DRAM芯片战争——输赢千亿美元的生死搏杀（上）

导读：2017年1月，紫光集团宣布投资300亿美元(约2000亿人民币)，在江苏南京投资建设半导体存储基地，疯狂吧！但认真研究过去半个世纪世界DRAM产业的发展史，就会让人看清一件事情——拿钱砸死对手，少砸一点自己就会死!不相信的往下看!

DRAM存储芯片战争

这张照片展示了一堆古董内存。从上到下是：采用三星颗粒的两根32M 72针DRAM内存，韩国生产。中间是新加坡NCP的256M PC133 SDRAM内存。最下面是采用英飞凌颗粒的64M PC133 SDRAM内存，葡萄牙生产。其中NCP是新加坡赫克松(Hexon)集团的内存品牌。赫克松成立于1989年，是德国英飞凌和日本尔必达的亚太区总代理，因此采购两家的DRAM颗粒，到新加坡组装成内存条，然后销售到中国大陆，靠价格低廉取胜。不过时至今日，德国英飞凌(奇梦达)和日本尔必达，都已经破产倒闭。只剩下了韩国三星独霸江湖。

对于今天的消费者来说，电脑内存只是些绿色的小条条，售价不过几百元。然而这些小玩意，却走过了长达120年的复杂演进历史。从百年前的穿孔纸卡、磁鼓、磁芯到半导体晶体管DRAM内存。人们已经很难想象，一个电冰箱大小的计算机存储器，只能存储几K数据，售价却高达几万美元。在中国市场，1994年的时候，一根4M内存售价1400元，相当于两个月工资。1999年台湾921大地震，在北京中关村，一根64M SDRAM内存条，价格可以在几天内，从500元暴涨到1600元。

自1970年，美国英特尔的半导体晶体管DRAM内存上市以来，已经过去47年。DRAM内存芯片市场，累计创造了超过1万亿美元产值($1000,000,000,000美元)。企业间掺杂着你死我活的生死搏杀。

美国、日本、德国、韩国、中国台湾的选手，怀揣巨额筹码，高高兴兴地走进来，却在输光光之后黯然离场。无数名震世界的产业巨头轰然倒地。就连开创DRAM产业的三大元老——英特尔、德州仪器和IBM，也分别在1986年、1998年和1999年，凄惨地退出了DRAM市场。目前，只有韩国三星和海力士，占据绝对垄断地位，在DRAM市场呼风唤雨，赚得盆满钵满。

从美国到韩国，这个巨大的转变，背后隐藏着半个世纪以来，那些不为人知的经济战争，足以载入经济学教科书。把欧美和中国，那些冒牌经济学家，极力鼓吹的“自由市场经济”论调，彻底扫进垃圾堆。

——这是一场真正的经济战争，国与国之间的生死较量，惨烈程度远超液晶战争。

1949年，美国哈佛大学实验室的王安博士，发明磁芯存储器。这种古老的存储器一直使用到1970年代。直至被英特尔批量生产的DRAM内存淘汰。

不怕死的都冲进来

在叙述这场经济战争前，我们先从总体上，了解一下DRAM内存产业的脉络和现状。

电脑存储器的发明者，几乎都来自计算机巨头——美国IBM公司。IBM的历史最早可追溯到1890年代。美国统计学家霍列瑞斯(Hollerith Machin)研制了穿孔制表机，采用在卡纸上打孔的方式，记录统计数据。1890年，美国进行第12次人口普查时，便大量采用这种机器。直到1930年代，IBM每年仍要销售上千万张穿孔纸卡。

1932年，IBM公司的奥地利裔工程师古斯塔夫·陶斯切克(Gustav Tauschek)，发明了第一种被广泛使用的计算机存储器，称为“磁鼓存储器”。直到1950年代，磁鼓依然是大型计算机的主要存储方式。1956年，IBM公司购买了中国人王安博士(上海人)，拥有的“磁芯存储器”专利。磁芯存储一直使用至1970年代。1966年，IBM公司的研究人员，罗伯特·登纳德博士，发明了半导体晶体管DRAM内存，并在1968年获得专利。

然后，1970年美国英特尔，依靠批量生产DRAM大获成功，逼死了磁芯存储器。1976年日本厂商进攻DRAM市场后，差点将英特尔逼死。1985年美国发动经济战争，扶植韩国厂商进攻DRAM产业，又将日本厂商逼死。1997年美国发动亚洲金融风暴，差点将韩国厂商逼死。

美国控制韩国经济后，韩国厂商又借着DRAM市场的暴利翻身崛起。此时不怕死的台湾人冲进DRAM市场，投入500亿美元却亏得血本无归。2007年全球经济危机，逼死了德国厂商，并将台湾DRAM厂商打翻在地，狠踩两脚。2017年，不怕死的中国大陆厂商冲了进来，准备投资660亿美元，进攻DRAM市场。

有人说，中国人疯了。

我说没疯，因为中国——做为世界第一大电子产品制造国，居然90%以上的内存靠进口，剩下那部分，居然连国产的产量，都控制在韩国企业手里。

2015年，韩国三星电子投资136亿美元(15.6万亿韩元)，在韩国京畿道平泽市，建设12寸晶圆DRAM厂(Fab18)。该项目占地2.89平方公里，总产能预计将达到每月45万片晶圆，其中3D NAND闪存芯片将占据一半以上。主要生产第四代64层堆叠3D NAND闪存芯片。2017年7月4日三星宣布该厂投产。

行业高度垄断

我们来看看市场情况，就知道中国为什么非要进攻DRAM市场了。半导体存储器主要应用于台式电脑、笔记本电脑、手机、平板电脑、固态硬盘、闪存等领域，包括DRAM、NAND Flash和NOR Flash三大类。2015年全球半导体存储器销售总额达772亿美元。在全球3352亿美元的集成电路产业中，占据23%的份额，是极为重要的产业核心部件。

其中DRAM内存主要用于台式电脑、笔记本电脑，全球市场规模约420亿美元，目前被韩国三星、海力士和美国镁光三家垄断，占据90%以上的份额。从1992年以来，韩国三星在DRAM市场已经连续25年蝉联世界第一，占据绝对垄断地位，市占率超过60%。似乎无人可以撼动它的地位。

NAND Flash闪存主要用于手机存储、平板电脑、SSD固态硬盘、大容量闪存，全球市场规模约300亿美元，垄断形势更加严重。韩国三星、海力士、美国镁光、英特尔、闪迪、日本东芝六家厂商，垄断了全球99%的产量。其中仅三星、海力士、东芝三家，就占了80%以上的份额。NOR Flash闪存属于小众产品，主要用于16M以下的小容量闪存，全球市场规模只有30亿美元，由美国镁光、韩国三星、台湾旺宏、华邦、中国大陆的易兆创新等7家企业瓜分。

行业高度垄断造成的结果，是前三大厂商可以轻易操纵产量和价格，用低价来挤垮竞争对手，或用涨价来谋取暴利。2016年由于全球内存芯片缺货，三星电子营业收入达到809亿美元，利润高达270亿美元。韩国海力士收入142亿美元，美国镁光收入128亿美元。

而中国厂商深受其害。中国是世界最大的电子产品制造国。2016年，光是中国就是生产了3.314亿台电脑，21亿台手机(其中智能手机占15亿台)，1.78亿台平板电脑。与之相对应，2016年，中国进口DRAM产品超过130亿美元。中国需要的存储器芯片9成以上需要进口。国内DRAM产能也掌握在韩国海力士等外资厂商手中。

2015年起，美国镁光(Micron)，在新加坡Woodlands投资40亿美元，扩建Fab 10X晶圆厂，主要生产第二代32层堆叠3D NAND闪存。2017年建成后，月产能14万片晶圆，采用16纳米工艺。

自给自足

在外资厂商故意操纵下，华为、中兴、小米、联想等中国手机、PC厂商，经常遇到DRAM缺货情况。而在中国国内，仅有中芯国际具备少量DRAM产能，根本无法实现进口替代。更严重的事例还有：2016年3月，美国政府下令制裁中国中兴通讯，禁止美国厂商给中兴提供元器件。这种情况简直让人不寒而栗。2017年4月，华为手机爆出闪存门事件。事情的根源，实际就是华为手机用的NAND Flash内存严重缺货。

