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日本垄断半导体材料真相:其实是日本心中永远的痛

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文字/魔术铁

魔铁世界(ID: jiangpeiyu0916)

继最近三星李在军访问日本以解决关键半导体材料问题后,媒体报道称韩国另一家主要半导体存储芯片制造商海力士不能坐以待毙,其首席执行官李希希周日(七月)。 21日,我还飞往日本与日本合作伙伴讨论如何解决供应减少的问题。

a02b-iaqfzyv1203471.jpg Hynix CEO李希希

韩国两大半导体工厂的老板被迫出面抗击火灾。强大的韩国半导体产业似乎已成为日本锁定工作面前的纸老虎,媒体如此渴望称之为日本。

但是,如果你找到根本原因,你会发现被认为是业内优秀学生的日本半导体材料(包括设备)公司实际上是日本的痛苦。他们的卓越远没有我们想象的那么耀眼。

1. Chip Battle Heritage

1955年,索尼创始人Akio Morita和Ishii花了2,500美元从AT& T的贝尔实验室购买半导体无线电。日本的半导体产业就是从这个开始的。

从20世纪70年代到80年代,日本半导体产业迎来了繁荣时期,半导体存储,尤其是DRAM(计算机存储器),成为日本的第一个产业,并且美国的前霸主被拉低了。 1986年,日本半导体芯片占全球市场份额的40%,而DRAM领域中最高的占80%。

那时,英特尔的主要业务是从DRAM转向CPU,而CPU尚未成为业界的领先产品。因此,全球半导体芯片生产的重点逐渐偏向日本的硅岛(九州岛)。

与CPU相比,DRAM的结构简单得多,入门门槛不高,成为一种制造业。在日本几乎有实力的公司正在涌入DRAM市场。在日本半导体产业发展的高峰期,既有NEC这样的老式半导体制造商,也有像家用电器松下这样的新人,以及新的日本制铁,这是一个炼钢厂。公司。

更新引人注目的是新的新日铁,主要业务是傻黑钢和半导体与半成品没有关系,但也分享一块蛋糕,不仅要抓住DRAM蛋糕,甚至半导体材料不放手,毫不犹豫公司进入硅片业务。在2003年失败后,它于2009年进入碳化硅晶圆领域。预计它将在功率半导体衬底材料领域发挥重要作用,同时也非常雄心勃勃。其董事长狮山照明将其置于媒体上。为了成为美国第二家Cree公司。谁是克里?在碳化硅晶圆市场,羊业的领导者,狮山照明的意义自然是,不能成为行业的佼佼者,做行业的第二个孩子。

总之,随着日本半导体芯片铺设全球地位,日本半导体材料和设备的配套也成为强大的力量。

除了半导体芯片外,还有传统的日本制造业。电子计算器,家用电器,照相机,汽车,手机(功能机),显示器等行业纷纷涌现。几乎每一个人都在相应的美国工业中捣毁了它们。可以说,在半导体芯片的领导下,整个日本制造业已经起飞。

日本的半导体芯片完美地诠释了“一个人得到这个词,鸡狗上天堂”意味着什么。

然而,随着20世纪80年代中期爆发的日美贸易摩擦以及韩国和台湾夺取的机遇,日本半导体芯片迅速从坏到坏,基本消失。在今天的半导体产业中,只有美国,韩国,台湾和中国。

坦率地说,今天日本的半导体材料和半导体设备产业实际上是战后日美芯片的遗产,但其影响力已不再相同。

2.垄断,不像想象的那么强大

今天,互联网上有很多文章赞扬日本在半导体行业的垄断地位。特别是日本对韩国三星和海力士的牺牲已经扼杀了韩国半导体产业,并认为韩国半导体产业是纸老虎。来自日本。

真实情况是什么?

韩国是半导体芯片(主要是DRAM和NANDA等半导体存储器),半导体显示器(OLED显示器)和芯片代工厂的全球领导者。这对每个人来说都是显而易见的,这里不再讨论。

这里只提到日本。

随着美国贝恩资本收购东芝资本,日本基本上可以说它在半导体芯片领域失败了(CPU芯片制造和设计是由美国控制的),即使支持半导体材料和设备制造业远未达到预期的整体领先优势。

