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日本半导体行业60年发展历史回顾

20世纪40年代到50年代

从20世纪40年代末到20世纪50年代

晶体管是在美国发明的,并且在日本也建立了晶体管的大规模生产。

日本在第二次世界大战后的经济复苏中对消费电子产品的需求得到提升,晶体管支持这一举措。

1947年12月:在美国AT&T贝尔实验室发明点接触锗晶体管
AT&T贝尔实验室的Walter H. Brattain和John Bardeen发明了锗晶体管。1949年,William B. Shockley创造了结晶体管的概念。肖克利随后加入了自己的改进,并于1951年7月成功制作了商业样品.AT&T贝尔实验室于1952年5月公开宣布这一点。

1953年至1950年代中期:日本制造商开始生产锗晶体管
在获得Western Electric公司的专利后,索尼于1955年8月在“无线电热潮(真空管)

”中生产出第一台商用晶体管收音机。随着许多其他日本制造商参加此次比赛,日本获得了全球的认可。 “日本制造的晶体管收音机。”

1956年2月:在加利福尼亚州圣克拉拉县建立半导体实验室。硅谷的诞生
Shockley半导体实验室由William Shockley在Palo Alto成立。在此之后,许多半导体和相关公司诞生在这一地区,因此圣克拉拉周边地区开始被称为“硅谷”。

1958年:在美国发明IC
德州仪器(TI)的Jack Kilby发明了锗固态电路,并获得了单片IC的专利。

1959年:日本在锗晶体管生产方面排名第一
随着晶体管收音机越来越受欢迎,日本制造商开始在晶体管的大规模生产中使用他们自己的工艺和设备。

日本在1959年生产了8600万个晶体管,取代美国成为世界第一的晶体管生产国。

1959年:美国成功实现了硅晶体管的商业化
在1956年之后的几年里,美国加速了硅晶体管的发展,其具有优于锗晶体管的热和频率特性,用于军事,航空和计算机行业。

20世纪60年代

IC在美国的诞生,以及在日本的大规模生产(特别是消费类应用的线性IC)。

集成电路为日本消费电子产品(彩电,电子计算器和电子石英手表等产品)的成功做出了贡献。

随着经济急剧扩张,日本成为一个先进国家:1950年人均国内生产总值为2000美元,1970年增加到1万美元。

20世纪60年代到70年代:日本半导体公司的管理层专注于质量
虽然大多数美国制造商认为他们对产品质量的责任仅在有限的时间内适用,但日本制造商认为这种责任是无限的,并且将质量控制带入其业务的核心价值。

20世纪60年代初:日本成为最大的晶体管制造国。
在从美国引进硅晶体管技术后,日本开发了自己的大规模生产技术和工厂,并成为整个最大的晶体管制造国。

1965年:摩尔定律在硅谷宣布
Gordon Moore(来自Fairchild)预测,每个芯片的元件数量每年会增加一倍。这是一个经验法则,表明IC芯片的演变呈指数级增长。

1965年及以后:日本制造商的崛起加速了他们自己的开发和大规模生产,同时从美国进口IC技术
作为对东京周边生产经营中工人短缺和固定成本高等问题的对策,日本制造商开始在其他地区建厂,如东芝的大分公司,三菱的熊本公司和NEC的山形公司。主要产品是模拟集成电路,双极集成电路,以及从20世纪60年代后期开始的CMOS集成电路。

1968年:在日本政府的支持下启动超高性能计算机开发项目
由NEC,日立和富士通的大型机开发引发的日本计算机市场规模在1965年至1970年间从50亿美元大幅增长至3300亿日元。

然而,由于IBM领导的美国制造商仍然主导着高端市场份额日本政府启动了超高性能计算机开发项目,旨在加强国内制造商的发展。

1968年:英特尔成立
Robert Noyce和Gordon E. Moore离开Fairchild并创立了英特尔。那时,英特尔的关键产品是内存。直到1971年,英特尔与日本的Busicom合作开发了第一台MPU,即4位MPU 4004。

1969年:夏普发布了QT-8D计算器
夏普于1973年发布了EL805。该产品的主要电路采用单个CMOS LSI芯片。最初使用美国罗克韦尔的LSI电路,但后来被日本产品取代。