怎么办呢?有钱可以买吧?2015年7月，中国紫光集团向全球第三大DRAM厂商，美国镁光科技，提出230亿美元的收购要约。结果被镁光拒绝了，理由是担心美国政府，会以信息安全方面的考虑，阻挠这项交易。

那就自己造吧。于是从2016年起，中国掀起了一场DRAM产业投资风暴。

紫光集团宣布投资240亿美元，在武汉建设国家存储器基地(武汉新芯二期12英寸晶圆DRAM厂)，占地超过1平方公里，2018年一期建成月产能20万片，预计到2020年建成月产能30万片，年产值超过100亿美元。计划2030年建成月产能100万片。

福建晋华集团与台湾联华电子合作，一期投资370亿元，在晋江建设12英寸晶圆DRAM厂，2018年建成月产能6万片，年产值12亿美元。规划到2025年四期建成月产能24万片。

合肥长鑫投资494亿(72亿美元)，2018年建成月产能12.5万片。

2017年1月，紫光集团宣布投资300亿美元(约2000亿人民币)，在江苏南京投资建设半导体存储基地，一期投资100亿美元，建成月产能10万片，主要生产3D NAND FLASH(闪存)、DRAM存储芯片。

上述四个项目总投资超过660亿美元(4450亿元人民币)。确实有点疯狂。

但是只要认真研究过去半个世纪，世界DRAM产业的发展历史，就会让人看清一件事情：

拿钱砸死对手，少砸一点就会死!不相信的自己都死了!

2016年6月，美国IBM实验室的研究人员Janusz Nowak，向记者展示新型的磁性储藏器(STT-MRAM)12寸晶圆。磁性内存既有DRAM和SRAM的高性能，又有闪存的低功耗和低成本，被认为具有竞争下一代内存的潜力，但是还存在很多问题。

2017年6月，韩国三星电子宣布，开始在平泽工厂(Fab18)，批量生产64层堆叠的256Gb第四代TLC V-NAND内存产品。三星目前V-NAND占整体NAND Flash产能的70%以上，拥有500多项专利。

我们首先从美国和日本说起：

美日DRAM芯片之争

1973年石油危机爆发后，欧美经济停滞，电脑需求放缓，影响了半导体产业。而英特尔在DRAM存储芯片领域的份额也快速下降。因为他们引来了竞争对手，主要有德州仪器(TI)、莫斯泰克(Mostek)和日本NEC。而日本电子企业、汽车企业的凶猛攻势，最终引爆了美日两国的经济战争。

1931年，美国IBM公司生产的KeyPunch 031型打孔卡数据记录装置。打孔卡(霍列瑞斯式卡)利用卡纸上打孔来记录信息。1928年，IBM推出新版打孔卡，这种卡采用长方孔，共有80列。1932年IBM发明了磁鼓存储。但是直到1950年代，打孔卡机销量巨大，依然占据IBM公司净利润的30%。1952年IBM推出磁带式数据存储器，后来发展出磁盘式机械硬盘。1956年IBM购买王安的磁芯存储器专利，1966年开发出晶体管DRAM内存技术。照片拍摄自IBM博物馆。

美国电子产业孵化期

现代计算机械的起源，最早可追溯至1830年代，英国人巴贝奇研制的机械式数据分析机。该机采用在硬纸卡片上打孔的方式输入数据，相当于只读存储器，容量只有可怜的675个字节(1K=1024字节)，也就是记录差不多六百多个字母的数据符号。穿孔卡片在19世纪后期用于政府人口统计等领域。美国IBM公司最早就是靠生产打孔卡数据机起家。到1930年代，IBM公司希望用新技术来取代打孔卡，便投资研制磁性数据记录装置。

1932年，美国IBM公司的奥地利裔工程师古斯塔夫·陶斯切克(Gustav Tauschek)，发明了第一种被广泛使用的计算机存储器，称为“磁鼓存储器”，采用电磁感应原理进行数据记录。磁鼓非常笨重，像个两三米长的巨型滚筒，内部安装磁性介质的高速旋转圆筒(每分钟1万转)，和一排固定读/写磁头，用来读取、写出数据。虽然块头挺大，但磁鼓的存储容量也只有几K而已，售价却极其昂贵。

到第二次世界大战期间，美国陆军为了提高火炮弹道计算速度，出资研制电子计算机。1946年2月，世界第一台大型电子计算机ENIAC，在宾夕法尼亚大学诞生。这台重达30吨的计算机，最初采用埃克特(J.P.Eckert)设计的水银延迟线存储器，容量约17K。但是该机并不具备存储程序的能力，程序要通过外接电路板输入。对于每种类型的题目，都要设计相应的外接插板，要改变程序必须切换相应的电路板，因此操作起来非常麻烦。直到1954年在该机加装了磁鼓存储器。

美国早期电子工业发展，主要依靠军事工业项目投资。而且为了争夺军费预算，三大军种相互攀比。1947年，刚刚成立的美国空军，便花费巨资，以每年100万美元的巨额预算(ENIAC的总经费才10万美元)，资助麻省理工学院林肯实验室，研制旋风(Whirlwind)计算机，用于飞行模拟器训练。由于处理飞机稳定性需要运算2000条以上指令，而传统的串行计算机，只能对指令逐一执行，速度很慢。麻省研究人员因此改用并行运算结构。1951年4月问世的旋风计算机，也因此成为世界第一台具备程序存储功能的并行计算机。旋风采用新发明的阴极射线管磁芯存储器作为内存，速度提高2倍。

1949年，麻省理工学院主持研制旋风计算机的福里斯特教授(Jay Forrester)，提出磁芯存储器设想。但是，磁芯存储器的专利拥有者，却是个中国人。当时，在哈佛大学计算机实验室，工作的王安博士(上海人，公派留学生)，研制出了磁芯存储器，并于1949年10月申请专利。

1951年，王安离开哈佛大学，以仅有的600美元，创办了名为王安实验室的电脑公司，开始出售磁芯存储器，单价4美元一个。王安的生意并不好，但嗅觉敏锐的IBM公司闻风而来，邀请他担任技术顾问，并购买磁芯器件。到1956年，王安将磁芯存储器的专利权，以50万美元卖给IBM公司。王安电脑公司由此扩张为美国电脑巨头之一，直至1992年破产。

磁芯存储器是继磁鼓之后，现代计算机存储器发展的第二个里程碑。直至1970年代初，世界90%以上的电脑，还在采用磁芯存储器，其后被英特尔批量生产的半导体晶体管DRAM内存取代。DRAM内存能够问世，主要是基于半导体晶体管和集成电路技术。

1959年2月，美国德州仪器(TI)工程师杰克·基尔比(Jack Kilby)，制成世界第一块集成电路。在资本力量推动下，集成电路产业迅速改变了人们的生活方式，并形成了以万亿美元计算的庞大产业链体系。

仙童与德州仪器的战争

1947年12月，美国新泽西州贝尔实验室，研制出世界第一个锗晶体管。到1955年，高纯硅的工业提炼技术已成熟，可以用来替代昂贵的锗材料。1956年，为了实现晶体管商用化，威廉·肖克利博士(生于英国)离开贝尔实验室，回到家乡——加州圣克拉拉，创建半导体实验室。

恐怕连他自己也想不到，半个世纪后，他那个儿时的家乡，会成为名震世界的“加州硅谷”，并从他的实验室里，走出了仙童、英特尔、AMD、国家半导体(NS)，等一大批美国电子巨头，烧起了硅谷战火。而在当时，硅谷只有一家名叫惠普的小公司。

1956年，肖克利因参与发明晶体管，获得了诺贝尔物理学奖。然而到了1957年，因为难以忍受肖克利的粗暴脾气，诺伊斯、摩尔等八名技术精英，离开了肖克利实验室;在仙童照相器材公司老板的投资下，获得3600美元创业基金，租了一间小屋，创建了仙童半导体(Fairchild)公司。

仙童创业初期主要研制台面型双扩散晶体管，用硅来取代成本昂贵的锗材料。1958年1月，IBM公司给仙童下了第一张订单，以150美元订购100个新研制的硅晶体管。凭借硅晶体管的成本性能优势，到1958年底，仙童公司已经拥有50万美元销售额和100名员工。

