“全世界都在看著我們”。
等巨頭攜高新技術(shù)殺進(jìn)“江戶灣”。
市場被迫開放，行業(yè)被降維打擊的嚴(yán)峻情勢之下，日本秘密發(fā)起了反擊——
由通產(chǎn)省牽頭、五大日企協(xié)力，組成“半導(dǎo)體聯(lián)合艦隊(duì)”，以舉國模式突破核心技術(shù)的“卡脖子”難題，實(shí)現(xiàn)對美半導(dǎo)體的追趕與反超。
1976年初的一天，東京千代田區(qū)紀(jì)尾井町，福田屋里人頭攢動。
這是一家創(chuàng)立于1939年的日式料理店，以美食和室內(nèi)工藝設(shè)計著稱，米其林評級二星，也是日本政商兩界舉辦宴會的常選之地。
這天，宴會的主辦者是日本通產(chǎn)省(現(xiàn)在的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省)退休官員根橋正人，以及在通產(chǎn)省工業(yè)技術(shù)院電氣試驗(yàn)所任職的垂井康夫。日立、富士通、東芝、日本電氣和三菱電機(jī)等五家日本當(dāng)時最大的計算機(jī)公司社長悉數(shù)到場。開席之前，根橋?qū)Υ咕f：
“你今天的任務(wù)就是跟社長們喝酒，把他們都喝到位了。”
技術(shù)開發(fā)出身的垂井不勝酒力也不會應(yīng)酬，為此還被根橋說了一通，“老弟，你這么板正，今后的工作可不好開展啊!”
垂井后來才明白，根橋的意思是讓他和社長們打成一片，最好是能到稱兄道弟的程度，這樣才能給后續(xù)的項(xiàng)目合作打下情感基礎(chǔ)。
這個項(xiàng)目事關(guān)日本國運(yùn)，它就是后來載入史冊的——“超大規(guī)模集成電路技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目”(超LSI技術(shù)研究組合，LSI：Large Scale Integration，后文簡稱“超LSI”)。
其核心運(yùn)作方式和目的是，由通產(chǎn)省負(fù)責(zé)，五大公司協(xié)力組成聯(lián)合研究所進(jìn)行技術(shù)研發(fā)，追趕和超越美國IBM等巨頭的半導(dǎo)體技術(shù)，扭轉(zhuǎn)日本半導(dǎo)體的被動挨打局面。
用我們熟悉的話說，就是要以“舉國體制”集中力量辦大事。
大國在工業(yè)和科技領(lǐng)域以“舉國體制”“集中力量辦大事”是兵家常事。
比如，奧斯卡最佳影片《奧本海默》講的就是二戰(zhàn)期間美國集中力量研發(fā)原子彈的故事;而前蘇聯(lián)則曾以“動員”模式，橫跨政、軍、工、科、教發(fā)展基礎(chǔ)研究，取得1957年搶在美國之前成功發(fā)射世界第一顆人造衛(wèi)星“斯普特尼克1號”的標(biāo)志性成果。
日本在這方面更可謂是爐火純青，而且形成一套成熟的操作體系。它們的“舉國體制”，核心是“產(chǎn)學(xué)官”的大合作，其官方稱為“有機(jī)開發(fā)體制”和“整合推進(jìn)體制”，其中：
“有機(jī)開發(fā)體制”主攻縮短與先進(jìn)國家的技術(shù)差距，由國家提供資金，國立科研機(jī)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)界、學(xué)術(shù)界合作攻關(guān)，優(yōu)先發(fā)展對國民經(jīng)濟(jì)重要且緊急必要的先導(dǎo)性大型工業(yè)技術(shù)，特別是對研發(fā)周期長、投入大，民營企業(yè)無法獨(dú)立操作且“把握不住”的技術(shù)聯(lián)合攻關(guān)。
“整合推進(jìn)體制”則著眼于科技體制改革，當(dāng)日本認(rèn)為自己已經(jīng)在科技領(lǐng)域表現(xiàn)出創(chuàng)造性不足、行政及科研機(jī)構(gòu)“躺平”的問題之時，將由國家牽頭明確責(zé)任，推進(jìn)機(jī)構(gòu)改革，以上述“產(chǎn)學(xué)官”合作模式，提升研發(fā)活力，實(shí)施大規(guī)模研發(fā)項(xiàng)目的立項(xiàng)與推進(jìn)。
