经济导刊
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日本的举国体制:集成电路产业的协同发展模式

孙轲 来源: 2023.08.02 13:28:32



 

内容提要:20世纪70年代以来,日本在半导体产业领域,推动组织了以政府为主导的跨部门联合研发项目,突破了多项关键核心技术,迅速赶上美国,一度成为世界集成电路强国。本文探讨日本在举国体制下的跨部门协同模式对于攻克集成电路核心技术的作用。

关键词:举国体制;跨部门协同;VLSI项目

 

集成电路技术是信息产业的基础,也是引领新一轮科技革命和产业革命的关键技术领域。我国将集成电路产业发展升至国家战略的高度,《国家集成电路产业发展推进纲要》提出,到2030年实现集成电路产业链主要环节达到国际先进水平,实现跨越发展。

中国是电子信息技术产品最大的生产、出口和消费国,但其基本元件——集成电路等关键产品却高度依赖进口;2021年我国集成电路贸易逆差超过2000亿美元。集成电路技术相对落后,成为我国核心技术“卡脖子”清单上一个关键环节。

历史上,日本发展集成电路产业的背景环境与今日中国有很多相似之处,它从相对落后地位跃升至全球领先地位的经验,值得我们借鉴。

20世纪80年代的日美半导体贸易战

二战结束后,美国对日本经济进行了多方面扶持。当时美国在世界半导体领域扮演着基础理论、应用技术和产业策源地的角色。从20世纪50年代初期,日本从美国引进了晶体管制作技术,此后通过对半导体先进技术的引进模仿和学习,一直保持着快速跟进态势。60年代,仙童半导体公司对日本电气硅平面工艺的授权以及德州仪器对索尼的技术转让,使得日本集成电路产业获得一定技术优势,在此基础上缩短了与美国的差距,实现了半导体产业迅速壮大。

进入20世纪70年代,日本在集成电路产业虽然有所发展,但是整体水平与美国比较差距还很大。此时,美国开始减弱对日本的技术扶持,并且要求日本开放国内集成电路市场。加之IBM开始研发高性能计算机,日本集成电路企业遭受巨大威胁,由此日本政府开始组织对集成电路产业的扶持发展。

在日本举国体制下的跨部门协同项目实施下,日本集成电路产业迅速发展,半导体产品在1986年占世界市场45.5%,超过美国,成为世界上最大的半导体生产国。到1989年,日本的存储芯片占全球市场的53%,而此时美国仅占市场份额的37%[①]

1985年,美国半导体工业协会的报告,将美国半导体产业的萧条归结于日本的倾销,威胁要对日本实施制裁,美日两国开始发生半导体贸易摩擦。经过多轮磋商,1986年两国签订了《日美半导体保证协议》。[②]美国开始对日本实施长达十年的制裁,企图抑制日本集成电路产业的发展,全面恢复美国在该行业的统治地位,两国的半导体竞争格局再次发生转变。从图2可以看到,日本集成电路产品全球市场销售额占比,20世纪80年代后期开始逐年下降,美国重新获得全球市场的竞争优势,至1992年,美国市场份额重新超过日本居世界第一。

20世纪80年代日本半导体产业的一度辉煌,主要体现在动态随机存储芯片(DRAM)的成功。日本集成电路产品占全球市场的份额,自1975年以来逐年递增,于80年代初超过美国(一度几乎达到80%)、居世界首位,日本企业在世界芯片市场所占份额近乎达到80%。至1986年,日本电子产业产值仍有较大的涨幅。而后随着美国的打压,以及20世纪90年代韩国和中国台湾地区集成电路产业异军突起,欧洲的集成电路产业也逐渐兴起,日本电子产业的产值才逐步放缓,90年代初开始下跌。

日本根据各阶段产业技术发展趋势和国内外形势变化,制定了不同时期的产业技术发展政策,通过政策引导和财政支持等方式配置资源,激发企业自主创新能力。当日本产业崛起后遭遇美国贸易打压后,政府推出了多项跨部门协同以应对新的危机,将研究重点转向技术含量更高的系统级芯片,且重视细分领域的研究,重点研发半导体材料和设备制造。