IBM向仙童订购硅晶体管，主要是由于北美人航空公司中标的XB-70战略轰炸机，IBM为导航计算机采购高压硅晶体管。IBM希望与仙童签订1-3年的长期军事供货合同。除此之外，仙童的硅晶体管，还可用于民兵(Minuteman)洲际弹道导弹的导航控制计算机。巨额军工订单，是美国电子巨头发展的重要资金来源。

1959年2月，美国老牌电子巨头德州仪器(TI)，开发出集成电路。工程师杰克·基尔比(Jack Kilby)，为了解决将大量孤立的电子器件，整合成电路的困难，于是构思出集成电路。他在一块半个回形针大小的，银色半导体锗衬底上，用几根零乱的黄金膜导线，将1只晶体管、4只电阻、3只电容等分立元件焊接在一起，制成世界上第一片集成电路。

但是，这种焊接方法难以投入工业批量生产。仙童公司闻讯后，创始人诺依斯提出：可以用蒸发沉积金属的方法，取代焊接导线，用于批量制造集成电路。1959年7月仙童申请了集成电路专利。而为了争夺集成电路发明权，德州仪器与仙童开始了旷日持久的争执。双方在集成电路产品上，也是竞争对手。(2000年基尔比拿到了诺贝尔物理学奖)

1960年，美国仙童公司半导体工厂的扩散区。

平面制造工艺

现代芯片制造，主要采用光刻法和蚀刻法工艺。光刻法最早的构想，源自印刷行业的照相曝光制版工艺，美国贝尔实验室在1954年开始采用光刻法工艺。

1970年代后，光刻法发展为重复步进曝光，电子束掩模等新工艺，制造精度大为提高。仙童公司在光刻法应用初期，进行了大量技术改进。

1958年仙童向IBM供货后，便出现了问题。民兵洲际导弹发射时，巨大的震动会导致一些金属粉尘颗粒脱离，可能会使硅晶体管暴露的接头处出现短路。仙童公司需要对此改进工艺。

1959年1月，仙童公司为了向IBM稳定供货，对硅晶体管工艺进行攻关。主要成员包括罗伯特·诺伊斯博士、杰·拉斯特博士，吉恩·赫尔尼博士、戈登·摩尔博士。其中，拉斯特和诺伊斯主要开发使用16毫米电影镜头的光刻掩模技术，对掩模板、光致抗蚀剂(光刻胶)进行改进。

他们首先把具有半导体性质的杂质，扩散到高纯度硅片上，然后在掩模板上绘好晶体管结构，用照相制版的方法缩小，将晶体管结构显影在硅片表面氧化层，再用光刻法去掉不需要的部分。扩散、掩模、照相、光刻，显影，整个过程叫做平面处理技术。

1959年1月23日，诺伊斯在日记中提出一个技术设想：既然能用光刻法制造单个晶体管，那为什么不能用光刻法来批量制造晶体管呢?他们首先面对的是密集电路的短路问题。赫尔尼提出在硅片表面形成二氧化硅绝缘层，解决短路问题。

1959年8月，仙童公司组建由拉斯特博士领导的晶体管集成电路研制团队。

1960年9月，成功开发出世界第一代晶体管集成电路。然而由于集成电路项目耗费巨大，仙童副总裁Tom Bay建议结束研发项目，专注于二极型晶体管生产。在此情况下，拉斯特博士选择辞职离开仙童公司。

Lionel Kattner接管了研发团队，最终在摩尔的全力支持下，仙童决定将晶体管集成电路投入批量生产。1961年，Lionel Kattner也辞职离开了仙童公司，创办了西格尼蒂克(Signetics)半导体公司(1975年被荷兰飞利浦收购)。仙童公司如同蒲公英一般，将人才散布到硅谷的每个地方，推动硅谷集成电路产业迅速兴起。

1962年，仙童公司在缅因州南波特兰，创建了世界第一家晶体管生产、测试及封装工厂。并以收取技术授权费的方式，向其他企业传播平面制造工艺。嗅觉敏感的日本企业，迅速通过仙童公司，掌握了这一核心技术。同一年，美国开发出MOSFET——金属-氧化物半导体场效应晶体管，成为世界电子产业发展史上的重要里程碑。为半导体存储器的问世，奠定了技术基础。

1966年，美国IBM公司托马斯·沃森研究中心的罗伯特·登纳德(Robert H. Dennard)博士，发明DRAM原理。老头在IBM公司工作了半个世纪，现在八十多岁了。2009年获得IEEE荣誉勋章。这是电子电气领域的最高荣誉。

DRAM内存之父

1960年代早期，美国电子产业，主要由IBM、摩托罗拉、德州仪器、美国无线电公司(RCA)等老牌企业控制。他们依靠二战时期，美国政府的巨额军工订单，发展成为产业巨无霸。二战后主要生产电视机、收音机等新兴的家用电器，并为美军武器提供电子装备。

电子计算机也是新的产业热点，IBM具有领先优势。

IBM公司在1956年，花费巨资从王安手里，购买磁芯存储器专利，主要是为了解决大型计算机存储数据问题。磁芯存储器并不完美，不但磁芯容易损坏，而且价格昂贵，运行速度也慢。然而，磁芯存储器比磁鼓有个重要优点：电脑断电后，磁芯保存的数据不会消失。为解决磁芯存储器存在的不足，IBM进行了长达十几年的研究。

1961年，IBM在纽约州成立了以半导体为方向的托马斯·沃森研究中心。仙童当时是IBM的半导体器件供应商，并且发展非常迅速。1965年，仙童公司的戈登·摩尔，在《电子学》杂志发表文章预言：当价格不变时，集成电路上可容纳的晶体管数量，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。这个预言后来被称为“摩尔定律”。

1966年，IBM托马斯·沃森研究中心，34岁的罗伯特·登纳德(Robert H. Dennard)博士，提出了用金属氧化物半导体(MOS)晶体管，来制作存储器芯片的设想。原理是利用电容内，存储电荷的多寡，来代表一个二进制比特(bit)是1还是0。每一个bit只需要一个晶体管加一个电容(1T/1C结构)。1968年6月，IBM注册了晶体管DRAM专利(3387286号专利)。但是由于IBM正在遭受美国司法部的反垄断调查，拖延了DRAM项目商业化进度，这给其他公司带来了机会。

此时，晶体管集成电路已经成为产业热潮，大批美国公司投入这一领域。1969年，加州桑尼维尔的Advanced Memory system公司，最早生产出1K容量的DRAM，并出售给计算机厂商霍尼韦尔。但是由于存在DRAM工艺上的缺陷，霍尼韦尔后来向新成立的英特尔公司寻求帮助。

1972年前后，英特尔公司为美国Prime电脑公司，生产的微型电脑主板上，焊接了128颗1K存储容量的C1103 DRAM内存，组成128K容量的内存，以便运行类似DOS的操作系统。1GB=1048576KB，如今一根最普通的4G内存，容量等于这块老古董的3.2万倍。最大的单根内存容量达到128G，是这家伙的100万倍。

英特尔DRAM内存商业化大获成功

1967年，仙童半导体成立十年时，公司营业额已接近2亿美元(作为对比1967年中国外汇储备为2.15亿美元)。但是随着德州仪器、摩托罗拉、国家半导体在晶体管市场的崛起，仙童的利润迅速下滑，加之巨额研发投入，企业内部矛盾严重。仙童的行业第一地位，迅速被德州仪器取代。

1968年8月，仙童总经理鲍勃·诺伊斯，拉着研发部门负责人戈登·摩尔辞职。从风险投资家阿瑟·洛克那里拉来250万美元投资，正式成立了英特尔(Intel)公司，洛克出任董事长。Intel在英文中含有智慧和集成电路的意思，商标是花1.5万美元，从一家酒店手里买的。当时公司只有诺伊斯和摩尔两个员工，他们招兵买马时，又从仙童公司挖来了工艺开发专家安迪·格鲁夫，担任运营总监。

英特尔成立之初，继承了仙童的技术能力。公司制定的发展方向是研制晶体管存储器芯片，这是一个全新的市场。当时的半导体工艺主要有双极型晶体管，和场效应(MOS)晶体管。这两项工艺都是仙童的长项。但是哪一种工艺用来生产的芯片更好，他们并不清楚。于是公司成立了两个研发小组。1969年4月，双极型小组推出了64bit容量的静态随机存储器(SRAM)芯片C3101，只能存储8个英文字母。这是英特尔的第一个产品，客户是霍尼韦尔。