1969年:精工发布了世界上第一款电子手表Astron
Seiko最初使用与Intersil合作开发的CMOS IC。然而,当Seiko和其他日本制造商开发出新的单芯片CMOS LSI时,Seiko采用了这些LSI。7年后,随着其他公司加入该行业,日本电子手表的生产超过了1976年领先的手表制造商瑞士。

1969年:英特尔发布全球首款半导体存储器SRAM3101,推动半导体存储器取代计算机核心存储器
英特尔当时将存储器视为其业务的核心,于1970年发布了世界上第一台DRAM 1103,并于1971年发布了第一批EPROM,1702和2716。

1969年及以后:日本电报电话公司(NTT)推动电信设备LSI电路的发展
在整个20世纪60年代和70年代,NTT是日本半导体公司在电信市场的最大客户。

NTT主动开展了多个IC开发项目,涉及多个IC制造商之间的协作(适用于从电子专用交换机到电话的应用),并且他们对可靠性测试和通过使用稳定性实现的高质量实现提出了非常严格的要求。制造过程。

这有助于进一步提高日本半导体公司的产品和运营质量。

20世纪70年代

日本IC制造业继续取得显着进展。

LSI时代的开始

20世纪70年代早期:第二次世界大战后日本经济急剧增长

日本加入了发达国家的行列
(1950年人均GDP为2000美元,1960年为4,000美元,1970年为10,000美元);

然而,其他国家的回应是惊讶和指责评论的复杂组合。

20世纪70年代上半叶:日本开始在美国之前开发汽车用IC
汽车集成电路的开发始于用于车载娱乐的模拟集成电路,随后是4位微控制器和其他数字集成电路,用于雨刷,电子锁和仪表板,然后是8位和更宽位的微控制器用于发动机控制。

1970年:全球半导体市场规模为8700亿日元
三大半导体供应商是TI,摩托罗拉和飞兆半导体。消费电子产品是日本供应商的特色产品,仅占全球市场的一小部分。市场份额:美国:48%,日本:25%,欧洲:26%,其他:1%

1971年到1970年代中期:CPU的发展在美国和日本取得了进展
在日本Busicom的技术支持下,英特尔开发出第一款用于电子计算器的4位MPU 4004,并于1974年发布了8080,一种8位NMOS MPU。随着摩托罗拉的6800和Zilog的Z80的出现,MPU的基本功能得到了定义。日本制造商开发的MCU从20世纪70年代中期开始发展,4位MCU开始占据家用电器应用市场的很大一部分。

1972年及以后:电子计算器和手表IC销量明显增加
日本半导体制造商生产了大量的CMOS LSI,每家公司在1974年每月生产一到两百万个LSI。特别是,低功耗CMOS LSI促进了其他消费电子产品的开发,这些产品确实成为世界第一位置。

大约1974年:由于石油危机导致的经济萧条导致半导体市场首次下滑
全球半导体市场在22年内增长了100倍(从1957年的1亿美元增长到1964年的10亿美元,然后到1979年的100亿美元),1975年经历了两位数的下降百分比。是所谓的硅循环中第一次下降。

1974年:日本完全放开了IC的进口
1970年初,日本电子公司从美国半导体制造商引进数字集成电路并引入相关技术,并与后者建立了合作伙伴关系。然而,在20世纪70年代中期,日本电子公司转向使用更多日本制造的半导体产品导致美国半导体制造商的进口大幅减少。在美国政府的压力下,日本政府于1974年完全放开了IC的进口。

1975年:索尼发布了Betamax格式的录像机
日本Victor公司(JVC)于1976年发布VHS格式录像机,继1975年索尼采用Betamax格式后,开始在两家日本制造商之间设立标准格式。VCR是AV设备模拟IC最重要的应用之一。

1975年:成立VLSI技术研究协会
在工业科学技术机构电工实验室的基础上,投资1100亿日元,VLSI技术研究协会与富士通,日立,NEC,三菱和东芝成为其成员。其目标是开发最先进的制造工艺和用于微加工的光暴露图案设备,并在五年内制造出1毫米工艺和1兆比特DRAM的原型。

