芯片破壁者（四）：兵戈未息的DRAM戰(zhàn)場

在《芯片破壁者》系列的前三篇中，我們依次講述了晶體管、硅材料、光刻技術(shù)的時代變局。

至此，制造一塊集成電路（IC）芯片的前期準(zhǔn)備已經(jīng)就緒。接下來就是大家熟悉的劇情，半導(dǎo)體作為基石，成就了今天無處不在、繁花似錦的網(wǎng)絡(luò)世界。

而在眾多半導(dǎo)體芯片分支當(dāng)中，計算機(jī)必不可少的存儲器，就如同宇宙的暗物質(zhì)一樣隱秘，卻占據(jù)著非常重要的位置。

說它隱秘，是因為在電腦硬件的發(fā)展史中，存儲器所引發(fā)的市場輿論與處理器、顯卡等相比，用“默默無聞”形容也不過分。

然而，沉默并不代表不重要，事實上，作為市場容量最大的芯片存儲器， 圍繞DRAM所發(fā)生、你死我活的搏殺，絕對算得上“驚心動魄”。舉個例子，開創(chuàng)DRAM產(chǎn)業(yè)的“三巨頭”：英特爾、德州儀器和IBM，最終都在DRAM市場慘淡收場。

DRAM不僅對電子技術(shù)的發(fā)展起到了推動作用，更在各國半導(dǎo)體戰(zhàn)爭中扮演著舉足輕重的角色。今天，我們不妨嗅著戰(zhàn)火硝煙的氣息，回歸那些令人唏噓的歷史現(xiàn)場。

星條旗的隕落：美日半導(dǎo)體戰(zhàn)爭的側(cè)影

當(dāng)我們回過頭去，分析一個締造了DRAM商業(yè)傳奇的國家產(chǎn)業(yè)區(qū)位是如何從興盛走向衰頹，可以找到許多重要的歷史節(jié)點。比如許多人都將1970年代看做是美國DRAM產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)折點，也是從此時起，美日進(jìn)入了曠日持久的半導(dǎo)體搶位賽。

但我更想將時間撥到60年代。在邁進(jìn)光輝的70年代之前，德州儀器用行動證明了列寧的一句話——資本家為了利益，可以出賣絞死自己的繩子。

這根絞死美國DRAM市場主導(dǎo)權(quán)的繩子，就是DRAM專利。

在此之前，美國企業(yè)之間固然有競爭，但都收獲頗豐。

不論是發(fā)明了金屬氧化物半導(dǎo)體（MOS）晶體管來制作存儲器芯片的IBM，還是制造出第一個商用DRAM芯片、磁芯存儲器殺手C1103的英特爾，緊隨其后進(jìn)行拆解仿制的德州儀器，亦或是由德州儀器出走的工程師成立的莫斯泰克……上世紀(jì)70年代，是這些美國DRAM廠商的黃金時代，它們壟斷了全球的半導(dǎo)體存儲器份額。

1974年，英特爾占據(jù)了全球82.9%的DRAM市場份額。70年代后期，莫斯泰克64K容量的MK4164一度占據(jù)了全球DRAM市場85%的份額。

（莫斯特克4K DRAM）

但產(chǎn)業(yè)失敗轉(zhuǎn)移的伏筆，其實早在1966年就已經(jīng)埋下。

那一年，美國德州儀器為了打開貿(mào)易保護(hù)的日本市場，以自己擁有的IC制程核心專利進(jìn)行引誘。日本通產(chǎn)省在拿到技術(shù)與保護(hù)本國市場之間絞盡腦汁，最終在兩年后由日本索尼與德州儀器簽訂了協(xié)議，同意美方在日本設(shè)立合資公司，雙方各占股50%，條件是三年內(nèi)，德州儀器必須向日本公開相關(guān)技術(shù)專利。

原本就在集成電路領(lǐng)域有所部署的日本半導(dǎo)體企業(yè)，拿到了夢寐以求的核心技術(shù)，這下還猶豫什么？“搏一搏，單車變摩托”！

日本內(nèi)存行業(yè)龍頭的NEC公司，很快成為日本第一家研制出DRAM內(nèi)存的企業(yè)。1970年，英特爾研制出C1103 1K DRAM內(nèi)存后，日本NEC在第二年就推出了采用NMOS工藝的1K DRAM內(nèi)存。

當(dāng)然，此時的美國在技術(shù)上依然擁有超強(qiáng)的領(lǐng)先優(yōu)勢。同期，美國DRAM已經(jīng)用上了超大規(guī)模集成電路（VLSI），而日本還停留在上一代技術(shù)大規(guī)模集成電路（LSI）。

