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日本自主创“芯”的借鉴意义

今天我们看待日本时,会自然而然地认为这是一个技术上的先发国家,像欧美一样在面对着中国紧迫的追赶时露出了慌张的神色。但当我们深深透视这个国家的技术发展史时,就会发现它的过去与我们何其相似!都是快速成长为制造业大国的后发国家,都是在贸易上被美国政府制裁过的后发国家,都是在技术上遭受过美国狙击的后发国家。这个国家长期“山寨”美国产品,长期对众多国外工业品实施高额关税,并不断出台产业政策干预生产和研发,它的首都曾经楼市火热,它的财团买下过纽约的标志性建筑。这一切,是不是似曾相识?其实,作为后发国家,日本在自主创“芯”过程中也曾搞过“举国体制”。

由政府牵头,将多个具有竞争关系的民间企业以及国立科研院所结合在一起组建“研究组合(Research Consortium)”,即技术创新联盟,共同进行关键共性技术的开发是日本推进自主创新,迎接贸易自由化和投资自由化挑战的一种重要模式,曾引起了国际社会的广泛关注。其中,日本通商产业省(现经济产业省)在上个世纪极力推进的“超大规模集成电路(VLSI)技术研究组合”被认为是奠定日本半导体产业竞争力基础的经典之作。

以下,拟通过考察日本的“VLSI技术研究组合”这个典型案例,深入揭示日本政府与民间企业合作,面向国家战略需求和世界科技前沿,组建创新联盟,开展集智创新,取得重大突破的一些特点,以期为我国自主创“芯”、突破封锁提供一些启示。

“VLSI技术研究组合”的成立经纬

(1) 追赶计算机巨人IBM

1964年,美国IBM公司宣布使用了集成电路(IC)的第三代计算机360系统问世。同一年,法国最大的计算机生产商被美国通用电气公司(GE)收购。这使日本政府深刻地意识到本国企业在计算机领域所存在的巨大差距,从而坚定了无论如何也要保护和培育国内计算机产业的决心。

经过一段时间的酝酿,日本通产省于1966年启动了“超高性能电子计算机的开发” 大型项目研究。该项目的目标非常明确,就是开发出可同IBM360系列竞争的高性能第三代计算机。此项目通产省直接支付给参与企业的补助金总额高达100亿日元。在通产省所属工业技术院电子技术综合研究所以及民间企业、高等院校的共同努力下,1972年预期目标总算得以实现。

但在1970年,IBM又开发出了使用大规模集成电路(LSI)的370系列计算机。于是,日本通产省又被迫启动了数个与计算机相关的大型项目研究,如1971年的“图像信息处理系统的开发”。该项目跨度为十年,总补助金额为220亿日元。1972年,通产省又创设了“电子计算机新机种开发促进费补助金制度”。其主要内容是,在1972-76年的四年里,拿出570亿日元的补助金用于资助富士通和日立、日本电气(NEC)和东芝、三菱电机和冲电气三个企业联盟分别从事IBM370系列对抗机型的开发。在此补助金的援助下,日本计算机生产企业的技术能力获得了快速提升。

但在几近赶上IBM370的水准之时,又传来了IBM将着手开发第四代计算机“未来系统”的消息。该型计算机计划使用M比特的超大规模集成电路(VLSI),而日本企业当时在IBM370对抗机种中使用的只不过是16K的LSI。这意味着日本的集成电路技术与美国存在着相当大的差距,如果不能在此关键技术领域取得突破,日本企业想超越IBM根本不可能。

(2)难以缩小的集成电路差距

实际上,早在基尔比(J. S. Kilby)和诺伊斯(R. N. Noyce)发明集成电路的第二年,也就是1960年,日本就开始了IC的研究。1960年,日本晶体管的年产量突破1亿个,连续两年超过了美国。此时,日本半导体企业没有料到美国在1962年就跨入了IC的实用化时代。

1964年,基尔比所在的德州仪器公司(TI)向日本政府提出,要在日本设立全资公司生产IC。由于日本企业此时尚未启动IC的生产,出于培育国内IC产业的考虑,通产省对TI的设厂申请极力拖延。与此同时,日本政府利用融资优惠、税收优惠等手段开始积极引导本国企业从事IC的研发和批量生产。TI在独资设厂受阻的情况下,决定拒绝将IC基本专利转让给日本企业。而日本政府则寻找口实迟迟不批准其在日本提出的IC专利申请,以致日本企业在国内从事IC的生产无需太多地顾忌专利侵权问题。

