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日本集成電路產業(yè)的曾經輝煌史

傳感器技術 ? 來源:未知 ? 作者:李倩 ? 2018-09-14 15:00 ? 次閱讀

昨日,瑞薩電子正式宣布收購IDT。根據協議,瑞薩電子將以每股49.00美元的價格,總股權價值約67億美元全現金交易方式收購IDT。瑞薩方面表示,本次收購是嵌入式處理器模擬混合信號半導體兩大行業(yè)領導者的整合,雙方通過各自優(yōu)勢產品能夠優(yōu)化高性能計算電子系統(tǒng)的性能和效率。

這是繼早兩年收購Intersil之后,日本巨頭的又一單重磅交易。但其實回顧過去幾年日本芯片企業(yè)動態(tài),我們可以看到,日本企業(yè)正在通過收購和合作等各種方式,“密謀”尋回他們在芯片產業(yè)的曾經的榮光。在經過一系列的操作之后,他們似乎離其目標也越來越近了。不過在談這個之前,我們先解一下日本集成電路產業(yè)的曾經輝煌史。

曾占全球芯片半壁江山

回顧集成電路產業(yè)的發(fā)展史,日本是唯一一個曾經有能力與美國分庭抗禮的國家。

1990年到2017年的全球不同地區(qū)的IC銷售走勢(source:ICinsights)

根據ICinsights的數據顯示,在1990年,日本IC市場的份額(不包括代工廠)高達49%,遠遠超過第二的美國的。當時的NEC、東芝、日立、松下廠商依賴于產品的技術和價格優(yōu)勢,在全球制造了巨大的影響力。從Gartner的統(tǒng)計中我們可以看到,1990年全球排名前二十的半導體廠商中,有一半廠商是來自日本;如果單統(tǒng)計前十的半導體廠商,更是有六家是來自日本,前兩位分別是來自日本的NEC半導體和東芝半導體,與排名第三的摩托羅拉半導體相比,優(yōu)勢明顯。

1990年全球排名前二十的半導體廠商(source:Gartner)

縱觀日本半導體的發(fā)展,這個成績主要與他們從八十年代開啟一系列的推動計劃有關。

集成電路是由德州儀器工程師杰克·基爾比在上世紀五五六十年代發(fā)明的,并在之后取得了跨越式的發(fā)展,而美國也一直處于全球領先的位置。雖然日本也很早就聚焦在集成電路產業(yè)的研究,但是與美國相比,仍然差距很大。到了上世紀七十年代前期,日本計算機產業(yè)還整體落后美國十年以上,為了尋找超越的機會,日本產學研將目光投向了超大規(guī)模集成電路(VLSI)。

在20世紀70年代,日本政府與NEC、日立、三菱、富士通和東芝五家日本最大的計算機公司,日本通產省的電氣技術實驗室,還有CDL(由日立、三菱和富士通聯合組建)和NTIS(NEC和東芝聯合組建)這兩個研究機構聯手簽訂了VLSI研究協會,計劃投入3.06億美元去鉆研VLSI。經過十年的合作,VLSI研究協會共申請了1000多項專利,其中600多項獲得了專利權。這些技術讓日本在DRAM產業(yè)獲得了世界領先的地位。后來日本在八九十年代打敗美國,成為全球DRAM老大,就是依賴于此時打下的基礎。

從某個角度看,VLSI計劃奠定了日本整個微電子產業(yè)后來發(fā)展的基礎。

但日本方面也看到,雖然通過VLSI項目的實施,提升了整體的技術水平,但是日本企業(yè)仍然需要面對如何進一步提升公司自身在國際市場的競爭力的問題。于是他們選擇了通過進攻半導體掌握核心的方式。以NEC為例,這個日本領頭羊在上世紀八十年代初期的營收只有38億美元,但通過與美國惠普和貝爾等諸多公司合作,發(fā)展半導體技術(僅僅在 1987年合作項目就達到100項),讓他們在短短八年內,將銷售額提升到219億美元。

按照NEC的說法,合作的意圖不是僅僅為了解決某些具體的技術,而是定位于技術的人口,為了獲取進人新領域的技術能力而進行合作。

正是在這些方針的領導下,日本打造了一個巨大的集成電路航空母艦。

美國回擊下的迅速“衰落”

根據國君電子的統(tǒng)計顯示,1970-1985年的15年間,日本電子產業(yè)產值增長5倍,內需增長3倍,出口則增長了11倍之多。在DRAM市場中,日本企業(yè)從20世紀70年代后半期開始快速成長起來,并憑借兼具高質量和成本優(yōu)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(yè)占據。