這樣下去當(dāng)然不行，于是日本政府大手一揮，1976年3月啟動了"DRAM制法革新"國家項目。政府出資320億日元，日立、NEC、富士通、三菱、東芝五大企業(yè)聯(lián)合籌資400億日元，共計2.36億美元投入到國家性科研機(jī)構(gòu)——“VLSI技術(shù)研究所”中。

項目成立后，800多名技術(shù)精英加入，共同研制日本的高性能DRAM制程設(shè)備。短期目標(biāo)是突破64K DRAM和256K DRAM的實用化，長期則計劃在10-20年內(nèi)，實現(xiàn)1M DRAM的實用化。

“氪能改命”在半導(dǎo)體的世界也同樣適用。花足了錢的日本很快追上了美國的技術(shù)腳步，1978年，美國IBM、莫斯泰克、德州儀器發(fā)布了64K DRAM大規(guī)模集成電路產(chǎn)品。同一時刻，日本的64K DRAM產(chǎn)品也問世了。日本也借此順利打入國際市場，集成電路的出口迅速增加。

也是由此時起，日本在DRAM市場的霸主地位逐步穩(wěn)固。

1985年10月，英特爾宣布退出DRAM市場，關(guān)閉了生產(chǎn)DRAM的七座工廠，離開舞臺。

1986年，美日簽訂第一次《美日半導(dǎo)體協(xié)議》時，美國半導(dǎo)體產(chǎn)品在日本市場占有率被放寬到了20%。但此時的日本早已非吳下阿蒙，憑借此前積累的技術(shù)研發(fā)優(yōu)勢，順利抵抗住了美國制裁。

也是在這一年，日本NEC開發(fā)出世界第一塊4M DRAM。到了1988年，全球20大半導(dǎo)體廠商中，日本占據(jù)了11家，NEC、東芝、日立包攬了前三名，將摩托羅拉、德州儀器甩在了身。次年，IBM也將合資工廠出售給東芝，退出了DRAM市場。

至此，星條旗降下DRAM的桅桿，武士刀正式稱王，日本成為世界第一大半導(dǎo)體生產(chǎn)國。

有意思的是，NEC率領(lǐng)的日本軍團(tuán)在70年代末殺入，擊碎了美國企業(yè)在DRAM領(lǐng)域的光環(huán)。但英特爾放棄DRAM、轉(zhuǎn)入代表未來的微處理器領(lǐng)域，也是受日本企業(yè)的啟發(fā)。1970年，在英特爾的高光時刻，一個日本電腦商Busicom前來下訂單，要定制一個包含ROM、RAM和CPU等12個芯片的處理系統(tǒng)，并預(yù)付了6萬美元。正是這份技術(shù)含量頗高的訂單，促使英特爾在當(dāng)年相繼拿出了4001（動態(tài)內(nèi)存DRAM）、4002（只讀存儲器ROM）、4003（寄存器）、4004（微處理器CPU）等四顆芯片，為后來開發(fā)出8008微處理器奠定了基礎(chǔ)。

生與死，協(xié)作與博弈，就這樣以沉默的姿態(tài)，在時代的長河中被反復(fù)沖刷。有的沉積為河床，有的繼續(xù)向前奔涌。

武士刀的夾擊：小紅靠捧，大紅靠命

向前奔涌的DRAM領(lǐng)域“后浪”日本，并沒能浪出多遠(yuǎn)。

短短兩年后，日本在全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的市場份額就滑落到了50%以下。這種令業(yè)界咋舌的速度，來自產(chǎn)業(yè)內(nèi)外的雙重夾擊。

在內(nèi)部，率先交付4M DRAM產(chǎn)品的日本企業(yè)并沒有像預(yù)期的那樣轉(zhuǎn)暖，市場價格花羅，日系廠商們不得不減產(chǎn)來穩(wěn)定物價。

這邊日本在減產(chǎn)，而日本扶持的韓國廠商則抓住機(jī)會，三星、現(xiàn)代、LG和大宇全部安排資金，進(jìn)入了DRAM領(lǐng)域。它們的核心策略就是——價格戰(zhàn)！

1983年，三星集團(tuán)出資1000億韓元（約1.33億美元），進(jìn)軍半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，并聚焦在DRAM領(lǐng)域。資金到位了，技術(shù)從哪里來呢？德州儀器、摩托羅拉等家大業(yè)大，當(dāng)然不需要賣技術(shù)；日本NEC、東芝、日立等公司也不可能自掘墳?zāi)?。最后，是在被在日本廉價DRAM產(chǎn)品的擠壓中喘息的美光科技將64K DRAM的技術(shù)授權(quán)給了韓國三星。