1968年,TI见到跻身IC生产领域的日本企业越来越多,自己的先发优势正在日益减弱,决定接受通产省提出的同日本企业合资设厂的要求。此时,日方也担心TI会以专利侵权为理由阻止日本的IC关联产品出口到美国,故很快同TI达成了妥协。协议的结果是,TI同SONY对半出资建厂,并将IC专利转让给NEC、日立、东芝等日本企业。这样,1968年起日本企业公开从事IC生产、销售的条件便完全具备了。由于IC生产还涉及到仙童公司(FC)和西部电子(WE)的基本专利,而这些专利费加在一起占到了销售额的10%;加上无法像美国企业那样可以获得大量的军用和宇宙开发用订单,日本企业的IC生产虽然在1960年代后期全面启动了,但规模一直上不去,价格也缺少竞争力。1968年,日本的IC产值只有美国的一成。

进入1970年后,日本的IC研发和生产情况发生了显著变化。这主要是因为日本的IC下游厂家使用集成电路完成了一系列重大技术创新。如夏普、卡西欧等公司1970年前后陆续将使用LSI的电子计算器推向市场。这种计算器不仅功能强大,而且价格便宜,受到了消费者的追捧。精工集团也在这一期间推出了使用IC、乃至LSI的电子手表,一些家用电器公司也在彩电IC化方面取得了成功。这些民用电子产品的热销拉动了日本国内的IC,尤其是LSI的研发和生产。这一时期,日本产IC的销售额快速攀升。1971年,日本产IC的销售额只有432亿日元,但1973年就翻了一倍,达946亿日元。不过,电子计算器、电子表等民用品需要的主要都是一些诸如MOS-IC/LSI之类的低速廉价产品,在计算机、测量器械、控制装置用逻辑电路比较多、速度比较快的双极数字式集成电路产品的研发和生产方面,日本仍然明显落后于美国。即使在用MOS-IC/LSI生产计算机用存储器领域,日本也不是美国的对手。例如,1974年前后,日本的企业虽然也参与了计算机用4K动态随机存取存储器(DRAM)的竞争,但其4KDRAM产值只占到全球的10%,而美国企业却占据了全球的85%。

正当日本企业为难以缩小日美集成电路技术差距而懊恼之际,听说IBM又要开发VLSI技术,这着实令日本上下大吃一惊。

(3)“VLSI 技术研究组合”的诞生

VLSI生产技术与LSI存在着很大的差异,它必须使用电子束、或X射线进行投影曝光;必须开发新型感光材料和精密检测装置,以及大口径硅片、微尘清除技术等。而这一切,对日本的企业来讲几乎全是陌生的。日本企业如果不能攻克这些技术难题,那么其半导体产业,乃至整个民用电子工业都将会受制于美国。如何寻找破解之道,便成了摆在日本政府、半导体生产企业以及学者面前的紧迫课题。

VLSI的研发,需要的资金十分庞大。它不是个别企业所能承受得起的。如果政府不给予强有力的支援,日本的半导体生产企业根本就不可能形成竞争力。欲在半导体领域缩小同美国的技术差距,拯救计算机这个幼稚但又至关重要的产业,政府必须采取非常措施,与企业以及科研机构一起协同行动。这在当时已成了日本学界和产业界乃至政府的一个共识。

为此,日本通产省在机械情报产业局下面专门设立了一个叫作“电子情报课”的处室,负责策划计算机及其关键部件VLSI存储器的开发方略。当时,与通产省存在竞争关系的邮政省系统的电信电话公司(NTT的前身)已启动了VLSI项目援助计划,但由于可投入资金有限,最终同意由通产省牵头推进VLSI的研发。这样,通产省提出的设立“下一代电子计算机用VLSI开发促进费补助金”的预算案很快就获得通过。为具体落实这一计划,通产省于1975年7月成立了包含多名产业界和学术界人士在内的“VLSI研究开发政策委员会”。经该委员会充分酝酿,通产省最终决定于1976年3月10日成立由政府和民间企业共同出资的共同研究开发组织——“VLSI技术研究组合”。