日本政府统筹主导超大规模集成电路项目(VLSI

日本政府善于根据产业技术发展趋势和国内外形势,制定不同时期的产业扶持政策;通过财政支持等方式,激发企业创新能力。当遭遇美国贸易政策的打压时,政府又推出了多项措施,组织跨部门协同,转而将重点转向技术含量更高的系统级芯片,且重视细分领域的研究、包括半导体材料和设备制造的研发。

20世纪70年代,美国减弱对日本政策扶持并且要求日本开放其国内集成电路市场,同时IBM集团进行的高性能计算机项目将严重威胁日本国内集成电路企业,在这一背景下日本政府开始实施国家项目管制。日本面临“卡脖子”技术难关时,其国内最高科技决策咨询机构通过对集成电路产业发展趋势的研判,制定了通过在国内最高科技决策咨询机构促进“学产官”跨部门协同、实施超大规模集成电路项目VLSI)的计划。

VLSI项目的实施,是由通产省牵头主导研发方向,通过分析产业发展趋势和合作各方利益诉求、选择关系产业竞争力的关键技术,并制定了具体实施方案和组织管理模式;由政府牵头进行跨部门协同研发,并提供政策支持,引领企业研发的全过程。

具体实施方式,由通产省下属的电气技术实验室,和日立、三菱、富士通、东芝、日本电气等五家企业联合实施。由于各企业之间存在相互竞争关系,单靠企业联合无法达到良好的效果,在这一重大长期项目中,政府出面协调各企业协同攻关的职责不可或缺。所以,通产省电气技术实验室牵头设立了6家共同实验室,并成立理事会,由五大企业高管和通产省官员担任主要理事会成员。共同实验室采取扁平化的管理模式,各公司管理不同的实验室项目;在共同实验室中,以小组的形式开展不同项目的研究,且要求共同实验室成员来自不同企业[③]。除此之外,两个先前成立的企业合作实验室也加入了该项目:一个是日立、富士通和三菱合作的计算机综合研究所(CDL),另一个是东芝和日本电气合作的日电东芝信息系统(NTIS)。

为了占据市场份额,企业都想掌握最前端的信息技术,因此集成电路企业往往很注重对自有核心技术的保护,在联合实验室无法进行全部的技术研发。由此,日本政府决定将联合实验室的研发重心放在对所有企业都有利的且适用于未来的共性技术上[④]

共性技术是进行其他应用性技术研发的基础,是各企业都必须掌握的,对共性技术进行联合研究符合所有参与企业的利益。它不仅能给参与企业带来相对国外企业的竞争优势,更重要的是,由于单个企业无法开展这些投资数额庞大的研究项目,所以必须借助联合研究。VLSI项目约有20%的共性技术在联合实验室展开研究,研究成果由各家企业共享,另外80%的研究科目由各企业独自展开研究[⑤]。将研究重心集中在各企业都需要的共性技术与面向未来的基础技术上,既保护了各方的知识产权,也调动了各方积极性。

在该项目的跨部门协同中,日本政府提供了291亿日元的研发费用,占研发费用总额的39.5%,其余费用由参与各方分摊[⑥]。在该项目中,平均每年投入175亿日元,相当于参与该项目的五大企业每年研发投入总和的2-3倍,这对各企业具有很强的吸引力,大大提高了各部门协同的积极性。研发资金总额中仅有15%-20%分配给联合实验室,其余大部分资金分给各公司内部独立的研发机构,意味着大部分资源被用于支持各企业自身应用性技术的研究[⑦]。作为竞争对手间的一个合作项目,通过政府的协调,让企业围绕着一个共同的目标去进行研发是一个更为现实的需要,这也将保护各家企业的核心利益。

VLSI计划的实施,使得日本得以掌握多方面的核心技术,缩小了和美国的差距。

“举国体制”是中国特有的提法,它的含义是政府为实现国家战略目标而实施的重大项目,通过动员和调配全国优势资源,在尖端领域攻克关键技术,尽管日本官方文件没有明确提及政府的功能,但为了实现集成电路产业快速发展、应对美国的打压,通过在全国动员和投入优势资源,采用政府统筹主导、组织财团参与、跨部门协同与联合攻关等方式,推动本国科技革命和产业革命的做法,即为“举国体制”的模式。