在半导体器件中,有八个类别,销售额最高,从高到低:曝光设备(代表性地用于光刻),干蚀刻设备,清洁和干燥,晶片检查,PCVD,溅射设备。胶水显影机和CMP装置。

其中,日本拥有占主导地位的垄断地位,包括清洗,干燥设备和胶水固化机。

然而,在整个半导体设备工业中,清洁,干燥设备和胶固化机的市场空间并不大,三者的总和仅相当于曝光设备的市场容量。

最大的市场容量是曝光设备,在这个阶段,第一个主角是荷兰的ASML(Asma),其市场份额仅超过80%。佳能和尼康是远离舞台中心的配角。在吃饭阶段,ASML在桌子上吃了肉,尼康和佳能吃了从桌子底下的ASML嘴里掉下来的肉末。

市场容量仅次于曝光设备。它是一种干蚀刻设备。市场霸主是美国泛仁研发和AMAT。很难看到日本制造商的影子。

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在20世纪80年代初,日本九州岛的半导体芯片产量占日本份额的40%。然而,随着日本在芯片产业的退却,被称为“硅岛”的九州岛的地位也在下降。 2005年,共有650家半导体公司在九州生产,7年后仅下降到209家。

所述半导体设备,其次是半导体材料。

有许多种半导体材料可以用日本人手工油炸,用高纯度的氟化氢,光致抗蚀剂和氟化聚酰胺。至于其他半导体材料,日本需要坐在美国,欧洲和韩国,并吃水果。

简单地说,日本在半导体设备和材料市场上表现不错,只有少数几棵树,而不是整个森林。

此外,经过认真研究,日本公司在这些利基市场的垄断地位充满了苦涩,这是日本半导体公司在节日崩溃后的剩余资产,而不是积极进攻占领的领土。换句话说,外人眼中的优秀学生实际上是日本人的心痛。

3,日本工匠精神不小的缺陷

唐尚龙在日本半导体行业从事技术研发已有16年。他于1987年参与日本半导体行业。他曾在日立半导体部门和内存巨头Elpida工作,并在1990年左右目睹了日本半导体芯片。行业崩溃,支持半导体设备和材料也从高峰期落下。

他称这种现象为“普遍退化”。

在唐尚龙看来,本世纪初爆发的光刻机之战,尼康在ASML中的惨败可能会让人一瞥日本工艺的局限性。

2004年之前,尼康占据了光刻机市场50%以上的市场份额,并被誉为“设备行业之王”,但在选择关键技术路线时出现了错误:“干式平版印刷术”是“沉浸式“当光刻技术没有成本和技术优势时,尼康仍然拒绝台积电的要求,并继续采用”干式光刻技术“。

虽然它也与Asma同时发布了新产品,但尼康的产品使用成本比Asma更高,因此台积电,三星和英特尔都成为了Asma的客户。光刻机最初是一个利基市场。在数量有限的大客户拒绝之后,尼康从光刻机的宝座上掉了下来,而阿斯玛占据了占据80%市场的垄断地位。

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半导体光刻机被称为“历史上最复杂的机器”,尼康半导体光刻机“NSR-1505G2A”被列入日本国家科学博物馆的重要科技历史数据。可以看出,光刻机曾经在日本半导体工业中。在重要的位置。照片/尼康博物馆

唐尚龙认为,Asma对尼康的失败不仅依赖于技术路线,而且还依赖于模块化和标准化的外包模式,以使光刻机的生产保持在非常小的误差范围内,并且每台机器的误差范围是相同的和尼康(包括佳能)产品的每个单元的误差范围不同。因此,无论吞吐量(每小时处理的晶圆数量)或利用率(实际输出与可能输出的比率)如何,Asma的设备都高于日本设备。

作为代工公司的三星和台积电这些崭露头角的公司对光刻机的要求与NEC和日立等传统芯片制造商不同。他们非常重视光刻机的吞吐量和利用率,因此阿斯玛的产品更显胃口,双方很快就一拍即合。阿斯玛还介绍了台积电,三星,英特尔等客户分享股份,并加强与股权的合作关系。这种创新的营销方式是日本半导体设备制造商的幻想。这是不可想象的。

唐尚龙认为,日本企业太容易坚持规则,不知道如何改变,因为所谓的技术往往使得工艺非常复杂,推高了产品的成本,很容易被淘汰什么时候更换技术。

这是日本手工艺的限制。

4.日本半导体的竞争力在哪里?