“專利販子”三星又從夏普買來了量產(chǎn)制程設(shè)備，就此上位。

產(chǎn)品做了還要有出路。1986年，受美日半導(dǎo)體協(xié)議的約束，日本企業(yè)被迫縮減對美國的出口，三星也在此時上位，在美國市場大獲成功。次年實現(xiàn)盈利后，三星又積極投入到1M DRAM的研發(fā)，繼續(xù)追趕日本企業(yè)。

日本企業(yè)一想，價格戰(zhàn)誰不會。果斷以低于韓國產(chǎn)品成本一半的價格大量拋售，打算以此勸退韓國企業(yè)。結(jié)果韓國最不缺的就是財團(tuán)，它們懷抱著“傷敵一千、自損八百”的氣勢，跟日本硬剛，不僅抗住了巨額的虧損，還繼續(xù)追加投資。

一通操作下來，韓國半導(dǎo)體企業(yè)沒有被逼退，反而具備了趕超日本的技術(shù)體系。1992年的時候，韓國三星就率先推出了全球第一個64M DRAM產(chǎn)品，超越日本NEC成為世界第一大DRAM內(nèi)存制造商，從此就沒下來過。

1995年，微軟即將發(fā)布Windows 95操作系統(tǒng)，日本DRAM廠商試圖借此契機(jī)反攻，奪回王座。

結(jié)果一邊是韓國廠商一起擴(kuò)張產(chǎn)能，導(dǎo)致DRAM價格狂跌，日本廠商布局了個寂寞；接下來，1997年的亞洲金融危機(jī)又加重了市場衰退，全球DRAM晶圓廠都面臨虧損風(fēng)險。一朝被蛇咬的日本廠商，自然不敢繼續(xù)追加投資。

日本的步伐一保守，韓國廠商就開始高歌猛進(jìn)。1996年時，韓國三星電子的DRAM芯片出口額達(dá)到62億美元，穩(wěn)居世界第一。

從此，日本DRAM產(chǎn)業(yè)可說是一蹶不振。富士通、東芝等相繼退出了DRAM市場，NEC、日立、三菱則將DRAM部門合并成立爾必達(dá)，希望以此對抗三星。

結(jié)局大家也都知道了，2012年爾必達(dá)的破產(chǎn)，正式敲響了日本DRAM企業(yè)的喪鐘。

泡菜的滋味，海峽兩岸都想了解

美國的扶持，為韓國廠商帶來了崛起的機(jī)遇，也埋下了致命的隱患。

一是核心供應(yīng)鏈?zhǔn)苤朴谌恕?994年，韓國政府推出了半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)化項目，總預(yù)算2000億韓元（2.5億美元），鼓勵韓國企業(yè)投資設(shè)廠，搭建自主的設(shè)備和原料供應(yīng)鏈。完整的產(chǎn)業(yè)鏈當(dāng)然不能一蹴而就，僅1995年，韓國就從美國和日本進(jìn)口了價值25億美元的半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備。

二是商業(yè)模式難以為繼。長期價格戰(zhàn)的結(jié)果就是，韓國DRAM廠商背負(fù)著巨額債務(wù)前行，自然成也資本，敗也資本。在1997亞洲金融危機(jī)中成功逼退日本廠商的同時，韓國企業(yè)的平均負(fù)債也達(dá)到了518%。但很快，建立在資本沙石上的韓國DRAM產(chǎn)業(yè)也開始搖搖欲墜，現(xiàn)代、大宇等財團(tuán)瀕臨破產(chǎn)，三星也不得不裁員30%、拋售資產(chǎn)。

在這種境況下，三星還是拒絕了歐美收購三星電子的提議，變賣更多資產(chǎn)留住了半導(dǎo)體的火種。

神奇的事情又來了，將16K/64K SRAM技術(shù)轉(zhuǎn)讓給韓國現(xiàn)代電子的陳正宇博士，在1984年回到中國臺灣，創(chuàng)建了茂矽電子（Mosel）。此時，雖然整個臺灣的半導(dǎo)體產(chǎn)值只有3.82億美元，但依然在積極布局產(chǎn)業(yè)板塊的下一次位移。

另一個重要的人員變動，是1985年，時任德州儀器副總裁的張忠謀回到臺灣設(shè)立IC代工廠，解決茂矽等DRAM廠商缺少生產(chǎn)的難題。1987年，臺積電成立；同年，華邦電子成立，與茂矽共享技術(shù)成果。

放在現(xiàn)在來看，臺灣在當(dāng)時并不缺人，美國半導(dǎo)體企業(yè)敗退后，一大批硅谷華人也選擇了回臺灣創(chuàng)業(yè)，這些研究人員支撐起了臺灣半導(dǎo)體的技術(shù)天定；也并不缺錢，1990年，臺灣砸58.8億元（約2億美元）啟動了“次微米制程技術(shù)發(fā)展五年計劃”，以拿下4M SRAM和16M DRAM的生產(chǎn)能力。

