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日本新兴技术领域的产业优势

作者:冯昭奎   来源:理论导报2018年12期   时间:2019-01-25

  随着日本半导体产业日益赶超美国,20世纪七八十年代爆发了日美半导体摩擦,异常激烈且旷日持久,被称为“半导体战争”。日美“半导体战争”后,日本半导体产业的实力遭到严重削弱。进入21世纪,面对半导体产业结构的巨大变化和半导体产品市场的深刻调整,日本顺势而为,推动产业结构改革,开拓新兴技术领域,大力培育半导体产业发展新优势。

  通过多年的产业结构性改革,加上既有的技术积累,日本半导体产业借力人工智能技术,正在多个领域夺取世界领先优势,并在半导体材料领域长期保有竞争优势。

1. 用于自动驾驶系统和自动驾驶汽车的芯片

  自动驾驶汽车可理解为一个逐步升级直至实现完全无须人类驾驶员干预的“无人汽车”的“过程”,是一种依靠雷达、激光、全球定位系统、测距仪和计算机视觉来感知和检测周围环境,逐级减少人力操作直到“零操作”的机动车辆。日本是汽车产量仅次于中国的全球第二大汽车生产国 (2017年) ,日本半导体企业预计自动驾驶汽车是下一个可望引领半导体产业发展的新兴应用领域。

  从瑞萨、东芝、索尼、索喜等企业的动向可以看出,自2015年日本半导体产业非常关注汽车产业对芯片的需求,以期维持未来增长。预计在21世纪20年代,自动驾驶系统乃至自动驾驶汽车的发展和普及将引发对“汽车芯片”的旺盛需求,而在MCU、CMOS传感器等“汽车芯片”技术领域日益确立优势地位的瑞萨等日本半导体企业或有可能大展身手。

2. 物联网相关芯片

  2015年,全球物联网 (IoT) 市场规模已达5982亿美元,有预测表明,到2023年全球物联网市场将进一步达到7242亿美元,即2016—2023年的复合年增长为13.2%。进一步而言,2025年将有750亿个设备与物联网连接,制造产品的工厂、供应链的所有领域乃至带有传感器的洗碗机都将是物联网的增长点。如前所述,物联网相关芯片可能是今后5—10年增长最快的芯片之一,其中单芯片MCU、集成MCU、无线的单芯系统级芯片 (SOC) 等是长年致力于开发系统级芯片的日本半导体企业所擅长的技术领域,物联网可望成为又一个牵引日本半导体产业发展的动力,日本可能成为比较理想的物联网芯片生产基地。

3. 机器人芯片

  机器人需用IC芯片来收集和处理信息,控制电机和执行器,以及与其他系统联网等。随着全球机器人销量增加,加上每台机器人使用芯片数量的增加和对更先进芯片的需求增长,机器人市场有望产生显著的芯片需求。日本有专家认为,“机器人产业不仅是日本发展战略的关键支柱,也是可望引领日本半导体产业增长的关键应用领域”。日本开发机器人芯片的一大优势在于,其半导体企业可以从早期开发阶段就与最先进的机器人企业合作,共同开发最先进的机器人芯片。早在20世纪80年代,日本即被称为“机器人王国”,至今在全球机器人及其关键零部件领域仍占领先地位,机器人已成为日本的一大出口工业产品。2015年,安川电机、发那科、川崎重工、不二越等日本机器人企业的销售量占全球工业机器人销售量的比例高达54.5%,在高精密减速器、力传感器等产品市场上的占比更高达90%。而且,近年来,随着日本大力开展“机器人革命”,其国内市场对服务机器人的需求增长将大大超过工业机器人。领先的生产技术和广阔的消费需求,将从供给和需求两方面推动日本的半导体产业更快发展。

4. 半导体材料技术

  各行各业的技术发展都立足于材料,特别是基础性材料。材料技术的特点在于,它不是靠“砸钱”就能很快发展起来的,需要经过漫长年月的反复研究与炼制,半导体产业所需的重要材料更是如此。截至目前,在14种半导体重要材料方面,日本均占有50%甚至更多的份额,是全球最大的半导体材料出口国,特别是在硅晶圆领域占有绝对优势。硅晶圆是制造各种芯片的基础,是技术门槛极高的尖端高科技产品,全球只有十数家企业能制造。全球前五大硅晶圆供货商分别是日本信越半导体(市场占有率27%,其单晶硅可达到纯度99.999999999%、即所谓“11个9”的水平,制造技术远超其他企业)、日本胜高科技(26%)、台湾环球晶圆(17%)、德国Silitronic(13%)、韩国LG(9%),这意味着日本制的硅晶圆占全球市场的一半以上(53%),尤其是这两家日本企业生产的200—300毫米的大尺寸硅片,占全球市场的70%以上。

  综上可见,经过20世纪八九十年代的日美半导体战争,日本半导体产业(包括设备和材料产业)没有被击垮,也没有中断其坚持赶超美国的努力。经过多年来的大规模产业结构改革,日本半导体产业不断摸索“新兴应用领域”, 另辟蹊径,弯道超车,展开了新一轮技术创新的进程。

  来源:人民网,原标题《日本半导体产业缘何能超越美国?》有删节;

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