参加“VLSI技术研究组合”的企业全部由通产省选定。它们是日本电气、东芝、日立、富士通、三菱电机。除美国独资公司日本IBM外,几乎囊括了日本境内所有的大型半导体生产企业。同时,通产省还决定在“研究组合”下面设立一个研究基地——“共同研究所”,由通产省所属的工业技术院电综研和各参加企业负责派遣科研人员组成。尽管日本早先已成立了很多形形色色的“研究组合”,但由存在竞争关系的企业各自派遣研究人员组成相对稳定的共同研究所置于“研究组合”之下,这还是第一次。

“VLSI技术研究组合”的组织管理

(1)组织架构

“VLSI技术研究组合”的最高管理机构是理事会,由各大公司的总裁和通产省的代表组成,理事会的主席由理事轮流担任,秘书长由通产省出身的离职官员担任。理事会下设运营企划委员会,其成员由各公司分管半导体工作的副总裁级人物以及通产省管辖的电综研相关负责人组成。他们每月至少碰头一次,就“研究组合”中的重大事项进行商议、拍板。为提高议事、决策效率,运营企划委员会设立了两个专门委员会——经营委员会和技术委员会,前者专责行政事务,后者专责技术研发。

“VLSI技术研究组合”中凡适于由中立者担任的职务均由通产省出身的人员出任。如理事会秘书长由通产省离职官员根桥正人担任,常设技术研发机构——共同研究所所长则由电综研半导体装置研究室主任垂井康夫担任。根桥长期担任通产省行政官员,具有丰富的大型项目管理经验和很强的组织协调能力,且人际关系极熟。垂井作为电综研的半导体装置研发部门负责人,曾参与、主持了多个大型半导体研发项目的研究,对各大半导体企业中的技术骨干情况了如指掌,对国际LSI的发展动向也相当熟悉。他们的出身和资历决定着他们能够赢得各个公司的信任与合作。

(2)课题的选择

通产省设立VLSI开发促进费补助金的目的非常明确,就是只对生产VLSI的共性基础技术的研发予以支持,而且对这种共性基础技术的研发补助控制在总研发费的50%以内。通产省认为,如果只是对前竞争阶段的技术研发予以补助,而且补助额度只是少量的,不至于给国际社会留下日本政府在大规模补贴半导体生产企业的口实。在这种思路的影响下,“VLSI技术研究组合”强调,课题的选择必须突出基础性和共性两大特征。其实,这也是参与企业的共同要求。因为只有研究各自都将会面临的共性技术问题,参与企业才会有兴趣;而且如果研究的只是一些基础性问题,企业就用不着担心自己的特有技术会在共同研发过程中被竞争对手学去。

经过反复讨论,参与企业认识到,共同研究所的研究目标应锁定在10到20年内有实用化可能的1MDRAM的技术研发上;至于各企业内部的研发机构则应把研究重点放在64KDRAM和256KDRAM的实用化技术研发上。为此,首先,必须攻克高精度加工技术,以大幅提升芯片的集成度;其次,必须解决硅片的大口径化问题;此外,还应解决LSI乃至VLSI的设计、工艺处理、检测与评价以及装置设计等技术问题。

由于高精度加工技术和单晶硅结晶技术属于核心基础技术,所以“VLSI技术研究组合”决定交由共同研究所攻关解决。设计技术属于非共性技术,故由各参与企业所属研发机构自行组织攻关。至于工艺处理技术、检测评价技术、装置设计技术等,除其中的一些基础性、或共性问题由共同研究所负责外,其余均由各企业的研究机构负责解决。

(3)人才的选拔

“VLSI技术研究组合”内负责共性基础技术研究的共同研究所设在NEC中央研究所院内,定员为100人左右,主要承担,1、高精度加工技术;2、硅结晶技术;3、工艺处理技术;4、检测评价技术;5、装置设计技术等五个方面的研发任务。