日本電子產業(yè)產值、內需、出口值(source:國君電子)

1986年,日本企業(yè)在世界DRAM市場所占的份額接近80%。前文也提到,在九十年代初期,日本在全球半導體產業(yè)的巨大號召力。上文的ICinsights統(tǒng)計數據也展現了日本到1990年,芯片的全球占有率依然高企。

作為集成電路發(fā)明者的美國,在日本的步步緊逼之下,他們從上世紀八十年中期就開始了回擊。

資料顯示,1985年,美日就開始就半導體問題進行談判。當時美國向日本的相關負責人表示,要求他們將美國在日本的市場份額提升到20%到30%,并建立價格監(jiān)督機制,終止第三國傾銷。雖然日本人當時極不情愿,但是他們還是接受了這個苛刻的條款。

但到了1987年,美日的貿易逆差進一步拉大,且其半導體產品在日本的份額并沒有提升。為此山姆大叔再次舊事重提,與日本開始了第二次談判。當時的里根政府要求日本必須改善市場準入和停止在第三國傾銷。再加上后面的一系列半導體協議,到了1996年,日本的半導體已經今非昔比。全球半導體龍頭的位置,也在1992年,被美國Intel反超,日本集成電路產業(yè)也從那個時候起開始“一蹶不振”。市場需求的轉變也是造成今日日本集成電路現狀的另一個原因。

從九十年代開始,以PC為代表的新型通信設備的興起,掀起了CPU競爭,日本沒有設計,后來的智能手機時代,手機SoC和基帶等產品,日本也錯失。甚至連最近幾年大紅大紫的DRAM和NAND Flash,日本也被韓國搶了風頭。多方原因造成了日本集成電路現狀。甚至在后面火遍全球的無晶圓設計領域,日本也沒有趕上。

自從張忠謀在上世紀八十年代創(chuàng)立了臺積電后,集成電路產業(yè)從以往的IDM模式進化成Fab和Fabless分立模式,如Marvell ,英偉達高通和MTK等一眾Fabless興起,并創(chuàng)造了不菲的市值。但在日本方面,出了一個MegaChip之外,似乎找不到第二個知名的Fabless。

按照ICinsights的統(tǒng)計數據顯示,2017年,日本在IC市場上的份額(不含晶圓廠)只有7%,曾經領先全球的NEC、日立、三菱和松下已經不再出現在這個榜單之上。按照ICinsights的說法,這主要是以韓國IC供應商在存儲方面的競爭有關。他們認為,由于激烈的競爭,導致日本供應商的數量減少,垂直整合業(yè)務的流失,錯失了為幾個大容量的終端應用提供IC的機會,再加上他們轉向Fab-lite的商業(yè)模式,降低晶圓廠和設備的投資,進一步削弱了其競爭力。

“2017年日本公司僅占半導體行業(yè)總資本支出為5%(比去年的IC市場份額低2個百分點),遠遠低于1990年代表的51%的支出份額”,ICinsights報告里面說。

在這里,我覺得我需要特別強調一下,我說的衰落,僅僅是指日本在集成電路方面,雖然日本現在依然有幾家廠商在全球擁有不錯的地位,但與他們的巔峰相比,這種差距是不言而喻的。另外,由于日本多年在材料、被動元件和設備方面等產業(yè)的研究和積累,他們在硅片和半導體設備領域的地位,也是名列前茅的。但這不在本文的集成電路討論范圍。

合作收購密謀復興?

擁有深厚基礎的日本,對集成電路市場的渴求自然不止于此。近年來,總部位于日本的村田、瑞薩和TDK等一系列廠商的動作頻頻,昭示了日本對復興本土集成電路產業(yè)的決心。

首先看一下村田。

根據村田官方的數據顯示,過去幾年,他們的營收在波動上升中,尤其是在2018財年,得益于MLCC等被動器件的火熱,村田扭轉了前一年的頹態(tài),業(yè)績繼續(xù)上升。

村田過去幾年的營收走勢(按產品劃分)(source:村田官網)

從上圖可以看出,雖然村田近半的營收都是由元器件貢獻,但可以看到,他們在通信模組方面的營收, 也 在逐步攀升,除了他們本身的產品研發(fā)投入外,收購在其這個業(yè)務的營收增長中,占了很大的一部分動能。

回顧過去十年,村田收購了VTI、C&D Technologies、瑞薩電子PA業(yè)務、TOKO、 RF Monolithic、Primatec、Perrgrine和IPDiAS,A等公司。除了進一步補全其被動元器件生產線,村田正在面向未來,拓寬其在多個領域方面的產品線。