此时在美国电脑市场上，IBM已经成为无可争议的霸主，被称为蓝色巨人，其他电脑厂商在重压下苦不堪言。霍尼韦尔公司为了提高其计算机性能，正在寻找SRAM存储器，这为英特尔带来了市场机会。与此同时，仙童公司的市场主管杰里·桑德斯，又拉走了一批人，成立了AMD公司。由于融资困难，桑德斯找到了英特尔公司的诺伊斯寻求帮助，最后拉来了155万美元投资。此后的半个世纪里，英特尔和AMD成为一对难分难解的竞争对手。

1969年7月，场效应管小组推出了256bit容量的静态随机存储器芯片C1101。这是世界第一个大容量SRAM存储器。霍尼韦尔很快下达了订单。随后，英特尔研究小组不断解决生产工艺中的缺陷，于1970年10月，推出了第一个动态随机存储器(DRAM)芯片C1103，有18个针脚。容量有1Kbit，售价仅有10美元，它标志着DRAM内存时代的到来。

当时的大中型计算机上，还在使用笨重昂贵的磁芯存储器。为了向客户宣传DRAM的性能优势，英特尔开展全国范围的营销活动，向计算机用户宣传DRAM比磁芯更便宜(1比特仅需1美分)的概念。由于企业客户出于安全考虑，不会购买独家供货的产品，必须要有可替代的第二供货源。

于是英特尔选择了加拿大的一家小公司，微系统国际公司(MIL)合作，授权他们用1英寸晶圆生产线进行生产，每年收取100万美元的授权费用。C1103的用户主要包括惠普电脑的HP9800系列，和DEC公司的PDP-11计算机，产量有几十万颗。

1972年，凭借1K DRAM取得的巨大成功，英特尔已经成为一家拥有1000名员工，年收入超过2300万美元的产业新贵。C1103也被业界称为磁芯存储器杀手，成为全球最畅销的半导体芯片。同年IBM在新推出的S370/158大型计算机上，也开始使用DRAM内存。到1974年，英特尔占据了全球82.9%的DRAM市场份额。

东京国立博物馆藏品，照片左边是1976年日本NEC研制的TK-80系统，采用仿制英特尔8080的兼容处理器(型号μPD8080A)，当年售价88500日元，卖了1.7万台。中间是英特尔为日本厂商开发的MCS-4系统，采用4004处理器，右侧是日本Busicom电子计算器。多数人不知道，美国英特尔最早开发CPU，是为了日本人。

日本人要买CPU

英特尔介入微处理器(CPU)领域则很偶然。1969年，日本最大的电子计算器公司Busicom，找到美国英特尔，希望能帮他们研制计算器用的ROM、RAM和运算处理器(CPU)等12枚芯片组成的系统。针对日本方面的要求，Intel研究团队的特德·霍夫(Ted Hoff)，创新性地提出一个设想——用1颗移位寄存器、1颗ROM芯片、1颗RAM芯片、1颗CPU处理器芯片，由四颗芯片完成原来需要12颗芯片组成的系统。这样可以简化结构，降低生产成本。

1970年2月6日，双方签订了合同，三年内订货六万套MCS-4计算器系统，日方预付6万美元。到年底，英特尔相继拿出了4001(动态内存DRAM)、4002(只读存储器ROM)、4003(寄存器)、4004(微处理器CPU)等四颗芯片。但是由于量产过程中出现延期，让日本公司颇为恼怒，要求在价格上打折扣。英特尔同意了，但是附带要求，可在除计算器之外的其它市场，自由出售4004芯片——至此，世界首款商用计算机微处理器4004正式诞生了。

4004需要与另外三颗芯片协同工作，只要改变4002中保存的用户指令，就可以实现不同的功能。4004采用10微米的生产工艺，内含2250个晶体管，时钟频率为74KHz，每秒可执行6万次运算，售价200美元。

英特尔恐怕想不到，15年后，它会被日本电子企业逼得差点破产倒闭，而后靠CPU芯片绝地反击成功。日本人也绝不会想到，这个为他们提供零部件的美国小公司，三十年后会称霸世界电子市场，打垮日本电子企业。到1972年，英特尔推出了基于8008处理器的微型主机。为其配套研制操作系统的加里·基尔代尔(Gary Kildall)博士，后来发明了CP/M操作系统，微软靠着抄袭基尔代尔的软件，推出MS-DOS操作系统。

而在当时，世界计算机市场规模极为有限。美国市场的大型计算年销量约有2万台，主要被IBM和七个小矮人(指GE、NCR、CDC、RCA、UNIVAC、Burroughs及Honeywell七家电脑制造商)控制。小型电脑市场则由DEC和惠普等十几家公司控制。英特尔当时还是小公司，很难抢到主机市场份额，于是把重心放在存储芯片方面。

1979年，美国苹果公司生产的Apple II Plus电脑主板，采用莫斯泰克MK4116内存芯片。CPU是莫斯泰克6502，最大支持64K内存。整机售价1200美元。1978年，苹果公司的Apple II卖了2万台，使苹果迅速成为年销售额，突破3000万美元的产业新贵。

德州仪器、莫斯泰克、镁光加入战场

1973年石油危机爆发后，欧美经济停滞，电脑需求放缓，影响了半导体产业。而英特尔在DRAM存储芯片领域的份额也快速下降。因为他们引来了竞争对手，主要有德州仪器(TI)、莫斯泰克(Mostek)和日本NEC。

早在1970年英特尔发布C1103后，德州仪器便对其进行拆解仿制，通过逆向工程，研究DRAM存储器工艺结构。1971年德州仪器采用重新设计的3T1C结构，推出了2K产品。1973年德州仪器推出成本更低，采用1T1C结构的4K DRAM(型号TMS4030)，成为英特尔的强劲对手。

莫斯泰克则是一家小公司，1969年，德州仪器半导体中心的首席工程师L.J.Sevin(MOS场效应管专家)，拉着一帮同事辞职，在马萨诸塞州成立了莫斯泰克(Mostek)公司，工厂设在德州卡罗尔顿，主要为计算机企业配套生产存储器件。

Mostek开发的第一个DRAM产品MK1001，只有1K容量。1973年，Mostek采用公司创始人Robert Proebsting设计的地址复用技术，研制出16针脚的MK4096芯片，容量提高到4K。16针脚的好处是制造成本低，当时德州仪器、英特尔和摩托罗拉制造的内存是22针脚。

凭借低成本，莫斯泰克逐渐在内存市场取得优势。而英特尔此时将精力放在开发8080处理器上，在微型计算机市场取得巨大成功。1976年莫斯泰克推出了采用双层多晶硅栅工艺的MK4116，容量提高到16K。这一产品帮助莫斯泰克击败英特尔，占据了全球75%的市场份额。

其后莫斯泰克又开发了64K容量的MK4164，到70年代后期，一度占据了全球DRAM市场85%的份额。但是随着日本厂商廉价芯片的疯狂冲击，短短几年时间，美国厂商就撑不住了。1979年，陷入困境的莫斯泰克，被美国联合技术公司(UTC)，以3.45亿美元收购。后来又转卖给了意法半导体。

1978年，从莫斯泰克离职的三名设计工程师，拉来风险投资后，在爱达荷州一家牙科诊所的地下室，创办了镁光科技(Micron)。镁光签订的第一份合约是为莫斯泰克设计64K存储芯片。

后来，镁光从爱达荷州亿万富翁，靠生猪养殖起家的J.R.Simplot那里拉来了投资，开始建设第一座DRAM工厂。为了节省投资费用，工厂建设在一家废弃的超市建筑里，肉类冷库被改造成净化车间，生产设备也是二手的。

到1981年晶圆厂投产，只花了700万美元，而新建一座同类工厂的投资额，一般是1亿美元。镁光的第一批产品是64K DRAM，主要供应给正在飞速崛起的个人电脑制造商。像当时销量很高的Commodore 64电脑，就是采用镁光64K内存。到1984年，镁光推出了世界最小的256K DRAM。

与莫斯泰克类似，镁光的敌人来自日本。1980年，日本研制的DRAM产品，只占全球销量的30%，美国公司占到60%。到了1985年局势已经完全倒转。由于日本廉价DRAM的大量倾销，镁光被迫裁员一半，1400名工人失业。