產(chǎn)業(yè)界的參與熱情也十分高漲，1993年，臺灣灣電腦主板生產(chǎn)廠力捷電腦的董事長黃崇仁向日本東芝要貨（DRAM）被拒，就決定投資4億新臺幣成立了力晶半導(dǎo)體。1995年，臺灣龍頭企業(yè)臺塑集團(tuán)也設(shè)立了8英寸DRAM廠。

但目前來看，臺灣DRAM廠商的技術(shù)主要來自于美國、日本的授權(quán)，盡管生產(chǎn)成本低，但技術(shù)費(fèi)用卻很高，占到了銷售額3%以上。

從日本、美國獲得制程技術(shù)授權(quán)。每年付出的技術(shù)費(fèi)用，再加上巨額進(jìn)口設(shè)備投資，使得臺灣企業(yè)根本無法與掌握自主技術(shù)研發(fā)能力的韓國企業(yè)競爭。世界先進(jìn)的垮臺，最終導(dǎo)致如同無根之木，注定了失敗命運(yùn)。

在技術(shù)方面缺乏自主研發(fā)能力，成為勒住臺灣DRAM產(chǎn)業(yè)脖頸的繩索。

當(dāng)然，美日韓等一系列全球DRAM半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)性變化中，中國存儲廠商的動作也同樣精彩。

落地到產(chǎn)業(yè)競逐機(jī)遇上，移動端與大數(shù)據(jù)、AI、云計算等新產(chǎn)業(yè)的興起，正在給DRAM領(lǐng)域帶來新的技術(shù)更迭。

比如能耗上如何滿足數(shù)據(jù)中心的綠色需求、降低移動設(shè)備的耗電量，容量增長速度滿足商用需求等等，在產(chǎn)業(yè)洗牌的同時，也成為中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)逆襲的“終南捷徑”。這部分，我們將放在本系列的單獨篇章中著重筆墨去講解。

在中國大陸、中國臺灣的積極進(jìn)取之下，韓國DRAM廠商必將在一段時間內(nèi)，都處于危機(jī)感在線的緊張時期。

下一站：DRAM的威懾紀(jì)元

至此我們不難從DRAM產(chǎn)品上看到半導(dǎo)體行業(yè)的破局之難：

有技術(shù)不行，沒有技術(shù)更不行。存儲器產(chǎn)品設(shè)計相對簡單，日本廠商作為新進(jìn)者能夠很快與技術(shù)領(lǐng)先的美國軍團(tuán)相匹敵，是國際貿(mào)易政策、國內(nèi)產(chǎn)業(yè)環(huán)境、企業(yè)文化氛圍等等共同造就的。

光投資不行，沒有投資更不行。DRAM每一次制程的更新?lián)Q代，都需要大量的投入，所以日本、韓國等的產(chǎn)業(yè)集群上位，都離不開“舉國體制”的資本輸血。比如日本政府就為半導(dǎo)體企業(yè)提供了高達(dá)16億美元的巨額資金，韓國研發(fā)4M DRAM時政府承擔(dān)了57%的研發(fā)費(fèi)用，用三年時間追平了與日本的技術(shù)差距。

但即便舍得投資，在缺乏專利、技術(shù)自主等的背景下，追趕依然是一件難事。

價格戰(zhàn)不行，沒有價格優(yōu)勢也不行。成本可以隨著產(chǎn)量規(guī)模的來彌補(bǔ)，但制程的微縮、技術(shù)的迭代，會讓價格成本搶奪出的市場空間逐漸縮小，長期的多方位扶持是必不可少的。

三星在90 年代連續(xù) 9 年巨虧，韓國政府和國內(nèi)財團(tuán)的資金支持（提供政策性貸款）就起到了關(guān)鍵的輸血作用。

總的來看，技術(shù)密集+資本密集的產(chǎn)業(yè)特性，企業(yè)發(fā)力+政府支撐的進(jìn)擊需求，交織出了DRAM集成電路產(chǎn)業(yè)群的殘酷搏殺。

在這些前提條件的基礎(chǔ)上，是否能像日本這樣有長期在美國頂尖實驗室工作的電子人才，像韓國遇到美日半導(dǎo)體爭端那樣的歷史窗口，像全球大型計算機(jī)興起的產(chǎn)業(yè)推動，才有可能獲得一次登上王座的機(jī)會。

十萬年前，人類的祖先為了留下信息，在石頭上砸出刻痕，從此，存儲方式就成為信息技術(shù)的支柱。而DRAM產(chǎn)業(yè)歷經(jīng)半個世紀(jì)的區(qū)位變化，除了技術(shù)本身的競逐，也是經(jīng)濟(jì)與政治的博弈。這是一場真正的，現(xiàn)代戰(zhàn)爭。

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