虽然VLSI项目只进行了五年,但是此后日本在集成电路领域所展开的一系列跨部门协同项目的运作,都是依据其成功的经验,与VLSI项目有着类似的组织架构与实施路径,可以视为是VLSI项目的延续。日本政府充分整合了政府、企业和科研机构等各方力量,集中了优势资源,结合产业发展和市场需要,突破了“卡脖子”核心技术,实现了科研成果的市场转化,为日本集成电路产业崛起奠定了基础。

实际上,日本政府在举国体制下组织跨部门协同的攻关项目,一直在继续实施。近来日本集成电路技术综合竞争力不断下降,为此日本经产省延续了VLSI项目的成功经验,推动东芝、日立、三菱、松下、索尼等11家企业成立了尖端系统级芯片基础技术公司,将产品重心转向技术含量更高的系统级芯片。一系列类似VLSI项目的跨部门协同计划,如飞鸟计划Asuka,未来计划MIRAIHALCADIIN等都已开始实施。

举国体制下跨部门协同的重要作用

1.协同可以获得更高整体价值的合作。

随着社会化大生产和科学技术的日新月异,跨部门的协同与共享已经成为促进科技创新的重要手段。协同即是企业明确自身优势进行资源共享,从而获得更高整体价值的合作关系。从微观层面看,跨部门协同可使企业内各部门在共同价值目标的驱动下,依靠现代信息技术构建的知识分享机制,进行多方位合作;从宏观层面看,主要通过产学研协同形式, 突破创新主体间的壁垒,促进创新资源和创新要素的有效汇聚,充分释放资本、人才、技术、信息等创新要素的活力,从而实现合作各部门的深度融合发展。韩国产学研跨部门协同的成效研究发现,跨部门协同不仅促进了大学的竞争力,还完善了其产业人才培养体系,从而促进了产业的创新发展。

2.跨部门协同的障碍。

“政产学研”跨部门协同过程中往往会存在诸多障碍。由于政府、企业、高校等利益相关主体之间缺乏有效的动力机制,往往会导致“合而不融”的问题。很多企业与高校之间由于信息不对称、研究不同步、目标不一致等原因,导致部门间协同缺乏积极性,缺乏长远稳定的合作管理机制。日本跨部门协同过程中也存在合作方需求不匹配、成果分配机制不完善等问题,从而导致跨部门协同难以深入,影响协同效率。目前国内外的研究大多集中于微观主体之间的跨部门协同,很少有对举国体制下跨部门协同的研究,且多集中于对协同效率的评价,对如何打破跨部门之间壁垒的研究较少。基于此,对日本举国体制下所实施的跨部门协同项目——VLSI进行具体分析具有典型性意义。

日本举国体制下跨部门协同的经验

通过对日本举国体制下集成电路产业的跨部门协同项目进行梳理,发现其充分整合了政府、企业和科研机构等各方力量,集中优势资源,结合产业发展和市场需要,突破了“卡脖子”核心技术,实现了科研成果的市场转化,为日本集成电路产业崛起奠定了基础。同时也获得下述经验启示。

1.激发企业主体地位。

在举国体制下的跨部门协同中,虽然政府起着政策引领、协调各方的作用,但是企业的主体地位不可动摇。在促进产业发展过程中,企业是政策的执行者、人才的需求方、研究成果的转化载体,无论是政府的决策还是院校的科研活动,都需要符合企业的实际需求。在VLSI项目中,企业是联合实验的主体,各企业之间既有联合又有竞争,竞争企业的联合实现了优劣势互补。联合实验室的主体研究团队由五家协同企业的上百位科学家和工程师组成,共同进行共性技术的研发。

在举国体制下,日本以龙头企业为核心、地方小型企业为辅。龙头企业往往出于降低生产成本的目的,会把低技术水平的业务外包给中小企业,这就实现了行业内的技术转移,可以带动中小企业的迅速发展,从而形成良性循环。原精机产业公司就是在这种模式下由一家做挂面的小作坊发展成拥有数百名员工的集成电路组装工厂。