镁光只得向美国政府寻求帮助。从1985年至1986年，英特尔连续亏损六个季度。DRAM市场份额仅剩下1%。当时，英特尔的年销售额为15亿美元，亏损总额却高达2.6亿美元，被迫关闭了7座工厂，并裁减员工。濒临死亡的英特尔，被迫全面退出DRAM市场，转型发展CPU，由此获得新生。

日本电子企业、汽车企业的凶猛攻势，最终引爆了美日两国的经济战争。

1965年，仙童半导体公司，开发出双列直插式封装(DIP)工艺，用塑料代替陶瓷封装芯片，生产18引脚产品。德州仪器开发出更小的10引脚产品，用于航空电子器件。直到1980年代，超大规模集成电路的针脚数，远远超过了DIP封装的极限，DIP才被其他封装工艺取代。

1965年，仙童公司的戈登·摩尔博士，在《电子学》杂志发表文章预言：当价格不变时，集成电路上可容纳的晶体管数量，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。这个预言后来被称为“摩尔定律”。半个世纪以来，世界集成电路的发展，基本符合摩尔定律的规则。只是到了近几年，随着美国在5-10纳米生产工艺上出现停滞，给中国带来了技术追赶的机会。

1968年，仙童工程师福德利克·费金(Rederico Faggin)，设计出采用硅栅自对准工艺的Fairchild 3708(图左，右侧为采用金属栅极的Fairchild 3705)，是世界首款采用SGT(垂直环绕闸极晶体管)结构的商用MOS集成电路。SGT技术后来用于CCD、EPROM和Flash闪存等产品。

1971年，英特尔推出了首个商用，速度仅有740kHz的计算机CPU芯片Intel-4004。在此之后，芯片速度得到倍增式的迅速发展，在不到30年后的2000年，就已经突破了2GHz。

1971年，美国加州圣克拉拉市，英特尔员工在新建的工厂前合影。因为山景城的办公室不够用，在这里建工厂，最初生产4004芯片。可以看到有华人面孔的员工。

1972年，美国英特尔研制的Intellec 8微型电脑，采用8008处理器。这款电脑的操作系统，由加里·基尔代尔(Gary Kildall)博士负责开发。加里·基尔代尔，是电脑人机操作系统的真正发明人，1973年加里·基尔代尔开发了CP/M操作系统(类似DOS操作界面)，成为70年代电脑行业标准，2000多家电脑公司使用这一操作系统。其后比尔·盖茨的微软公司，抄袭基尔代尔的模式，推出了微软MS-DOS操作系统。1980年，IBM公司开始采用微软的产品，帮助微软一跃成为美国软件巨头。

盛极而衰是自然规律，商业领域也是这样。1989年日本泡沫经济破灭，经济进入停滞阶段。进入1990年代，随着苏联解体，美国收割冷战红利。在美国刻意遏制下，日本的国际竞争力迅速衰退，其半导体的全球份额迅速滑落至50%，2000年后更是下降到20%左右。如此溃于一旦的急速坠落，让世界震惊并疑惑，究竟发生了什么。

1945年8月15日，日本东京皇宫外，东京电台正在广播：昭和天皇裕仁，宣读日本无条件投降诏书。很多日本老百姓跪在地上痛哭不止。这一天有600名日本军官自杀，逃避战败投降命运。东京城区已经在美国军队，长达半年的轰炸中化为废墟。共同社照片

1945年二战结束后，日本作为战败国，经济受到严重打击；但是日本最核心的资产，工程师队伍得以保存下来。这批原本研制大和级战列舰、樱花自杀飞机的日本工程师，转向民用造船、家用电器、钢铁、汽车、摩托车、电子、石化领域，加速了日本战后经济重建。

1948年中国国民党兵败如山倒后，美国便明确将日本，作为在亚洲对抗苏联的桥头堡。1950年开始，中美两国在朝鲜战场血战三年。美国巨额军需采购订单，使日本经济爬出了二战战败的泥潭。而美国为了拉拢日本对抗苏联，向日本转移了数百项先进技术。

如黑白、彩色显像管电视机、晶体管收音机、录音机、计算器、电冰箱、洗衣机，在当时都是顶尖的民用消费品。日立、三菱、东芝、NEC、松下、三洋、富士通、索尼、夏普、冲电气(OKI)等日本企业，在此阶段廉价获得了大批美国专利技术，由此奠定了战后日本电子产业发展根基。

此时，美国人绝对想不到，日本电子产业，会壮大到反噬美国的那一天。

1958年，日本北辰电气(Hokushin Electric)为NEC NEAC-2201晶体管计算机，研制的MD-2A磁鼓存储器，容量64K，每分钟转速可达到10000转。北辰电气后来被横河电机并购，消失在历史长河中。

日本电子产业发育期

自明治维新以来，日本经济的一大特征，是在政府主导下进行产业技术升级。1948年，日本内阁在通商产业省(简称通产省)下面，设立了工业技术厅，1952年更名为工业技术院，经费完全由财政拨付，负责推动日本整体产业技术发展。1953年日本东京通信工业公司(SONY前身)副社长盛田昭夫，耗资900万日元(2.5万美元)，从美国西屋电气引进晶体管技术，生产晶体管收音机。

1956年SONY袖珍收音机上市后一炮而红，索尼迅速崛起。受此影响，日立、三菱、NEC、OKI、东芝、三洋等公司，相继花钱从美国RCA和西屋电气，购买了晶体管专利授权。随着规模化生产，日本晶体管价格明显下降。1953年索尼试制的晶体管一颗为4000日元(11美元)，到1958年降为200日元(0.56美元)。1959年日本晶体管产量达到8650万颗，产值约160亿日元(4445万美元)。

当时日本与美国相比，技术上存在差距，唯一的优势是人工便宜。东京电子厂的日本工人，月薪还不到30美元。而美国工人月薪是380美元。在计算机方面，1956年，通产省工业技术院电气试验所，由高桥茂等人负责，研制出日本第一台晶体管计算机ETL MARK III，比美国晚两年。随后东京大学开发出PC-2电脑。

1957年，通产省颁布执行电子工业振兴临时措置法(电振法57-71年)，限制外资进入日本，以保护本国市场，引导日本企业发展半导体电子产业。1958年4月，日本各大电子厂商合作，组建了日本电子工业振兴协会(JEIDA)，集体对计算机攻关。

1958年9月，在通产省工业技术院电气试验所的技术援助下，日本NEC公司推出NEAC-2201晶体管计算机。这是日本第一台完全国产化的计算机。采用北辰电气(Hokushin Electric)研制的磁鼓存储器，容量64K。日本为炫耀这一成果，将其运到巴黎公开展出。

1960年，日本通产省工业技术院电气试验所，研制成功日本第一块晶体管集成电路。这是参与研制的骨干成员，左起，传田精一(研究员，東北大学工学博士)、垂井康夫(半导体部晶体管研究室主任)、井上ルミ子、鳴神長昭。

日本集中全力进攻

1959年2月，美国德州仪器发布集成电路。1960年2月，美国西屋电气(Westinghouse)公开宣称：半导体是未来主流技术。太平洋对岸的成果，对日本产生强烈刺激。

1960年起，日本形成“官产学”体系，即政府、企业、大学联合对集成电路技术发起进攻。1960年12月，通产省电气试验所，研制成功日本第一块晶体管集成电路。研究成员有传田精一、垂井康夫等人。1961年4月8日，日本东京大学工学部的柳井久义、菅野卓雄、多田邦雄、柳川隆之四名教授，发布了他们与NEC公司合作，在晶体管集成电路上进行的基础研究。

1962年，日本NEC为了解决晶体管集成电路的制造问题，支付技术授权费，从美国仙童公司，买来晶体管平面光刻生产工艺。解决生产问题后，日本NEC的集成电路产量暴增。1961年只有50块，1962年增长至1.18万块，1965年达到5万块。在此期间，NEC研制了多个型号的晶体管集成电路计算机，如NEAC-1200系列，NEAC-2200系列。