共同研究所要求五个参与企业各推荐一名研究室主任级人选,研究室成员则由各研究室主任挑选。但由于参与企业担心自身的技术外流而失去技术优势,故不愿意将本企业最优秀的技术骨干推荐到共同研究所任职。最后由共同研究所所长垂井康夫提出初步名单,经通产省相关部门出面协调,才确定室主任级人选。但是,在如何安排五个研究室主任人选时又遇到了麻烦,因为五位室主任候选人为了本单位的利益都争抢着要担任高精度加工这个核心技术研发部门的主任。结果,“VLSI技术研究组合”决定在共同研究所内设置相互独立的三个高精度加工技术研究室,由有过半导体精密加工设备研发经验的日立、富士通、东芝三家公司的室主任候选人各负责一个。硅结晶技术属于最为基础的技术,该研究室主任最终决定由电综研的科研人员出任。三菱电机和NEC的室主任候选人则负责剩下的工艺处理技术研究室和检测评价与装置设计技术研究室。

三个并列的高精度加工设备研究室的成员主要从室主任所在的企业中抽调,余下的两家企业则分别加入其中。由于余下的两家企业在高精度加工领域起步晚,不构成威胁,故三家先行企业均没有表示排斥。至于另外三个研究室的成员,则打破企业界限,尽量从五家参与企业中等额抽调。

(4)研究经费

“VLSI技术研究组合”从1976年设立起至1980年宣布解散为止的四年里,总事业费约为720亿日元。其中由通产省补助金资助的数额就高达291亿日元,约占总事业费的40%。其余事业费则由参加企业平均分担。这四年里通产省补助金总支出为592亿日元,也就是说通产省拿出了手中一半的补助金用于支持VLSI的研发。“VLSI技术研究组合”的总事业费若按四年进行平均,每年约为180亿日元。而在其成立前的1975年,日本半导体生产厂家的IC关联年间研究开发投资合计为215亿日元,年间设备投资合计为114亿日元。很明显,“研究组合”的年间事业费规模占据了当时整个日本半导体研究开发事业费中的一个相当高的比重,足可以称得上是一个超大规模的研究开发项目。

1980年“研究组合”解散后,为了消化“研究组合”的研究成果,并将其实用化,五家企业在政府停止提供开发促进费补助金的情况下,至1986年项目完全中止时为止,又自行追加了总额达600亿日元的研发投入。

(5)研究方式

尽管“VLSI技术研究组合”需要研究的课题有很多,但其最为重视的乃半导体高精度加工设备的研发。当时,日本厂家充其量只能制造线宽为2微米的半导体加工设备,但要生产1MDRAM,必须将线宽降到1微米以下。研发如此高精度的加工设备难度很大,风险很高。为确保四年内如期攻克这一技术难关,三个高精度加工技术研究室围绕着同一个目标从不用的角度发起了冲锋。三支队伍争先恐后地相互竞争,后来反而取得了很多意想不到的收获。

共同研究所承担的研究任务不一定都要由研究所内部的研究人员来完成,也可以委托给其他研究机构。事实上,共同研究所曾将不少研究项目交给了集成电路生产的上游企业,如拥有光学设备加工技术优势的理光和佳能,拥有电子束扫描技术优势的日本电子,拥有平版印刷技术优势的大日本印刷公司和凸版印刷公司,以及拥有硅结晶加工优势的信越半导体和大阪钛金属公司等。结果,虽然直接参加“研究组合”的只有五家大型企业,但是很多上游企业,尤其是半导体装置生产企业和半导体材料生产企业都程度不同地被动员起来了。此外,一些半导体装置生产企业的上游公司,如光源设备制造公司、检测设备制造公司等也都先后参与进来了。据称,四年里与“VLSI技术研究组合”挂钩,参与合作研究开发的上游企业数多达50余家。

(6)组织协调

将存在竞争关系的企业组织到一起从事共同研究开发,存在很多困难。在协调彼此关系方面,通产省出身的官员和电综研的科研人员做了大量的工作。为促进研究交流,他们每隔一到两周,便将各研究室科研人员组织到一起汇报交流各自的研究进展。三个高精度加工技术研究室虽被相互隔开,但采用的是无墙隔离,研究人员可以自由地进入其他研究室参观、访谈。而且无尘室也是共用的,它也成了一个重要的交流场所。此外,通产省出身的官员和电综研的科研人员还经常发起户外旅行、节假日聚会等联谊活动,以缩小来自于各个企业的科研人员之间的心理距离。经过精心策划,共同研究所逐渐变成了一个“组织”,并在迎接共同的对手——IBM的挑战过程中最终走到了一起。很明显,在共同研究所,五个企业之间的竞争乃一种良性竞争。竞争的结果不是胜者驱逐败者,而是实现了共赢。