村田在2007年到 2016年的營收

我們知道村田在MLCC方面的影響力是巨大的,近年來他們也將MLCC的影響力拓展到汽車領域。除了這塊以外,他們進一步加強其汽車方面的影響力。

2017年3月17日宣布以6200萬美元將美國半導體企業(yè)Arctic Sand Technologies納至麾下。后者是由MIT成立的初創(chuàng)企業(yè),主要產品是高效能功率半導體,主要是依靠高性能電容的搭配來強化電流控制能力。村田作為高性能電容大廠,配合Arctic Sand Technologies的功率半導體,可望制成高效能功率元件,甚至結合雙方的特長,研發(fā)出比現在性能更好的功率模組。為汽車的爆發(fā)做好準備。

來到RF方面,村田在2011年收購了瑞薩電子的功率放大器業(yè)務,2014年又收購了美國無線IC廠商Peregrine,結合他們在濾波器和功率放大器方面的實力,加強他們在RF前端設計方面的能力。

至于更早前收購VTI,加碼投資,擴展MEMS傳感器方面的產品線,也是村田的另一個方向。

來到瑞薩方面,作為全球汽車電子、產業(yè)和通用電子方面等多個應用領域的MCU/SoC的領導者,他們也在繼續(xù)補全。

2016年9月,瑞薩宣布以32億美元收購了美國芯片大廠Intersil,后者作為電源管理/混合信號IC的領導者,在其所在的領域上有很深的積累。而瑞薩方面則在MCU方面有很大的份額。IC Insights的資深分析師Rob Lineback指出,Renesas能因此取得電源管理技術,并擴展在汽車、甚至航天領域的更多業(yè)務,特別是在日本以外市場。

在昨日宣布收購IDT之后,瑞薩方面表示,后者在模擬混合信號產品,包括傳感器、高性能互聯、射頻和光纖以及無線電源,與瑞薩電子MCU(微控制器)、SoC(片上系統(tǒng))和電源管理IC相結合,為客戶提供綜合全面的解決方案,滿足從物聯網到大數據處理日益增長的信息處理需求;IDT的內存互聯和專用電源管理產品有利于瑞薩電子在不斷發(fā)展的數據經濟領域實現業(yè)務增長,并加強其在產業(yè)和汽車市場的影響力。

更早之前,也有傳出瑞薩收購Maxim的流言,但這個被雙方否認了。從瑞薩電子的頻頻動作,我們可以看到日本廠商的迫切。

來到TDK,同樣作為日本原器件市場一個舉足輕重的企業(yè),他們也在加緊布局。

TDK過去幾年的營收數據(source:TDK官網)

一方面,TDK通過收購InvenSense、ICsense 和Chirp Microsystems,壯大傳感器陣容。其中是一家在2003年成立的新創(chuàng)公司,是加速度計、陀螺儀、電子羅盤及麥克風等MEMS傳感器市場領導企業(yè),具有擴展性非常好的CMOS/MEMS平臺,并且曾是蘋果(Apple)的主要供應商之一。在被TDK收購后,依賴于其CMOS/MEMS平臺技術本身,他們將能合作開拓無人機VR/AR以及智能駕駛汽車等領域的市場;

專攻ASIC開發(fā)與供應,以及客制化IC設計服務ICsense總部則位于比利時魯汶,公司擁有歐洲規(guī)模最大的無晶圓廠(Fab-independent)設計團隊,核心專業(yè)能力包括傳感器與MEMS介接(Interfacing)、高壓IC設計、電源與電池管理等,為汽車、醫(yī)療、工業(yè)與消費性市場研發(fā)并提供客制化的ASIC解決方案,這會是TDK業(yè)務的一個很好的補充;

Chirp Microsystems則是高性能超聲波3D傳感器解決方案的提供者,他們的產品相比現有技術尺寸更小、功耗更低。能為AR/VR(增強現實、虛擬現實),以及智能手機、汽車、工業(yè)機械以及其它ICT(信息和通信技術)等市場提供廣泛的應用。

另外,TDK還和高通合作成立RF360,布局RF前端市場。

從上文我們可以看到,以以上廠商為代表的日本廠商正在為汽車電子、物聯網、傳感器和5G等技術和市場蓄勢。而我們知道,在經歷了PC時代、智能手機時代之后,以上領域正成為全球半導體廠商關注的重點。其他無論是高通企圖收購NXP、NXP收購飛思卡爾,還是英飛凌收購IR,軟銀收購Arm,都是瞄準這些目標而來。而日本集成電路產業(yè)正在為了他們的目標在加倍努力。

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原文標題:密謀復興的日本芯片產業(yè)

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