日立公司与美国RCA合作，由日立半导体事业部的大野稔等人，研制出MOS型晶体管。1966年，日立发布了第一代MOS集成电路HD700，用于计算器，采用15微米生产工艺。夏普、三菱也纷纷将集成电路新技术，用于各自的计算器产品，使日本的集成电路迅速形成产业基础。到1970年，日本NEC的集成电路产量，已经达到3998万块。

作为对比：早在1956年起，中国科学院就开始组织黄昆博士、谢希德博士、林兰英博士、王守武博士等人，研究平面光刻工艺。1963年中国科学院计算机研究所，研制出第一台国产晶体管大型计算机——109机，用于核武器工程。1964年开发出晶体管集成电路。以中国科学院和电子工业部为主，中国形成了由军事工业为牵引的庞大电子科研体系，下属各类电子企业单位超过2500家，全面领先韩国和台湾，但是在市场化程度上不如日本，当时中国民用消费市场仅限于收音机和电视机。

1968年4月，美国德州仪器董事长P.E.Haggerty，与日本索尼社长井深大签署协议，各占股50%，在日本设立子公司。后排左面站着盛田昭夫副社长。

想占领日本市场？别做梦了

1960年代，为保护日本幼稚的电子工业，日本政府坚决实行贸易保护主义，只允许进口极少数的电子元器件，限制200日元以下的中低端IC元件进口。采用提高进口关税、发放进口许可证等方式，限制美国企业冲击日本市场。最典型的例子是德州仪器。

1964年，美国德州仪器看到日本电子工业增速迅猛，便想在日本设立100%独资子公司，但是日本通产省死活不同意。一直交涉了长达四年之后，日本政府终于松口了，却提出了极为严苛的条件——拿核心技术来换。看起来似乎与改革开放后，中国采用的“以市场换技术”买办政策差不多，但里面的窍门差别就大了。

1966年，美国德州仪器为打开日本市场，以自己拥有的IC制程核心专利，来引诱日本。日本通产省为了拿到技术，同时保护日本市场，可谓绞尽脑汁。1968年4月，由日本索尼社长井深大出面，与德州仪器董事长哈格蒂(P.E.Haggerty)签署协议，双方各占股50%，设立合资公司。

条件是：在三年内，德州仪器必须向日本公开相关技术专利。并且德州仪器的产品，在日本市场占有率，不得超过10%。有了如此严苛的限制，日本政府将本国市场牢牢掌握在自己手里，不怕美国企业不交出核心技术。其后韩国政府也学会了这招，用来对付日本和美国企业。

伟大革命家列宁说过：资本家为了利益，可以出卖绞死自己的绳子。日本产业界正是抓住了核心利益，使自身迅速发展壮大。这与改开后，中国采用“以市场换技术”政策，导致全国电子产业彻底崩溃;中国市场全面被日本、美国、韩国、台湾合资厂商联合占领，形成了鲜明对比。改开三十年来，中国电子产业市场损失，至少超过1万亿美元。谁该承担这一历史罪责?

1964年，美国IBM公司推出的System-360计算机，具有划时代意义，使计算机在社会运行中，日益占据核心地位。

IBM大型计算机

在1960年代，尽管美国和日本都开始了集成电路产业化进程，但美国的实力远非日本可比。1964年4月7日，美国IBM公司推出其第一款小规模集成电路计算机System-360，运算速度过百万次大关。该机是IBM历史上的一次惊天豪赌，耗资52.5亿美元(约合4285吨黄金，现值1812亿美元，足够建7艘核动力航空母舰)。

IBM公司招募6万余名新员工，新建5座工厂，攻克了指令集可兼容操作系统、数据库、集成电路等软硬件难关，获得超过300项专利。该机每台售价250-300万美元，到1966年已售出8000多台，使IBM年营收突破40亿美元，纯利润10亿美元。迅速占领了美国大型计算机市场98%、欧洲78%，日本43%的市场份额。IBM成为世界电子产业难以撼动的蓝色巨人。

年营收40亿美元是什么概念呢?1961年美国建成世界第一艘核动力航空母舰，不过花费4.5亿美元。1966年中国外汇储备为2.11亿美元。中国动员全国力量研制原子弹、氢弹、导弹、卫星，也不过花费20亿美元左右。由此可见当年IBM如同巨人压顶一般，让其他企业喘不过气来，逼死了大批竞争对手。

美国公司取得的巨大成功，对日本产生强烈震撼。1966年，由日本通产省主导，进行“超高性能大型计算机”开发计划。目标是在五年内投资120亿日元(0.34亿美元)，追赶美国IBM大型计算机。由通产省电气试验所牵头，日立、东芝、NEC、富士通、三菱、冲电气(OKI)等企业组成团队，对日立研制的HITAC 8000系列大型计算机进行升级改造。

HITAC 8000其实技术源自，美国RCA与日立合作研制的Spectra-70大型机。从集成电路、CPU、接口、软件，全都是仿制美国货。只投入这么点钱，就想追赶IBM，注定了该计划要失败。

有句话叫丢西瓜捡芝麻，尽管大型计算机计划失败了，但是参与该项目的日本NEC公司，却成为日本第一家研制出DRAM内存的企业。在1966年的时候，HITAC 8000要求配备512K容量的高速内存，这是个极高的技术指标

。NEC于是对NMOS工艺进行研究，1968年公开了使用NMOS工艺生产的144bit SRAM静态随机存储器，研制者有NEC半导体部门的大内淳義等人。这是个非常了不起的成果。两年后，美国英特尔才推出同类产品。1970年英特尔研制出C1103 1K DRAM内存后，日本NEC在第二年就推出了采用NMOS工艺的1K DRAM内存(型号μPD403)。使得NEC成为日本内存行业的龙头企业。

1962年，日本富士通研制的FACOM 602磁带机，将记录密度提高到333bpi，用于FACOM 241D计算机。

逼迫日本开放市场

从1965年至1970年，美国集成电路市场的需求急剧增加，年增长率超过16%，日本政府和企业界，看到了这一商机，但是在产业技术上，与美国存在巨大差距。不过日本有个优势——大批日本人在美国工作。像江崎玲於奈之类的电子专家，长期在美国顶尖的IBM实验室工作，可以轻松获得大量经济情报，提供给日本产业界。

1972年，美国IBM公司“FS(Future System)计划”的部分内容曝光。IBM计划投入巨资，在1980年前开发出1M DRAM内存芯片，应用到下一代电脑。当时，美国最先进的DRAM内存不过4K大小。这让尚停留在1K DRAM技术层次的日本企业产生强烈危机感。

于是由日本电子工业振兴协会不断运作，1975年以通产省为中心的“下世代电子计算机用超LSI研究开发计画”构想，开始商量如何应对IBM的FS计划。1975年7月，通产省设立了官民共同参与的“超LSI研究开发政策委员会”。当时尽管日本各大厂商竞争激烈，但是在共同抵抗IBM巨人方面却是一致的。(超LSI就是超大规模集成电路的意思)

1974年，日本在美国要求开放市场的政治压力下，被迫放宽计算机和电子元件进口限制。仅仅只用一年时间，美国IBM电脑，就如热刀切黄油一般，横扫日本各大计算机企业。

碍于技术差距，日本产业界放弃了在电脑整机上与IBM正面拼杀，而是选择DRAM存储器产品，作为产业突破口。因为日本软件能力差，而CPU等部件与软件关联性高，日本啃不下来。DRAM内存芯片，与软件关联度弱，却有很高的毛利率。只要在生产工艺、成品率、产能方面下功夫，日本就有机会成功。

最先行动起来的，是国营的日本电信电话株式会社(NTT)，从1975年至1981年，NTT投资400亿日元(1.6亿美元)，进行超大规模集成电路研究。终于在1980年研制出256K DRAM。NTT的大量采购，使日本的256K DRAM迅速形成产能优势。在NTT之外，日本产业界还在同时进行第二项技术攻关计划。

1977年5月5日，日本VLSI技术研究所，宣布研制成功可变尺寸矩形电子束扫描装置。

日本砸720亿研制核心设备

在1970年代，日本尽管可以生产DRAM内存芯片，但是最关键的制程设备和生产原料要从美国进口。为了补足短板，1976年3月，经通产省、自民党、大藏省多次协商，日本政府启动了"DRAM制法革新"国家项目。由日本政府出资320亿日元，日立、NEC、富士通、三菱、东芝五大企业联合筹资400亿日元。