“VLSI技术研究组合”取得的成就

(1)在光刻装置和大口径晶圆的研制上取得了突破

“VLSI技术研究组合”的最大功绩可谓是成功地开发出了半导体加工过程中的关键设备——缩小投影型光刻装置(Stepper)。为开发这种精密装置,“VLSI技术研究组合”以势在必夺之势在共同研究所内组建了相互独立的三支团队。三支团队研发半导体加工装置的技术路线虽然不尽相同,但都取得了重大突破。这些技术突破为日本后来在缩小投影型光刻装置、乃至整个半导体生产设备领域确立优势地位奠定了基础。“VLSI技术研究组合”启动以前,日本半导体生产设备的80%左右依赖从美国进口,但到了1980年代中期全部半导体生产设备都实现了国产化,至1980年代末日本的半导体生产设备的世界市场占有率超过了50%。1980年,全球半导体生产设备销售额最高的十大公司中,日本只有1家;1989年迅速增长到5家。如以缩小投影型光刻装置这项关键设备为例,1980年前几乎全部从美国进口,但从1985年开始,日本的国际市场占有率便超过了美国,到2000年时,除荷兰的AMSL外,生产、销售这种关键生产设备的厂家都是清一色的日本公司。

在晶圆大口径化方面,“VLSI技术研究组合”也取得了不小的成绩。今天,人们在媒体上经常会听到或看到有关16吋或20吋晶圆的报道,而且对此不会感到太多的惊讶。但是,1970年代中期,有研究认为晶圆的口径最大只能做到6吋。“VLSI技术研究组合”硬是冲破了这种思想框框,在1980年首次开发出了口径达到8吋(200mmm)的晶圆。不仅如此,“研究组合”还就氧和碳等元素对硅结晶的影响进行了探讨,并对晶圆大口径化后的生产技术难题进行了深入的研究。这些都为1980年代日本半导体材料生产行业的崛起提供了强有力的支撑。1985年日本半导体材料的世界市场占有率就达到了60%,两年后又进一步上升到了70%以上。日本半导体材料生产行业能够从1980年代后期开始称霸世界,不能不在一定程度上归功于“VLSI技术研究组合”的成立。

(2)在存储器生产销售领域大幅超越了美国

在接受政府研发补助的四年里,“VLSI技术研究组合”的专利申请数达1210件,商业秘密的申请数达347件。由于“研究组合”的专利,参加企业均可无偿使用,因此它对参加企业整体技术水准的提升发挥了非常重要的作用。不仅如此,参加企业共同作业,互相交流,最终都达到了取别人之长,补自己之短的目的。这样一来,1980年之初,参加“VLSI技术研究组合”的企业在芯片加工领域基本上都站在了同一起跑线上。有趣的是这些企业开始商业化生产时,都把主要力量投放到存储器,尤其是DRAM上了。由于微处理器的生产需要较高的设计能力,在“研究组合”掌握的知识很难发挥太大的作用,故这些企业没有在此领域投入太多的人力和物力,以至于后来日本的半导体生产企业出现了一头强一头弱的局面。也即,在存储器方面,日本企业的实力明显高于美国,但在微处理器方面,除占据了一定的微处理器生产设备的市场份额外,基本上没有形成什么竞争力。

虽说日本企业在微处理器生产领域表现不佳,但由于在共同研发过程中逐渐掌握了集成电路的高精度加工以及晶圆大口径化、印刷电路的快速检测等技术,故在存储器生产领域取得了骄人的成绩。前已述及,1970年代中期日本企业的4KDRAM的销售额只占全球的10%。但在16K的DRAM中,由于NEC、富士通、日立等奋起直追,日本企业的全球销售份额扩大到了30%以上。到了1970年代后期,日本企业则率先将64K的DRAM推向市场,以至日本企业的64KDRAM的国际市场占有率攀升到55%,超过了美国。其后,在256KDRAM的竞争中,日本企业又再接再厉拿下了80%的全球市场份额,迫使英特尔、摩托罗拉等多家美国半导体企业退出了存储器领域的竞争。至于“研究组合”作为主要目标开发的1MDRAM,日本企业则抢占到了近90%的世界销售份额,远远地将美国的半导体生产厂家甩在了后头。