二戰(zhàn)后，日本通過引進(jìn)美國技術(shù)改良創(chuàng)新、制定關(guān)稅壁壘、政府采購扶植、制定《電子工業(yè)振興臨時措施法》等措施，快速發(fā)展電子產(chǎn)業(yè)，令計算機(jī)行業(yè)不斷自主壯大，其進(jìn)口依存度1960年代初期還有69%，但到1970年代初已只剩下21%了，而且出現(xiàn)了市場上的國產(chǎn)機(jī)型比外國貨還要賣得好的現(xiàn)象。
但這很快引起了美國的警惕。隨之而來的是，此前支持日本的美國一改往日，雙方的貿(mào)易摩擦頻繁發(fā)生。美國一方面從政府層面不斷施壓日本開放集成電路的市場，一方面在企業(yè)層面持續(xù)突破，以領(lǐng)先技術(shù)碾壓日本半導(dǎo)體行業(yè)。
1970年，IBM推出以大規(guī)模集成電路為基本硬件的370系列計算機(jī)，其技術(shù)與性能均完勝日本同行，令整個日本計算機(jī)行業(yè)被降維打擊。
為了追趕美國，日本砸下570億日元資助企業(yè)聯(lián)盟，但眼看快要趕上了，對手又是一個重磅炸彈，讓差距被進(jìn)一步拉大。
1975年，日本剛剛開始著手生產(chǎn)1K DRAM存儲芯片的計算機(jī)，IBM卻對外宣布，已開始研發(fā)以1M DRAM超大規(guī)模集成電路芯片為基礎(chǔ)的第四代未來系統(tǒng)(Future System)計算機(jī)。
“超LSI項(xiàng)目”的幕后推動者、日本電子產(chǎn)業(yè)振興協(xié)會負(fù)責(zé)人、東京大學(xué)教授田中昭二后來回憶說，“除了通過國家項(xiàng)目，我們沒有任何辦法掌握這項(xiàng)技術(shù)。”
不僅如此，半導(dǎo)體市場開放后，日本的消費(fèi)級民用電子產(chǎn)業(yè)也正面臨被美國蠶食的危機(jī)。
存亡時刻，日本再次啟動“舉國模式”，組成“半導(dǎo)體聯(lián)合艦隊(duì)”攻向太平洋，繼而也有了根橋和垂井要把社長們喝到位的局。
“超LSI項(xiàng)目”聯(lián)合艦隊(duì)的核心是，由日立、富士通、東芝、日本電氣和三菱電機(jī)各自抽調(diào)20名技術(shù)骨干組成的“聯(lián)合研究所”，成員100人。
“艦隊(duì)司令”由通產(chǎn)省的人擔(dān)任，負(fù)責(zé)行政的，正是退休官員、具有豐富國家級項(xiàng)目管理經(jīng)驗(yàn)的產(chǎn)業(yè)老將根橋正人;負(fù)責(zé)技術(shù)統(tǒng)籌的就是垂井康夫，畢業(yè)于早稻田大學(xué)第一理工學(xué)院電氣工學(xué)專業(yè)的垂井，1958年就申請了晶體管相關(guān)的專利，是日本最早參加半導(dǎo)體開發(fā)工作的專家之一。
“超LSI項(xiàng)目”開工當(dāng)天，項(xiàng)目全體技術(shù)人員站在設(shè)立于日本電氣公司中央研究室的聯(lián)合研究所門前，隆重其事地合影紀(jì)念這一時刻。當(dāng)這些來自日本頂尖企業(yè)的工程師們意識到自己進(jìn)入了“國家隊(duì)”，內(nèi)心都泛起了波瀾，后來有人回憶說，很多人都生出一種感覺：
“全世界都在看著我們”。
▲超LSI項(xiàng)目主要成員合影
要完成“超LSI”項(xiàng)目，技術(shù)攻關(guān)之外，各方利益平衡、保持科研人員的積極性至關(guān)重要。而兩位項(xiàng)目負(fù)責(zé)人則做到了堪稱完美的配合。
一位訪談過根橋正人的學(xué)者就曾如此評價：“根橋與垂井的個性、性格和能力類型很不相同，一個是老練的行政官員，擅交往、會做人的工作，一個是典型的工程技術(shù)專家，井井有條、一絲不茍，一心撲在技術(shù)上，對于超LSI項(xiàng)目來說，他們正好互為補(bǔ)充。”
“超LSI”項(xiàng)目的研究方向是聚焦“微細(xì)加工裝置開發(fā)”和“硅晶圓片”兩大主題，五大公司內(nèi)部的研究重點(diǎn)，則放在64K以及256K DRAM的實(shí)用化研發(fā)。方向和重點(diǎn)之下，關(guān)鍵的難題是微細(xì)電子加工技術(shù)，即大幅提升芯片的集成度。