2.构建协同创新机制。

VLSI项目构建了政府、企业、科研机构三位一体的协同创新机制。首先,政府依据国家战略意图与市场价值追求,将适用于所有企业的共性技术确定为攻关任务,聚焦于产业核心竞争力的提升。其次,在明确的战略目标与任务下,选取具有核心技术优势的五家龙头企业,充分激发企业的主体地位,构建企业间的跨部门协同,集中优势资源形成强大的技术攻关合力。科研机构与高等院校通过产学合作为核心技术攻关提供支撑力量,自主培养科技人才,赋能跨部门协同可持续发展。最后,建立了完善的管理机制,较好地结合了有为政府与有效市场,通过扁平化的管理模式、合理的经费分配、完善的科技成果转化机制充分激发了创新主体的活力与潜能。

3.完善利益分配机制。

基于利益相关者理论,想要促使竞争企业的深度协同,必须制定完善的利益分配机制。由于日本的传统观念和终身雇佣制,日本企业,尤其是科技型企业,非常注重对私有技术的保密,不愿意人员流动和信息共享。日本政府针对研发成果的扩散进行了一定限制,明确了企业不愿意共享的那部分技术的知识产权归属,保障参与企业的利益分配。VLSI项目联合研究共获得1200多项工业技术所有权和500多项专利,取得多项技术成功处于全球领先水平。这些共性的研发成果均免费向各参与企业转移。

4.自主培养科技人才。

VLSI项目的实施,促使了企业间科研人员的交流,提高了人员的研发能力,为企业的发展提供了新鲜血液:首先,提高了单个企业员工素质。在合作研发的过程中,来自各公司的一线研究人员相互沟通信息,尤其是在日本企业采取终身雇佣制,且各集成电路企业互相竞争难以单独合作背景下,这种无障碍互相交流学习,大大提高了各企业研究人员的知识储备,从而拓展了解决问题的思路;其次,推动了技术扩散。联合研究下,克服了不完全信息环节下的局限性,通过共同分担、共享知识的机制,提高了企业搜寻知识的效率,促进了员工科研能力的提高;最后,在竞争中促进了员工发展。由于共同实验室中的研究人员仍然归属于各企业,各企业之间经营竞争并没有因为联合研究项目的实施而消失,这会促使研发竞争的产生,各企业员工会在与他方员工的合作中竞争,促进自身科研素质提高。

综上所述,政府对科技领域重大项目的主导作用是至关重要的,正是日本实施举国体制下的跨部门协同,构建创新联合体进行联合攻关,突破了“卡脖子”核心技术,才促使日本集成电路产业迅速发展并且赶超美国。这对推动我国完善新型举国体制,突破科技产业“卡脖子”核心技术,实现科技自立自强具有借鉴意义。首先,要加强顶层设计,强化国家政策引导与资源统筹配置,发挥我国的制度优势,针对重大科技领域出台长期的产业支持政策;其次,针对科技产业共性技术构建以政府为主导、企业为主体的创新联合体进行联合攻关,充分激发创新主体活力;再次,加强产学合作,自主培养科技人才,赋能科技产业可持续发展;最后,要坚持企业创新的主体原则,集中支持龙头企业从而汇聚主要创新资源和市场资源,坚持区域集中,打造具有全球竞争力的产业集群。

(编辑  杨利红)



* 孙轲,中共江苏省委党校。

[①] 方厚政.日本超大规模集成电路项目的启示[J].日本学刊.2006,3):111-117.

[②] 马文君,蔡跃洲.日美半导体磋商对中美贸易摩擦下中国集成电路产业的启示[J].中国科技论坛,2020,No.294(10):160-168+178.

[③] Kiyonori Sakakibara. R&D Cooperation among cometitiots;a case study of the VLSI semiconductor research project in Japan[J].Journal of Engineering and Technology

 

[④] 潘铁,柳卸林.日本超大规模集成电路项目合作开发的启示[J].科学学研究,2007(S2):337-344.

[⑤] 小宫隆太郎,奥野正宽,铃村兴太郎. 日本的产业政策[M]. 北京:国际文化出版公司,1988. 228-352.

[⑥] Fransman M. The Market and Beyond: Information Technology in Japan [M]. Cambridge University Press1990. 57-97.

[⑦] 柳卸林,王军,潘铁.政府应如何化解产学研合作中的矛盾——日本VLSI和北京长风联盟的启示[J].科技潮,2007,225(9):68-69.

 

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