1979年,日本的集成电路国际贸易开始出现顺差,集成电路对美贸易顺差则出现在1980年。不过,1980年日本集成电路的国际市场占有率只有26%,远低于美国的68%。令人吃惊的是,1986年日本半导体产品的国际市场占有率便开始超越美国。其后十年,除个别年份外,日本的国际市场占有率都一直高于美国。这种状况直到1995年微软推出视窗95,英特尔推出与之相配套的改进型奔腾处理器之后才发生了根本性的逆转。存储器是半导体产业中市场规模最大的产品,也是军工生产中不可或缺的重要器件。日本在此领域取得的成功,不仅为其带来了巨额的商业利润,也为其国际地位的迅速提升立下了汗马功劳。

(3)为各国半导体产业技术创新联盟的成立提供了模式

日本半导体产业的崛起使一向以半导体先进国家自居的美国产生了屈辱感。美国认为,一旦美国的半导体产业发展受挫,那么在计算机、通讯等领域,甚者在国防工业方面都有可能落于下风。因此,美国的企业界、乃至政界人士纷纷起来指责日本以组建“研究组合”的方式补贴企业,实行不公平竞争。不过,美国有识之士此时并没有忘记对这种制度的合理性进行深入的检讨。结果,呼吁缓和反垄断法对共同研发的约束的声音越来越大,以致1984年美国国会通过了《国家合作研究法》(1993年修改后更名为《国家合作研究与生产法》),将溢出效益明显的共同研究开发活动合法化。

1987年3月,美国半导体工业协会(SIA)根据国防部国防科学局的一份调查报告的建议决定成立半导体制造技术创新联盟——SEMATECH。在5月份提交的计划中,SIA明确提出SEMATECH的任务是在1993年底前攻克64MDRAM技术,1988-93年间的预算为每年2亿美元,其中的1亿由国防部支付,另外1亿美元由参加联合体的IBM、英特尔等10余家美国企业按半导体销售额的高低进行分摊。美国政府于1987年底批准了该项计划。SEMATECH1988年1月启动后,展开了一系列卓有成效的研究,但是1990年,英特尔出身的董事长诺伊斯突然去世,国防部内主管该项工作的国防高级研究项目署署长又被解职,SEMATECH的发展遇到了不少难题。由于日美两国的产业技术政策、企业竞争方式、社会文化传统等存在着较大的差异,效仿“VLSI技术研究组合”建立起来的SEMATECH后来逐渐摆脱了日本模式的影响,演变成了上下游企业间的研究联合体以及纯粹的民营化研发组织。

“VLSI技术研究组合”也对欧洲半导体产业的发展产生了重大影响。1986年,半导体产品国际市场占有率的分配是,日本:44%;美国:43%;西欧:9.5%。第二年,美国为了复兴半导体产业决定成立SEMATECH。这样,在半导体领域远远落后于日美的欧洲便面临着一个艰难的抉择,是继续依赖强大的竞争对手日本和美国呢?还是在其中力争一席之地?

在1988年6月召开的尤里卡部长会议上,欧共体通过了一项由“欧洲联合开发亚微米硅技术”(JESSI)规划小组提出的计划方案,并决定从1989年开始付诸实施。JESSI计划的执行期间为八年,即从1989-96年;其最终目标是在1996年前研制出64MDRAM的实用化技术以及其他存储器生产技术等。计划每年投入6.6亿美元左右。其中,50%由参与企业自筹,25%通过尤里卡项目资助,余额则由参与JESSI的企业所在国政府支付。参加这项计划的欧洲企业超过了40家,主要研究由德国的西门子、荷兰的飞利浦、意大利和法国的SGS-汤姆森负责担纲。但是,该计划后来也遇到了很多困难,主要是因为它乃多国间合作研究计划,协调参加各方的意见和利益费时费力,故其最初设定的在半导体领域赶上日本的目标最终未能实现。