20世纪70年代中期及以后:日本半导体制造商大力推动自动化生产
为了通过制造原型IC的技术获得与20世纪70年代开发的大规模生产IC相同的最高质量水平,日本半导体制造商大力推广自动化生产方案。特别是,后端制造业务中的自动化粘合工艺是重点。与晶圆制造工艺相比,后者更依赖于设备和设备,后端工艺更多地依赖于手工工作。这限制了质量的一致性和操作的速度,因为操作员的工作量不足,操作员任务的复杂性增加变得更加容易。

1977年:在美国成立半导体行业协会(SIA)
SIA向美国政府提交了一份关于日本VLSI项目的报告,并在半导体研究公司的旗帜下,建议加强行业与大学之间的联系,推动美国IC的发展。

1979年:英特尔发布了8088,这是1982年在IBM PC和IBM兼容机器上使用的16位MPU
8088和微软的MS-DOS发起了IBM的开放式架构PC。

随着众多IBM兼容机器的诞生,这是Wintel(Windows和Intel)成为事实上标准的开始。

20世纪70年代后期:日本计算机,电信和工业用半导体产品市场的显着增长
在这些高端微控制器市场中,美国的英特尔,Zilog和摩托罗拉是全球主要的制造商。日本制造商开始追赶原装产品和替代产品。

 

20世纪80年代

 

日本半导体产业的崛起和对美国的强烈不满。日本消费电子市场的进一步扩张,以及第一次“数字浪潮”。

日本半导体制造商的战略重点是质量,稳定供应,并通过积极投资实现有竞争力的价格,这大大提高了日本半导体产品的地位。许多美国电子公司开始采用日本半导体产品,尤其是DRAM。与此同时,美国对日本成功的危机感引发了美日半导体产业之间的一系列冲突。

在消费电子领域,VCR,CD和视频游戏机获得了广泛的欢迎。在此期间,日本消费品制造商在全球产品供应方面处于领先地位,并支持对国内半导体产品的坚定需求。

“第一次数字浪潮”始于苹果和IBM PC的商业化,欧洲第二代移动电话等等,然后在1990年代转移到“第二波”。

20世纪80年代初:全球半导体市场的规模为3.5万亿日元。
前三大供应商是TI,摩托罗拉和菲利普斯。

自1975年以来,这一排名保持不变,而在全球半导体产品市场中,日本制造商未能进入前10名。

20世纪70年代是日本半导体产业发展的时代。,拥有用于电子计算器和手表的CMOS LSI,用于消费电子产品的模拟IC以及作为业务基础的硅晶体管,64-Kbit和256-Kbit DRAM以及单芯片微控制器的开发取得了重大进展。虽然全球半导体市场规模庞大,但1980年日本制造商的份额仅为25%左右,其中美国占据了一半以上的市场份额。

20世纪80年代上半期:DRAM扩大了日本制造商的全球份额,日本制造商在1981年达到64-Kbit DRAM的最高位置
随着美国计算机行业使用更多的DRAM,导致对DRAM的需求迅速增加,许多美国计算机制造商采用了日本制造的DRAM,这些DRAM因其质量而备受赞誉。日本DRAM在设计和工艺技术方面处于领先地位,现在正在对质量,交付和价格进行高评价。1981年日本64K-DRAM市场份额超过美国,1987年整体DRAM份额达到80%,主要是256K DRAM。

1983年:由于日本制造商的份额迅速增加,美国半导体产业出现了危机感
自20世纪70年代末以来,美国对日本半导体产业的担忧有所增加 SIA成立,“财富”杂志和“商业周刊”等杂志刊登了吸引日本半导体产业威胁的问题,美国半导体制造商退出了DRAM业务。强烈的危机感与美国的保护主义密切相关。

1984年:日本对半导体产品的需求达到去年的150%; 日本半导体制造商进一步增加其在消费电子产品(如VCR和视频游戏)以及16位PC的DRAM方面的份额
新型消费类电子产品,如视听设备,在20世纪80年代广泛流行。在该领域具有高度竞争力的日本制造商的生产迅速扩大,以支持对日本半导体产品的需求。与此同时,由16位PC的繁荣引发的对DRAM的不断增长的需求使得日本半导体制造商能够增加其在全球市场的份额。

1985年:SIA和美国制造商针对日本半导体制造商提起了一系列倾销诉讼
1985年6月,SIA根据1974年美国贸易法案第301条向美国贸易代表(USTR)提起了针对日本半导体制造商的倾销诉讼。