日本手工艺的精髓在于善于创新。简而言之,它是建立在他人的肩膀上,并进行精细和持久的技术创新。从晶体管,DRAM芯片,液晶显示器到晶圆等,所有这些都完成了发明,从硅谷0到1,然后在日本从2到3,技术改进和精细制造,从而大 - 规模商业化。

最明显的例子是2000年芯片中的布线材料从铝转换为铜。那时,三年前小发猫实验室成功开发了铜互连技术。全球半导体公司已经开始批量生产过程试验,包括台积电。为了取得成功,一些手机芯片设计公司已经崩溃。最后,富士通和NEC等日本芯片制造商率先推出,他们是第一个掌握铜线生产工艺的公司。

但现在富士通,NEC和其他芯片企业都有很高的上限,台积电已经成长为该行业的加州巨头。

为什么会有如此令人痛心的结局呢?关键在于日本公司在DRAM领域以先进的制造和质量打败了硅谷。他们对“日本技术水平”的世界充满自信,这使得富士通和NEC只知道如何在先进的制造工艺中取得进步。尽管外部市场发生了变化,但结果却是严重损失。不仅台积电的订单将全部偿还,而晶圆代工厂将出售给台积电。

相比之下,台积电虽然最初的制造工艺不如日本制造商,但它已经聚集了芯片IP供应商(ARM),芯片设计公司,芯片设计工具供应商,物流系统等元素,创造了一个有利于生态系统的生态系统。业务,使台积电保持近30%的净利润率可以完全抵消日本竞争对手的技术优势,逐步获得竞争优势。

可以说,日本半导体产业已成为工匠,最终失去了工匠精神。

日本的工艺精神源于传统制造业,注重个人经验的积累和沉淀,在精细复杂的过程基础上提高生产质量。因此,如果行业中的技术更新并且竞争并不可怕,那么日本将保持强大和竞争力,这就是为什么日本在汽车和半导体材料领域仍然表现良好的原因。

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在20世纪80年代,一位法国女性正在听SONY Walkman。随着日本半导体芯片的蓬勃发展,日本消费电子产品也征服了全球市场。图片/视觉中国。

以日本的高纯度氟化氢,光致抗蚀剂和氟化聚酰胺为例,很难从相反的材料分析制造技术,提高竞争门槛。同时,这些材料的制造不仅需要精细的工艺和操作程序,还需要大量的时间来解决这一问题,这正是日本的优势区。在这三种材料中,用于制造高性能半导体的高纯度氟化氢需要将杂质浓度控制在小于万亿分之一,并且其中的杂质砷仅通过温度分离难以除去,并且特殊的方法是需要。至于方法的特殊性和难度,日本人有时间和耐心思考并逐渐减少杂质浓度。

让日本人变得更好的是半导体芯片由摩尔定律驱动了两年。这种节奏太快,日本人无法接受,半导体材料自晶体管发明以来没有改变,所以不要担心我不知道对手从颠覆性创新中出现了什么,日本人可以努力工作以改善制造过程。

然而,清洁和干燥设备,胶水显影机和CMP是设备领域之一。为什么日本有优势?答案是这些设备必须表现良好,并且需要与所用的液体材料完全集成,例如清洗液体,灌浆等。有时甚至液体材料和设备需要为每个工厂专门定制,这很困难标准化和模块化。它也恰好使日本公司更容易自由发挥。

5,卡韩国脖子,不怕把石头移到自己的脚上?

总的来说,日本目前在半导体材料和设备方面的竞争优势是全球半导体行业适者生存的结果。日本的优势早已消失,它也是日本整体企业文化(工匠精神)和市场一体化的产物。经过多年的磨砺,日本仍将长期在这些领域保持优势。

但是产业链的游戏规则是,无论你有多重要,只要你能被人取代,你就有可能被淘汰出局。在上个世纪末的记忆战中,美国人来到韩国取代日本的重组产业链。导致日本在内存市场上的惨败。

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因此,当日本人被关闭到韩国时,韩国的本能反应是建立自己的半导体材料供应系统,并计划每年投资1万亿韩元(约合58.8亿元人民币)以促进半导体材料的研发。组件和设备。三星还公开表示,有必要在韩国建立一个高纯度的氟化氢工厂,以实现关键原材料的可控性。

精明的日本人是自己携带自己的脚吗?当然,日本人不会那么愚蠢。当他们向韩国投掷国王炸弹时,他们已经看到了中国巨大的市场需求。目前,中国半导体芯片的国产化率不到20%。每年进口芯片超过原油,中国半导体芯片国产化率的提高已成为国家战略。由此产生的市场远远超过韩国。这就是日本不怕冒犯韩国的原因。

因此,你必须欣赏日本人的精明。

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