此外,韩国也在1980年代后期模仿日本的“VLSI技术研究组合”成立了以电子通信研究所(ETRI)为牵头单位,由三星电子、LG半导体、现代电子、首尔大学、科学技术院以及多家政府机关等组成的共同研究开发组织,主要从事DRAM及其制造设备和生产材料的研发。为攻克生产256MDRAM所需的0.25-0.15微米精密加工技术,韩国1993年组建了以上述产学研机构为主体的技术创新联盟——下一代半导体研究开发事业团。1993-97年的4年间,韩国政府向该事业团投入了高达914亿韩元的研发补助金,占其研发总经费的47%。与欧美不同,韩国的半导体研究开发事业团很好地完成了原定计划,为韩国半导体工业在亚洲金融危机爆发后迅速崛起奠定了基础。

分 析 讨 论

(1)技术创新联盟是一种值得重视的共同研发组织形式

产学研合作从事共同研究开发的形式有很多。过去,我们习惯于搞大课题制,通过将课题进行层层分解的方式将各方面的研究力量凝聚起来。这种形式虽然能够有效避免重复研究,但研究力量是分散的,难以形成集聚效应。特别是当课题进行一层一层地分解,并最终落实到人之后,承担不同子课题的科研人员即使是在同一单位,彼此之间也很少交流。结果,我们也许会有多学科研究,但很难有交叉研究。

至于将各方面的研究力量抽调到一起,组建一个崭新的科研机构,进行联合攻关,这在新中国的历史上并不罕见。特别是在计划经济年代,在大型军工研究领域,这种方式更是司空见惯。但由于这种共同研究开发方式存在着经济效益不高等诸多问题,故在推行市场经济的这些年,我们很少采用这种科研组织方式,特别是在民用技术研发方面。有没有一种介于上述两个极端之间的共同研究开发组织形式?通过对日本的“VLSI技术研究组合”进行考察之后,我们得出了肯定的答案。

技术“研究组合”,即技术创新联盟是一种由政府和参加企业共同出资,以及由产品开发经验丰富的企业和基础研究实力雄厚的公共研究机构共同出人,组建起来的一种非永久性的科研组织。组建后主要从事参与企业共同关心的基础技术和共性技术问题的研究,一俟研究目标达成之后便予以解散。它与企业共同出资组建的具有独立法人地位的联合研发机构——科技开发股份公司不同。最大的区别在于前者是按照研究需要结成的非营利性的临时组织,研究任务完成后全体参与人员便携带着富有实用价值的科研成果各自归队,故通常不会留下太多的包袱。

技术“研究组合”与那种相互签订协议,明确各自的研究分工和所需承担的经费,然后由企业分头进行研究的合作研究形式也存在着很大的差异。因为各企业分头研究往往交流不足,难以发挥集聚在一起从事共同研究的优势。更重要的是,具有竞争关系的企业通常很难走到一起通过缔结协议的方式进行合作研究。而“研究组合”却拥有很多独特的优势。它既可以在中小企业之间组建,又可以在大型企业之间组建;既可以在具有互补关系的企业之间组建,又可以在具有竞争关系的企业之间组建。特别是在具有竞争关系的大型企业之间组建的“研究组合”优势更为独特,这一点“VLSI技术研究组合”已经给出了很好的说明。

(2)官民合作组建技术创新联盟可部分弥补市场机制的缺失

最近,“制度重于技术”的观点在国内比较流行。有学者认为,在计划经济体制下,根本没有办法使技术进步常规化和制度化。因为习惯于计划经济思维方式的人总以为加快技术进步的办法,就是以政府为主导,规划科学和技术发展的重点,确定关键性的科研课题,动员足够的人力、物力、财力支持企业或者自行组织“攻关”。实际上,这是对技术进步机制的一种误解。技术进步不能靠政府指令,也不能靠政府的优惠政策,而要靠市场竞争和盈利激励, 使每个企业都主动根据价格信号来选择最适当的技术,并改进产品和工艺。这种对计划经济时代种种弊端的批评可谓一针见血,所提出的政府应当注意充分发挥市场调节机能的观点值得人们高度重视。但是,日本“VLSI技术研究组合”的成功经验告诉我们,即使是市场机制比较完善的国家,也难以完全依靠市场调解机制解决诸如半导体精密加工这类投资大、风险高的技术创新问题。否则,重视市场机制的欧美各国也就不要学习日本,组建SEMATECH、JESSI之类高新技术创新联盟了。