随后美光公司针对日本64-Kbit DRAM进一步倾销诉讼。以及英特尔针对日本的EPROM。1986年,国际贸易委员会(ITC)裁定日本的64-Kbit DRAM已经破坏了美国半导体产业。

1985年8月:日本和美国政府就半导体问题开始谈判;
1986年9月:签署美日半导体贸易协定

该协议规定了以下三个条件:(1)促进外国半导体公司更多地进入日本市场;(2)防止倾销;(3)美国政府暂停反倾销调查。为了加快市场准入,国际半导体合作中心(INSEC)和外国半导体用户委员会(UCOM)分别于1987年和1988年成立。

1985年:在欧洲成立EUREKA,IMEC成立于1984年。
为了尽量减少欧洲与美国和日本之间的技术差距,当时欧洲委员会在1984年投资58亿美元用于创建EUREKA,这是一项支持半导体技术研究和开发的合作计划。同样在1984年,比利时政府成立了IMEC,通过鼓励行业,政府和大学之间的合作,包括国际合作,加强微电子领域。

1986年:日本成为全球半导体市场的最大供应商,超过美国
由于内存产量增加(如DRAM)和国内对消费电子产品的稳定需求,日本制造商扩大了份额。1986年的前三大制造商是NEC,东芝和日立,前十名中有六家是日本制造商。

1987年:美国政府根据1974年“美国贸易法”第301条征收关税,对不遵守美日半导体贸易协定进行报复。
这一事件是美日半导体产业发生第二轮冲突。1987年3月,美国政府宣布将对日本产品征收关税,以报复日本未能允许更多外国半导体产品进入市场以及日本半导体产品在其他国家的持续倾销。日本政府的回应是鼓励更多的美国半导体产品进口,并提高其他国家的日本产品价格。随着全球市场的好转和其他国家价格形势的明显改善,美国政府于1987年11月取消了一些制裁措施。

1987年:在美国成立半导体制造技术(SEMATECH)
在20世纪80年代后期,美国利用多个行业协会和跨行业组织,如SIA,SEMATECH和半导体研究公司(SRC),在日本的份额超过美国半导体之后采取一系列战略行动来对抗日本行业。此举导致美国半导体产业复苏,1993年再次超越日本半导体产业。

20世纪90年代

苦苦挣扎的日本半导体产业和第二波数字化浪潮

日本半导体行业正在努力遵守美国 - 日本半导体贸易协定所定义的法规,如公平市场价值(FMV),并允许更多的外国半导体产品进入市场。这种情况一直持续到1996年协议到期为止。

当韩国和台湾制造商加入全球半导体市场并且美国制造商重新获得竞争力时,日本的份额下降。20世纪90年代末金融危机后,韩国重组半导体产业并积极鼓励发展和投资,迅速提升其在DRAM领域的地位。

个人电脑,外围设备和办公设备是推动半导体产品需求的主要力量。特别是,半导体产品在上升和下降之间交替的需求周期极大地影响了半导体需求; 每次Windows操作系统升级时购买新PC都会增加,并且随着对增强的反应而下降。此外,全球半导体市场的需求转向美国和亚洲生产的个人电脑和外围设备,而不是日本制造商持有这一举措的消费电子产品。因此,亚洲地区对半导体产品的需求急剧增加。

从1993年到1996年:全球半导体市场在Windows-PC热潮中每年保持30%的增长
1993年,英特尔发布了奔腾系列,微软发布了Windows 3.1。视频处理的显着改进进一步增加了对诸如打印机的PC和外围设备的需求。这导致对用于外围设备的MPU,DRAM和半导体产品的更多需求。1995年Windows 95的发布以及办公自动化的总体趋势(最初由美国金融公司启动)也加速了需求。

1993年:美国制造商重新获得日本制造商的市场份额领先地位; 其他亚洲制造商的崛起
美国以占全球半导体市场43%的份额重新夺回第一名。日本以40%的份额排名第二。顶级制造商是英特尔,它取得了显着成功,主要是MPU。紧随其后的是英特尔,东芝,摩托罗拉和日立。与此同时,韩国和台湾制造商扩大了供应客户的能力,成为全球半导体公司。1994年,韩国和台湾共同占据了全球市场10%的份额,相当于欧洲市场。由于美国的成功以及韩国和台湾制造商的崛起,到20世纪90年代末,日本制造商的份额下降到28%。