1976年3月，“超LSI”項(xiàng)目兵分三路，開始了對超大規(guī)模集成電路、計算機(jī)和信息系統(tǒng)研發(fā)等“卡脖子”難題的挑戰(zhàn)，具體分工是：垂井領(lǐng)導(dǎo)的聯(lián)合研究所，負(fù)責(zé)基礎(chǔ)及通用技術(shù)的研發(fā);日立、三菱、富士通聯(lián)合建立的計算機(jī)綜合研究所，以及日本電氣和東芝聯(lián)合成立的日電東芝信息系統(tǒng)研究所，則主攻實(shí)用化技術(shù)的開發(fā)。
垂井負(fù)責(zé)的聯(lián)合研究所下轄六個研究室，前三個研究室的研究方向是微細(xì)電子加工技術(shù)，第四研究室攻關(guān)結(jié)晶技術(shù)，由工業(yè)技術(shù)研究院電子綜合研究所負(fù)責(zé);第五研究室開發(fā)工藝技術(shù)，由三菱負(fù)責(zé);第六研究室攻關(guān)測試、評價及產(chǎn)品技術(shù)，由日本電氣負(fù)責(zé)。
就在這一過程中，圍繞研究室的爭議出現(xiàn)了。
大家對后三個研究室的負(fù)責(zé)人選沒有爭議，但在前三個研究室的負(fù)責(zé)人選上卻爭執(zhí)不下，因?yàn)槲㈦娮蛹庸ぜ夹g(shù)屬于半導(dǎo)體的關(guān)鍵基礎(chǔ)性技術(shù)，五家公司都因此爭著要當(dāng)負(fù)責(zé)人，進(jìn)而讓自己更掌握核心。日立、富士通和東芝甚至“威脅”，不能如愿就退出聯(lián)合研究。
這背后，是五家公司在微細(xì)制造領(lǐng)域的研發(fā)進(jìn)展各不相同，且都是身處同一行業(yè)的競爭對手。因此，處在領(lǐng)先地位的公司擔(dān)憂聯(lián)合攻關(guān)之后，會失去自身的技術(shù)優(yōu)勢，處在相對落后地位的公司遇到如此天賜良機(jī)，自然也不肯放過機(jī)會。
最終，根橋和垂井下場解決了危機(jī)，核心辦法是，讓已經(jīng)取得領(lǐng)先地位的更占據(jù)主動，最終由日立、富士通和東芝各出一人分別負(fù)責(zé)前三個研究室。
多線并舉的項(xiàng)目，定期互通有無很重要。
為此，每隔一到兩周，垂井就會組織各研究室的研究員介紹各自的進(jìn)展，而且，他還從辦公環(huán)境上都做了促進(jìn)交流，增加協(xié)同和透明度的安排：
各研究室雖然相互隔開，但卻“故意”沒有裝門。
除了人力、智力上的聯(lián)合與技術(shù)上的開放共享，“超LSI”項(xiàng)目的研發(fā)投入也是政府與企業(yè)共擔(dān)。在項(xiàng)目實(shí)施的四年間，“超LSI”共計投入737億日元的研發(fā)經(jīng)費(fèi)，其中政府補(bǔ)貼291億，其余則有5家企業(yè)補(bǔ)齊。
這里面也有一個大的插曲，再次體現(xiàn)出這種聯(lián)合的不易：五家公司曾經(jīng)希望政府能追加投入到1500億日元，覆蓋整個研發(fā)過程及后續(xù)計劃。
政府拒絕了這一要求后，五家公司一度對研究所態(tài)度冷淡，包括派出的人也都感受到這種變化進(jìn)而士氣低落。尤其聯(lián)合研究所的100位工程師，也有人感慨：
“我們被公司遺棄了。”
關(guān)鍵時刻，與技術(shù)人員更有共鳴的垂井下場扭轉(zhuǎn)了局面，這次，他主打一個愛國牌：
“我們每天在一起工作，一起生活，為的是什么?我們的對手不是彼此，而是世界第一的IBM。所以，請大家不要再互相提防，互不溝通。歸根到底，我們是在同一個鍋里吃飯的。”
在垂井的感染下，來自不同公司的工程師再次擰成了一股繩，結(jié)成一條心，大家放棄自己的公司身份，以國家隊(duì)的責(zé)任和使命，一起向最終的目標(biāo)邁進(jìn)。
“超LSI”項(xiàng)目研發(fā)的另一挑戰(zhàn)是，如何讓項(xiàng)目順利的秘密進(jìn)行，以免遭受美國的圍追堵截和反攻。
過程中還真出現(xiàn)了驚魂時刻。