实际上,政府与企业合作成立技术创新联盟进行共同研究开发可以在一定程度上解决单靠自由竞争难以解决的同行企业合作研发问题,并可收到一些特殊的功效。

首先,参加“研究组合”的同行企业将资金和人才集聚到一起,可以在研究开发上形成规模经济。企业独自搞研发虽然可以独享研究成果所带来的利益,但往往会因资金和人才有限不得不放弃很多有前途的技术研发。而与其他企业携手组建“研究组合”后,企业则可突破很多制约,进军一些投资大、难度高的技术领域。

其次,同行企业结成“研究组合”共同研究关键技术,可以避免重复投资,降低研发风险。企业为了抢占新兴市场会争先恐后地参与该领域的研发竞争,导致众多企业在同一研究领域投入大量的研发资金。如果参与企业选择的技术路径相近,在胜者通吃的情况下,那些研发进度不如意的企业就很难获得预期的研发投资回报,从而造成社会资源的严重浪费。

再者,同行企业结成“研究组合”可以减少技术专有对社会经济发展造成的负面影响,而且还有助于企业间的默会知识的交流。

(3)同行企业组建技术创新联盟政府和公共研究机构不宜缺位

尽管企业结成“研究组合”会获得不少利益,但是这些利益通常并不足以打动那些具有竞争关系的企业。要想将这些具有竞争关系的企业结合到一起组成“研究组合”,必须先帮助它们克服诸如心理、制度等方面的障碍。这一点在“VLSI技术研究组合”成立过程中已有明显的体现。

所谓心理方面的障碍,主要是指企业担心在从事共同研究开发过程中丧失掉自身的技术优势,或者交纳一定的研发经费后得不到应有的回报。这个顾虑不打消,企业就不会愿意把最优秀的科研人员选派到“研究组合”,并会极力争取那些自身实力本来不强的研究项目以提升企业的竞争力。如果参加企业对“研究组合”设定的研发目标等没有信心,认为所研发的技术在可预见的未来根本没有实用化的可能,那它参加“研究组合”的积极性必将会大打折扣。

所谓制度方面的障碍,主要是指具有竞争关系的企业结成“研究组合”很容易被视为意欲实行行业垄断,阻碍市场竞争的行为。而一旦被视作为阻碍市场竞争的行为,依据国内的反垄断法又将会受到重罚,或者被外国企业以违反WTO相关规定为由提起诉讼,那么企业对参加“研究组合”一事将会慎之又慎。

因此,具有竞争关系的大型企业结成共同研究开发组织时,政府不可缺位。尽管企业不一定有参与“研究组合”的积极性,但是政府可以通过发放研究补助金、制定税收优惠政策以及立法将前竞争阶段的共同研发纳入许可范围等方式来加以推动。

“VLSI技术研究组合”的成功还证明价值中立且不以营利为目的的公共研究所参与“研究组合”以第三者的身份和超然的立场来协调企业与企业之间的利益冲突,推动研发活动的顺利开展非常重要。没有公共研究机构从中斡旋、穿针引线,“研究组合”的共同研发效率很难提高,甚至连课题的设置与分工等具体问题都难以解决。

美国的SEMATECH,由于没有政府官员的强力介入,以及公共半导体技术研究院所居中协调,故其运作没有日本的“VLSI技术研究组合”那样协调。欧洲的JESSI没有达成预期目标的原因则是,JESSI乃多国技术合作组织,企业所在国的中央政府和公共研究院所很难发挥太大的影响。而韩国在半导体共同研究开发中所取得的成功,则在很大程度上要归功于政府的大力支持以及韩国电子通信研究所的不懈努力。

结 语

上个世纪七十年代,日本在技术上堪称是后发国家。为了迅速缩小与美国的技术差距,日本通过组建技术创新联盟的方式将具有竞争关系的大中型企业联合起来集智攻关,最终不仅在光刻装置和大口径晶圆的研制上取得了突破,确定了自己的独特技术优势,而且还在半导体存储器的生产与销售领域大幅超越了美国,抢占了很多原本属于美国的市场份额,为“日本可以说NO”提供了强有力的技术支撑。

日本为我们提供了非常好的示范。面对美国的技术挑战,中国似有必要借鉴日本的成功经验, 通过组建技术创新联盟的方式将产品开发经验丰富的大型骨干企业和基础研究实力雄厚的科研院所、高等院校紧密地联系在一起,对半导体领域的关键共性技术实施集智攻关。日本能够做到的,相信中国也一定能够做到!

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