有提高效率;

  第四,教育和技術(shù)轉(zhuǎn)讓至關(guān)重要。亞洲投資于教育。Sasaki 受過良好訓(xùn)練,很快就意識到他的公司應(yīng)該投資的技術(shù)。韓國和臺灣的工程師有能力并吸收了美國公司的技術(shù)。受過良好教育的勞動力能夠更好地吸收國外的專業(yè)知識;

  第五,保護主義可能適得其反。日本拒絕讓像 Autonetics 這樣的公司繼續(xù)向日本銷售半導(dǎo)體,以及美國對日本芯片公司的行動最終削弱了兩國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè);

  第六,高國民儲蓄率促進了保持領(lǐng)先地位所需的大量投資。擁有巨額預(yù)算赤字的國家可能會擠出必要的投資;

  第七,利用激勵措施很重要。專家指出,韓國停止向未能出口的公司提供貸款。另一方面,馬來西亞繼續(xù)支持表現(xiàn)不佳的土著公司;

  正如Eric Schmidt)所觀察到的那樣,尋求加強其技術(shù)部門的國家不太可能通過在問題上投入資金而取得成功。相反,他們應(yīng)該調(diào)整激勵措施,鼓勵企業(yè)家,教育他們的勞動力,并明智地采用產(chǎn)業(yè)政策。




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