1994年:半导体中期远景委员会报告调查结果(1993年至1994年)
1993年4月,半导体中期远景委员会在日本电子工业协会(EIAJ)内成立,任期一年。由于日本大部分时间都因日元升值而遭受经济萧条,因此半导体产业空洞化和不确定就业的风险变得切合实际。日本半导体行业的企业正在开展几个项目。其中,半导体中期愿景委员会提议为日本半导体产业建立一个永久智囊团,后来被实现为日本半导体产业研究所(SIRIJ)。

1994年:日本半导体产业研究所成立(SIRIJ)
根据半导体中期远景委员会的建议,日本半导体产业研究所(SIRIJ)由四家半导体制造商作为自愿组织于4月成立为永久智库。

SIRIJ最初提出的建议包括建立联合研究项目以解决问题,并开展实际活动,如加强各个制造商的设计能力(产品开发)和半导体前沿技术公司(Selete)和半导体技术学术研究中心(STARC)。

1996年至1997年:半导体产业衰退(DRAMs)
由于对Windows 95启动的办公自动化和PC的加速趋势的强烈抵制,PC市场迅速进入了修正阶段。特别是DRAM供应过剩,许多半导体制造商被迫调整生产和遭遇严重衰退。DRAM领域的这次衰退也导致许多日本制造商退出DRAM市场:1999年富士通,日立和NEC(1999年将其DRAM部门拆分为新公司Elpida Memory)和2001年东芝。

1996年:就美日半导体贸易协定到期谈判
1996年7月的温哥华协议; 取代现有的政府协议,EIAJ和SIA签订了行业协议,“半导体国际合作协议”作为行业间的反倾销指南和企业成员自愿承诺的要求。

1997年:世界半导体理事会(WSC)第一次会议
根据在温哥华签署的美国和日本半导体产业联合协议的建议,WSC的第一次会议在夏威夷举行。最初的成员??是EIAJ,SIA,欧洲电子元件制造商协会(EECA)和韩国半导体产业协会(KSIA),后来台湾半导体产业协会(TSIA)和中国半导体产业协会( CSIA)。

自来水公司的目标是解决半导体市场的问题,并研究如何在遵守WTO规则的同时保持半导体产业的健康发展。自来水公司将其结果总结为政府/当局半导体会议(GAMS;成员包括相关政府和当局)的提案,以促进政府之间的会谈,从而改善其系统和政策。

1997年:亚洲金融危机
泰国,马来西亚,印度尼西亚和韩国的经济受到金融危机的严重影响,对半导体产品的需求下降。

对韩国制造商业务的影响至关重要,因为他们通过积极的投资和有竞争力的价格扩大了市场份额,专注于DRAM。一些制造商在韩国政府的指导下经历了重大的结构变化。

1998年:韩国制造商在全球DRAM市场上超过日本
虽然日本和美国制造商在DRAM市场上苦苦挣扎,但韩国制造商在DRAM领域的工厂和设备的集中促进发展和投资方面占据主导地位,1998年超过日本。

1998年:成立半导体行业专家协会

2000年以后

1.金砖四国市场的崛起和全球化的加剧

2.标准化,商品化和半导体产品价格下降

3.第三次数字革命导致PC,互联网,数字消费电子和无线终端等集成设备

.4。商业环境对于垂直整合的日本设备制造商而言,随着半导体行业基于更平坦和水平分割的结构而恶化。

2000年:全球半导体市场大幅上升至22.5万亿日元
前三大制造商分别是英特尔,东芝和TI,三星排名第四。然而,TI和东芝都在2002年遭遇经济衰退,并从前三名中脱颖而出。三星随后飙升至第二位。除了2007年,三星在整个2000年代都保持了同样的地位。

2000年初:在日本开始政府工业项目,主要关注制造技术
总投资1200亿日元用于以下项目:ASUKA(2000),Mirai(2001),HALCA(2001),ASPLA(2002),EUVA(2002),DINN(2001)和CASMAT(2003)。

2000年初:无晶圆厂半导体公司获得进一步突出; 电信半导体产品的增长
开发了宽带通信技术。其中包括用于光纤的FTTH和xDSL,以及用于无线通信的WiFi,WiMax和3GGSM。美国高通和Broadcomm将芯片制造外包给代工公司台积电和联华电子。横向划分的组织之间的这种合作的结果使日本的集成设备制造商不堪重负。