总计投入720亿日元(2.36亿美元)为基金，由日本电子综合研究所，和计算机综合研究所牵头，设立国家性科研机构——“VLSI技术研究所”(超LSI技術研究組合)。研究所地址就选在，位于川崎市高津区的NEC中央研究所内。

日立公司社长吉山博吉担任理事长，根橋正人负责业务领导，垂井康夫担任研究所长，组织800多名技术精英，共同研制国产高性能DRAM制程设备。目标是近期突破64K DRAM和256K DRAM的实用化，远期在10-20年内，实现1M DRAM的实用化。(VLSI是超大规模集成电路的简称)

在这个技术攻关体系中，日立公司(第一研究室)，负责电子束扫描装置与微缩投影紫外线曝光装置，右高正俊任室长。富士通公司(第二研究室)研制可变尺寸矩形电子束扫描装置，中村正任室长。

东芝(第三研究室)负责EB扫描装置与制版复印装置，武石喜幸任室长。电气综合研究所(第四研究室)对硅晶体材料进行研究，饭塚隆任室长。三菱电机(第五研究室)开发制程技术与投影曝光装置，奥泰二任室长。NEC公司(第六研究室)进行产品封装设计、测试、评估研究，川路昭任室长。

在产业化方面，日本政府为半导体企业，提供了高达16亿美元的巨额资金，包括税赋减免、低息贷款等资金扶持政策，帮助日本企业打造DRAM集成电路产业群。到1978年，日本富士通公司，研制成功64K DRAM大规模集成电路。美国IBM、莫斯泰克、德州仪器也在同时发布了产品。这一年，由于日本64K动态随机存储器(DRAM)开始打入国际市场，集成电路的出口迅速增加。

1980年，日本VLSI联合研发体，宣告完成为期四年的“VLSI”项目。期间申请的实用新型专利和商业专利，达到1210件和347件。研发的主要成果包括各型电子束曝光装置，采用紫外线、X射线、电子束的各型制版复印装置、干式蚀刻装置等，取得了引人注目的成果。针对难度大的高风险研究课题，VLSI项目采用多个实验室群起围攻的方式，调动各单位进行良性竞争，保证研发成功率。各企业的技术整合，保证了DRAM量产成功率，奠定了日本在DRAM市场的霸主地位。

1970年代，日本松下电器京都府长冈工场，整齐排列的100台自动焊线机，只需要10个人操作。该厂从1968年开始半导体生产。1970年代美国向马来西亚、韩国、台湾转移电子制造业，以降低人力成本。日本则采用大规模自动化生产的方式来降低成本。日本报纸震惊地写道：半导体工厂的人都消失了。 

跃居世界第一大DRAM生产国

1977年，全球的个人电脑出货量总计大约4.8万台。到1978年已经暴增至20万台，市场规模大约5亿美元。其中美国Radio Shack公司(电器连锁零售店)出售的Tandy TRS-80电脑销量约10万台，均价600美元，销售额6000美元，采用盖茨新开发的操作系统，CPU则是从英特尔辞职的前首席设计师费金，研制的Zilog—Z80。

苹果公司的Apple II销量达到2万台，平均单价1500美元，属于高端货，年销售额约3000万美元。个人电脑市场的高速增长，对内存产生了大量需求。这给日本DRAM厂商带来了出口机会。

做出口贸易的都知道，出口货不但价钱便宜，质量还要好。而在当时，美国人一般认为日本货质量低劣，远远比不上美国货。但是实际的结果令人大跌眼镜。

1980年，美国惠普公司公布DRAM内存采购情况。对竞标的3家日本公司和3家美国公司的16K DRAM芯片，质量检验结果显示：美国最好DRAM公司的芯片不合格率，比日本最差DRAM公司的芯片不合格率，高出整整6倍。虽然惠普碍于情面，没有点出这些公司的名字。

但人们很快知道了，三家美国公司是英特尔、德州仪器和莫斯泰克，三家日本公司是NEC、日立和富士通。日立公司为了拿到订单，甚至在给销售部门的指示上明确要求，要比美国公司的价格低10%。

质量好，价格低，量又足，日本DRAM内存在美国迅速崛起。1982年，日本成为全球最大的DRAM生产国。这一年3月，日本NEC的九州工厂，DRAM月产量为1000万块(约1万片晶圆)。到了10月，月产量暴增至1900万块。其产量之大，成品率之高(良率超过80%)，质量之好，使得美国企业望尘莫及。

与产量相伴的是，原来价格虚高的DRAM内存模块，价格暴降了90%。一颗两年前还卖100美元的64K DRAM存储芯片，现在只要5美元就能买到了，日本厂商还能赚钱。美国企业由于芯片成品率低，根本无法与日本竞争，因此陷入困境。

1982年，美国50家半导体企业秘密结成技术共享联盟，避免资金人力重复投资。可是这些合作项目刚刚启动，就传来了坏消息。美国刚刚研制出256K DRAM内存，而日本富士通、日立的256K DRAM已经批量上市。

1983年间，销售256K内存的公司中，除了富士通、日立、三菱、NEC、东芝之外，只有一家摩托罗拉是美国公司。光是NEC九州工厂的256K DRAM月产量，就高达300万块。

日本厂商开出的海量产能，导致这一年DRAM价格暴跌了70%。内存价格暴跌，使得正在跟进投资更新技术设备的美国企业，普遍陷入巨额亏损状态。难以承受亏损的美国企业，纷纷退出DRAM市场，又进一步加强了日本厂商的优势地位。

1978年3月15日，日本朝日新闻，报道垂井康夫担任所长的VLSI技术研究所，研制成功电子束扫描装置。

美国厂商节节败退

1984年，日本DRAM产业进入技术爆发期。通产省电子所研制成功1M DRAM，三菱甚至公开展出4M DRAM的关键技术。日立生产的DRAM内存，已经开始采用1.5微米生产工艺。

东芝电气综合研究所，则投资200亿日元，建造超净工作间。在这种超净厂房内，每一立方米的净化空气中，直径0.1微米的颗粒，不能超过350个。只有在这种条件下才能制备1M、4M容量的DRAM存储器。与此同时，东芝研制出直径8英寸(200mm)级的，世界最大直径硅晶圆棒。到1986年，光是东芝一家，每月1M DRAM的产量就超过100万块。

日本企业大量投资形成的产业优势，导致日本半导体对美国出口额，从1979年的4400万美元，暴增至1984年的23亿美元。五年间暴增52倍!而同时期，美国对日本出口的半导体，仅仅只增长了2倍。美国公司失去产品竞争力的后果，便是越想追赶越要投资，越投资亏损越大，陷入恶性循环。

以英特尔为例，本来到1978年前后，英特尔在莫斯泰克的猛攻下，已经成为美国DRAM市场的后进角色，美国市场占有率低于20%。但是随着1980年后，日本DRAM产品大量出口美国，英特尔的日子就过不去下了。

虽然DRAM产品只占英特尔销售额的20%，但是为了保住这块核心业务，公司80%的研发费用投向了DRAM存储器，明显是本末倒置。等到英特尔好不容易开发出新DRAM产品，此时日本厂商已经在低价倾销成品，导致英特尔无利可图，连研发费用都赚不回来。1984年至1985年间，陷入巨额亏损的英特尔，被迫裁员7200人，仍不能扭转困局。1985年10月，英特尔向外界宣布退出DRAM市场，关闭生产DRAM的七座工厂。

1985年，全球半导体产业转入萧条，半导体价格大幅度下跌。64K DRAM由1984年的3美元，下降到1985年中旬的0.75美元。同期，256K DRAM由31美元下降到3美元。价格暴跌使美国英特尔、国家半导体等厂商撤出了DRAM市场。

然而，就在同一年，日本NEC的集成电路销售额，排名世界第一，企业营业额是二战前的三百多倍，一举超越长期是行业龙头的美国德州仪器公司。凭借VLSI项目的成功，日本企业一举占据了64K、128K、256K和1M DRAM市场90%的份额。

1991年6月，日本驻美大使村田良平，与布什政府的美国贸易代表卡拉·安德森·希尔斯，在华盛顿签署新的五年期《日美半导体协议》。美国希望在1992年底前，能够在日本半导体市场占据20%的份额。这个协议让美国企业喘口气，韩国半导体产业则异军突起。到1995年底，外国半导体在日本市场占有率超过了30%。希尔斯这个女人非常厉害，中国的很多对美贸易谈判，都是以她为对手。