期間，日本國內(nèi)一家報紙刊登了第二研究室的新聞，有關(guān)可變矩陣光束的研究成果。高度關(guān)注著日本動向的美國人注意到了這篇新聞，并懷疑日本啟動了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的國家級項(xiàng)目，而且，這種懷疑還在美國被持續(xù)擴(kuò)大。
這可嚇壞了垂井。
多番思量后，他決定“主動出擊”，辦法是主動交代，但不說實(shí)情。
垂井向根橋建議，在美國舉辦的國際電子器件大會(IEEE International Electron Devices Meeting)上發(fā)表一篇論文，介紹超LSI項(xiàng)目，但不提項(xiàng)目核心內(nèi)容，只講基礎(chǔ)研究的部分，以此打消美國人的疑慮。
根橋轉(zhuǎn)而與五大公司商量對策。
五大公司一致認(rèn)為：“最好連基礎(chǔ)研究也不要提，更不要提聯(lián)合研究所的事。”
1977年12月，美國華盛頓喜來登酒店，垂井康夫單刀赴會地出現(xiàn)在IEEE會議現(xiàn)場，并做了題目為“日本的LSI以及VLSI研究”主題演講。
特殊的背景，讓垂井的演講會場涌進(jìn)了600多人，走廊里都站滿了擠不進(jìn)來的參會者。在一眾美國同行的注視下，垂井看似精心準(zhǔn)備得煞有其事，但所講內(nèi)容卻都是過往研究的匯編，幾乎沒有什么干貨，忐忑中完成演講的結(jié)尾，他還一本正經(jīng)地強(qiáng)調(diào)道：
“我們會分享更多的研究成果，讓日美一道探索微電子的未來吧!”
但美國方面還是沒有因此放松警惕。
會議一結(jié)束，垂井一位在貝爾實(shí)驗(yàn)室工作的美國朋友就跑過來試探：
“聽說你們的政府在補(bǔ)貼企業(yè)，美國的法律可不允許，在這里，政府和企業(yè)是競爭關(guān)系。知道為什么美國的律師數(shù)量是日本的25倍嗎，競爭改變社會。”
項(xiàng)目成功之后，垂井更在項(xiàng)目回憶錄里寫道：“經(jīng)過事后確認(rèn)，我在美國的所到之處全程都有CIA人員‘陪同’，美國政府似乎在等我露出什么破綻。”
而這也是美國的慣用伎倆。幾十年后，法國阿爾斯通高管皮耶魯齊的《美國陷阱》和華為孟晚舟事件中，美國也都是類似的操作。
不過，垂井算是幸運(yùn)者。他不但有驚無險地回到了日本，而且的確通過這一次主動出擊，轉(zhuǎn)移了美國人的視線，讓項(xiàng)目得以避開美國人的火力。
贏得時間和空間的日本人因此披星戴月地集中研發(fā)，持續(xù)突破。
三種電子束描繪裝置、電子束描繪軟件、高解析度掩膜及檢查裝置、硅晶圓含氧量及碳量分析技術(shù)等微細(xì)加工技術(shù)與設(shè)備、大口徑單晶硅培育技術(shù)、CAD設(shè)計技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)相繼取得突破，適用這些技術(shù)的邏輯、存儲元件制造技術(shù)也都應(yīng)運(yùn)而生之下，日本最終提前美國一年時間，研發(fā)出了256K DRAM，成為了這一關(guān)鍵領(lǐng)域的引領(lǐng)者。
在超LSI項(xiàng)目基礎(chǔ)性研究成果的共享機(jī)制下，參與項(xiàng)目的五大公司，也都實(shí)現(xiàn)了在半導(dǎo)體技術(shù)上的跨越式發(fā)展，進(jìn)而掌握下一代計算機(jī)的核心技術(shù)，粉碎了美國的技術(shù)圍獵。
手握金剛鉆之后，日本公司開始在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)起反攻，并快速追趕，改寫了與美國之間的攻守關(guān)系。
到1986年，日本企業(yè)在全球半導(dǎo)體市場份額由26%上升到45%，美國半導(dǎo)體市場份額則從61%下降到43%。當(dāng)年，全球排名前十的芯片制造商中有六家是日企。
日本電氣、東芝和日立更包攬了前三名。
遺憾的是，日本的技術(shù)突破最終沒能擺脫國家實(shí)力的較量與制約。
堪稱“珍珠港偷襲”式的日本半導(dǎo)體突圍，很快讓美國如夢方醒。技術(shù)打不贏，就立法來打，立法還打不贏，就想其他辦法來打。