21世纪初:消费电子,EDP设备和通信设备市场的竞争日趋激烈; 半导体市场结构发生重大变化
由于金砖四国的兴起以及追求快速周转时间(QTAT)和低成本的趋势,对半导体产品的需求发生了变化:通用产品和低价格特定应用标准产品(ASSP)的普及率增加了专用集成电路(ASIC)下降。随着亚洲电子制造服务(EMS)和原始设计制造(ODM)公司被委托直接购买半导体产品,亚洲市场的扩张和成本的降低也在加速。

2002年1月:东芝退出DRAM业务,专注于NAND闪存
自20世纪90年代初以来,韩国制造商一直在追求日本制造商(1980年代后期的DRAM领域的领导者)。一旦三星在1994年取得领先,日本制造商的困难仍在继续。

2002年:NEC将其半导体部门分离,组建新公司NEC Electronics
2003年:日立和三菱将瑞萨科技作为一家以SOC为中心的合资企业
这些事件凸显了日本制造商的结构性改革,包括合并和分裂。

2010年4月,瑞萨电子通过NEC电子与瑞萨科技的合并而成立。

2003年:开始数字地面广播
液晶显示器(LCD)电视市场开始扩大。随着CRT生产的消亡接近,生产的液晶电视的数量增加到每年2亿至2.5亿个单位。

2005年:全球半导体市场恢复到25.1万亿日元的规模
排名前三的制造商是英特尔,三星和TI,其次是东芝排名第四。微细加工技术发展到90纳米。TI通过采用fab-lite战略专注于上游设计,通过扩展DSP,模拟,RF和功率器件成功恢复了市场份额。

2007年:全球手机数量激增,达到35亿部
全球共有35亿部手机在使用,占全球人口50%的每个人一个(日本,75%使用手机)。个人电脑的其他全球普及率为35%(日本为75%),互联网为35%(日本为70%,中国为35%),宽带设备为18%(日本为60%)。

2008年:台积电成立21年后,在全球代工市场占有50%的份额。
在全球半导体排名中,台积电在2002年排名第10,在2007年排名第6。横向分割业务的趋势加速了半导体行业向仅关注有限范围流程的转变。从2007年的销售情况来看,我们看到代工公司台积电(9000亿日元),组装和测试公司ASE(3600亿日元),无晶圆厂公司高通(6600亿日元),IP设计公司ARM(600亿日元),以及尽管经济衰退,EDA供应商Cadence(1900亿日元)都获得了稳定的利润。

2000年代后期:“超过摩尔”半导体技术的出现和产品类别的多样化
ASSP,FPGA,3D SIP / SOC,模拟IC,功率器件,MEMS,传感器,照明用LED,存储器件,MPU和ASIC等多种产品以不受摩尔定律约束的方式出现和发展。

2000年代后期:由于进一步的微细加工和半导体集成,设施和研发需要巨额支出
只有英特尔,三星,台积电和东芝的四日市运营部门进行了大规模投资。其他制造商雇用台积电等代工公司采用无晶圆厂商业模式,或寻求联合开发或联盟以限制投资和分散风险。

2008年:数字视频仍然是日本消费电子产品的主要领域; 索尼的蓝光光盘成为世界事实上的标准; 日本在全球数码相机市场占有80%的份额
日本电子制造商仍然有能力在独立的数字消费电子产品领域创造新产品并提供优质的品牌形象。然而,一旦大规模生产开始,市场份额(数码相机除外)往往会下降,因为韩国制造商等竞争对手开始追求。消费电子产品与国内半导体产品需求之间的脱节也存在困难。

2009年:全球半导体市场下降11%,销售额为21.5万亿日元; 与2008年相同的三大制造商:英特尔,三星和东芝
微加工技术发展到45纳米。无晶圆厂公司进一步扩大股份:高通公司从第8位跃升至第6位,博通公司从第14位跃升至第13位,台湾的联发科技公司从第24位跃升至第15位。

高通公司成为领先的无晶圆厂公司特别成功,自成立以来的25年里创造了6000亿日元的利润,并拥有与CDMA无线技术相关的11,000项美国专利。

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