美国挥出反倾销大棒

对此，美国企业认定是日本人倾销导致了价格暴跌。1985年6月，美国英特尔、AMD等半导体公司联合起来，相继指控日本不公正贸易行为。鼓动美国半导体工业协会向政府游说，向国会递交一份正式的301条款文本，要求美国政府制止日本公司的倾销行为。1985年10月，美国商务部制定了一项法案，指控日本公司倾销256K DRAM和1M DRAM。

随后，美国商务部与日本通产省，就301条款和反倾销诉讼进行谈判。1986年9月，日本通产省与美国商务部，签署第一次《美日半导体协议》。根据这项协议，美国暂时停止对日本企业的反倾销诉讼。

但作为交换条件，要求日本政府促进日本企业，购买美国生产的半导体，加强政府对价格的监督机制以防止倾销。并且美国半导体产品，在日本市场占有率，可以放宽到20%。日美半导体协议的签署，在日美贸易摩擦史上，具有重要意义。标志着美苏冷战后期，美国从全力扶植日本经济，转向全面打压日本经济。

美国的制裁并没能立刻遏制日本的技术优势。1986年，日本NEC开发出世界第一块4M DRAM。日本NTT则在次年展出了16M DRAM样品。到1988年，全球20大半导体厂商中，日本占据了11家，美国只有5家。

而且日本企业包揽了前三名。日本NEC以45.43亿美元的营收总额排名世界第一，东芝以43.95亿美元排名第二，日立以35亿美元排名第三，美国摩托罗拉以30亿美元排名第四，德州仪器以27.4亿美元排名第五。富士通以26亿美元排名第六，英特尔以23.5亿美元排名第七。荷兰飞利浦以17.38亿美元排名第10。唯一上榜的韩国三星，以9亿美元排名第18位。第20名德国西门子，只有7.84亿美元。这一年，日本已经超越美国，成为世界第一大半导体生产国。

盛极而衰是自然规律，商业领域也是这样。1989年日本泡沫经济破灭，经济进入停滞阶段。进入1990年代，随着苏联解体，美国收割冷战红利。在美国刻意遏制下，日本的国际竞争力迅速衰退，其半导体的全球份额迅速滑落至50%，2000年后更是下降到20%左右。如此溃于一旦的急速坠落，让世界震惊并疑惑，究竟发生了什么。

日本厂商悬崖式坠落

美国、日本厂商的崛起——坠落循环，其实道理很简单，关键在投资。1973年世界石油危机后，欧美经济停滞，美国逐渐减少在半导体领域的投资。此时美国对日本还有5年左右的技术优势。然而就是这个时期，日本通过1976年VLSI计划的巨量投资，帮助日本企业在技术上赶超美国。

日本政府的财税资金补贴，帮助日本企业建立了产能优势。1978年个人电脑市场爆发后，日本企业享受到产业投资带来的巨额利润。而美国企业由于前期放弃投资，就此丧失竞争力。此时产业投资竞争门槛，已经从70年代的几亿美元量级，急速暴增至80年代的几十亿美元量级。美国产业界失去投资-盈利循环的机会后，已经再也没有能力追加几十亿美元巨额投资，来与日本较量了。

日本企业的急速坠落也是这个道理。1985年，日本厂商通过开出的海量产能，用暴跌的产品价格，挤垮了美国同行。但是产业不景气的后果，是日本厂商也失去了盈利能力。盈利减少后，日本企业纷纷减少对半导体的技术设备投资。

仅在1985年，由于市场不景气，日本企业砍掉了近40%的设备更新投资，最终的投资额为4780亿日元(19.9亿美元)。1986年市场仍未回暖。1987年需求虽有恢复，但日本各厂商对投资持保守态度，该年度投资额仅有2650亿日元(18.4亿日元)，只占营业收入的15.3%。

1988年市场开始普及1M DRAM内存，但因上一次半导体不景气的殷鉴犹在，日本厂商对设备投资仍然谨慎保守。加上日元迅速升值，日本房地产泡沫蓬勃兴起，大量厂商将资金转投房地产行业。日本产品的价格竞争力急剧衰退。而韩国三星、现代、LG等厂商在此阶段疯狂投资，迅速赶超日本。到1992年，韩国三星就将日本NEC挤下了DRAM产业世界第一宝座。

(中国电子产业在1980年代彻底崩溃，恰恰也验证了“放弃投资就会死“的市场规律。)

2004年，尔必达在广岛建成12英寸DRAM晶圆厂。建设一座8英寸晶圆厂需要投资10-15亿美元，建设一座12英寸晶圆厂，暴增至20-30亿美元。超高规模的投资，使得DRAM产业如同在刀锋上舞蹈，稍有不慎即全军覆灭。尔必达也在沉重的债务下，最终轰然倒地。

日本尔必达终究覆灭

1992年西班牙举办巴塞罗那奥运会。原本市场预期会转暖，结果4M DRAM并未如预期般畅销，日本各厂被迫采取减产来阻止市场价格滑落。这就加速了韩国厂商崛起，韩国三星取代了日本厂商的龙头地位。更令日本人懊恼的是，曾经被日本人逼到差点破产的美国英特尔，与微软联手组建WINTEL同盟，依靠CPU产品大获成功。1996年，英特尔以177.78亿美元的巨额营收，打败日本NEC(104亿美元)，重新夺回半导体世界第一大厂宝座。

1995年微软即将发布Windows 95操作系统，引发市场大热。日本DRAM厂商又大肆扩充产能，企图重新夺回产业优势。但是韩国厂商也在此时疯狂扩充产能。最终导致的结果是，1996年DRAM价格狂跌70%。1997年亚洲金融危机，更是加重了市场衰退。

因此从1996年至1998年，DRAM产业连续三年衰退，全球厂商均出现严重亏损。此时，世界DRAM内存市场已经扩充到400亿美元左右的市场规模。新建一座8英寸DRAM晶圆厂，动辄需要投资10-15亿美元，而且亏损风险极大。日本厂商在连年亏损下，已经丧失了追加投资的勇气。

1999年，日本富士通宣布退出DRAM市场，不玩了。曾经无比强大的NEC、日立、三菱，将三家的DRAM部门合并，成立尔必达(Elpida)。这家重新组建的DRAM企业，希望通过联合经营来降低成本，对抗韩国三星。东芝也在2001年退出了DRAM市场。

日本组建尔必达，是为了保护日本DRAM产业，避免被韩国企业各个击破。可是从成立之初，尔必达就是烫手山芋，被估算每天一开门就要净亏损2亿日元。2002年坂本幸雄出任尔必达CEO，开始拯救计划。

他从美国英特尔拉来订单，并筹集资金建设广岛12英寸晶圆厂。让尔必达的全球市占率开始逐渐攀升。从2002年到2007年获利成长3倍。尔必达全盛时期，整合日系厂商的研发能力，产量排名世界第三，仅次于三星与海士力。不过先前大举扩张时已经埋下祸根。

2007年全球金融危机后，DRAM价格暴跌，尔必达陷入严重亏损。2009年向日本政府申请了1300亿日元援助贷款。2011年泰国洪灾后DRAM市场低迷。日元更是出现史无前例的升值，同时韩元兑日元贬值70%。这让尔必达完全无法招架，销售额迅速下滑。

2012年2月27日，尔必达向东京地方法院申请破产保护，当时公司负债总额已高达4480亿日元(89.6亿美元)，是日本史上最大的破产案件。2012年7月，美国镁光以区区25亿美元低价收购尔必达。仅仅两年之后，镁光市值从60亿美元暴增至360亿美元，成为尔必达破产的最大受益者。

日本企业的退出，进一步扩大了韩国企业的竞争优势。韩国企业似乎能够笑傲江湖了。

可是在笑容背后，又有谁知道韩国人的悲惨命运?

2016年5月，日本三重县四日市，日本东芝与美国闪迪(SanDisk)，合资建设的12英寸晶圆厂(New Fab 2)，主要生产48层堆叠的3D NAND闪存芯片。该厂是在原来的Fab2厂址上推倒重建，总投资超过240亿元人民币。东芝成为日本内存行业发展四十年来，硕果仅存的企业。

来源 | 察网

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