1984年，美國推出《半導(dǎo)體芯片保護(hù)法》，明確提出政府對芯片產(chǎn)業(yè)的更大力度支持;1987年，修改《反托拉斯法》，明確美國政府也可以合法地補(bǔ)貼企業(yè)，然后效仿日本，聯(lián)合14家企業(yè)建立了半導(dǎo)體制造技術(shù)聯(lián)盟(即SEMATECH)，主攻芯片制造工藝及其設(shè)備，從技術(shù)上對抗日本先進(jìn)技術(shù)。
強(qiáng)大自身的同時，美國還舉起所謂法律武器。依據(jù)其《貿(mào)易法》301條款，美國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會發(fā)起了對日本的起訴，逼迫日本于1986年簽署《日美半導(dǎo)體協(xié)定》，《協(xié)定》明確要求，提高美國半導(dǎo)體產(chǎn)品在日本市場上所占的比重至20%。
曾經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)日本成功反擊的垂井康夫因此倍感失望與憤怒，評價該《協(xié)定》是：
“載入史冊的不平等協(xié)議”。
▲日美半導(dǎo)體協(xié)議談判現(xiàn)場
正面狙擊日本的同時，美國還通過扶植諸如韓國半導(dǎo)體等辦法，繼續(xù)對日本半導(dǎo)體趕盡殺絕。到1990年代中期，日本半導(dǎo)體徹底陷入頹勢，至今未能東山再起。
多年后回首往事，垂井康夫仍對當(dāng)時痛失好局耿耿于懷，但他的教訓(xùn)總結(jié)卻頗引人深思：
“成為世界第一有時并不是好事，當(dāng)年日本費(fèi)盡力氣沖到第一的位置，結(jié)果成了靶子，被美國打壓后再也沒能翻身。”
值得關(guān)注的是，走過“失去的三十年”，近年來經(jīng)濟(jì)增速復(fù)蘇、股市連創(chuàng)紀(jì)錄的日本又對半導(dǎo)體發(fā)起了沖鋒。
因?yàn)樗麄冚數(shù)脤?shí)在不甘心，現(xiàn)任經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省大臣齋藤健在日美簽下半導(dǎo)體協(xié)議時，還是通產(chǎn)省的一位年輕官員。
上個月，出席臺積電熊本工廠落成典禮的齋藤健對記者說：
“美國當(dāng)年是如何瘋狂地削弱日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)競爭力的，我至今歷歷在目。”
2022年8月，八大日本公司成立半導(dǎo)體制造公司Rapidus，目標(biāo)在2027年，實(shí)現(xiàn)2納米制程半導(dǎo)體的量產(chǎn)。2023年9月，Rapidus北海道第一工廠舉行開工儀式。
對于目前只能生產(chǎn)40納米制程半導(dǎo)體的日本來說，2納米的難度比當(dāng)年“超LSI”項(xiàng)目大了不止一個量級，需要跨越數(shù)個障礙，包括：
能制造尖端產(chǎn)品的工廠;數(shù)千名熟練技術(shù)工人;最新一代的極紫外光刻機(jī);從三星、臺積電嘴里爭奪客戶;5萬億日元的投入。
為此，Rapidus正在“團(tuán)結(jié)”一切能拉攏的力量，連當(dāng)年的“敵人”IBM都成了合作研發(fā)的伙伴。72歲的社長小池淳義曾在日立和西部數(shù)據(jù)從事芯片制造工作，他對上世紀(jì)八九十年代日本的印象是：
“我們認(rèn)為自己能搞定一切。”
目前，日本政府承諾為Rapidus的2納米計劃補(bǔ)貼20億美元，如果想要更多的政府投入，他們必須拿出能推向市場的產(chǎn)品。作為新一任日本半導(dǎo)體國家隊(duì)的隊(duì)長，小池淳義只能想著如何贏：
“別人需要三個月的事情，我們花一個月來完成。因?yàn)檫@是日本最后的機(jī)會。”
[1]《超LSI共同研究所の思い出とその後の歩み》垂井康夫
[2]《從半導(dǎo)體技術(shù)攻關(guān)來看，日本科技領(lǐng)域存在“舉國體制”嗎?》 李慧敏，穆榮平，郝躍
[3]《芯事：一本書讀懂芯片產(chǎn)業(yè)》 謝志峰，陳大明 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社