从军用到民用，芯片市场迎来新机遇

在半导体产业发展的早期阶段，晶体管、芯片等半导体器件的研发成本大、风险高、回报周期长，没有多少私人资本敢投资，美国政府极具战略眼光，坚持不计代价地大规模投入，美国国家科学基金会（NSF）、美国国防部高级研究计划局（DARPA）以项目的形式支持斯坦福大学、贝尔实验室、IBM、德州仪器和仙童等科研机构和企业进行半导体技术研发。据美国商务部的数据统计，在芯片诞生的1958年，政府直接拨款400万美元进行研发支持，此外还有高达990万美元的订单合同。芯片发明后的六年间，政府对芯片项目的资助高达3200万美元，其中70%来自空军。同期美国半导体产业的研发经费有约85%的比例来自政府，政府的支持成就了美国在半导体领域的技术优势。“华盛顿通过支付技术研发费用和保证最终产品的市场份额，将原子弹最终制造成功的间隔缩短至六年，晶体管缩短至五年，集成电路缩短至三年。”^[2]不过，这些半导体企业实力壮大以后，往往不愿再参与美国政府出资的研发项目，因为那意味着专利权归政府所有，而且还得受保密条款的约束。

芯片刚问世的时候，性能还很弱，产量也很小，成本高达每块100美元，售价至少得120美元。如果用分立元件组装出与芯片功能相同的电路，则成本还不到10美元。这么贵的芯片几乎找不到市场。和晶体管一样，芯片的金主仍然来自军工产业，最初的市场需求来自一个相当细分的市场——诸如导弹、飞机，甚至是宇宙飞船之类的飞行器。飞行器要求电路设计尽可能的小而轻，可靠性必须做到最高。将电子元器件和线路都封装在一块硅片上的芯片，不会出现哪个焊接头松了的问题，因此美国国防部和美国宇航局（NASA）对芯片产生了浓厚的兴趣。

1962年，德州仪器为“民兵”导弹制导系统供应了22套芯片，这是芯片第一次在导弹制导系统中使用。这也意味着德州仪器在与仙童夺取军事订单的竞争中终于扳回了一局，而且其生产工艺也赶上了仙童的水平。1969年7月16日，阿波罗11号飞船飞往月球，整个登月计划耗用了100万块芯片。当时飞船上的导航计算机和飞控计算机的运算能力之和还远远不如今天的一部手机，但也足以确保登月计划的顺利进行。20世纪70年代初，第一架装配了一块约40平方英寸的微处理器的美国海军“雄猫”战斗机试飞成功。没有芯片，巨大的航天火箭无法从发射台升空。有了芯片，“北极星”导弹和折翼式F-11战斗机的研制才能进行。芯片技术使美国的军事装备在冷战期间对比苏联有了很大的优势。美国国防部和美国宇航局的订单大大促进了新生的芯片产业的发展。在早期阶段，美国军用芯片市场占比高达80%以上。甚至直到20世纪90年代初期，军用市场仍然占了芯片总市场的40%。而且，美国军方对芯片的采购价格要大大高于民用市场的采购价，让半导体企业收益颇丰。

诺伊斯清楚，芯片不能仅仅依赖航空和军用市场，芯片能否在民用市场取得成功的关键在于降低成本。诺伊斯说服了仙童的董事会，于1964年在中国香港开设了第一家海外工厂，芯片的成本开始大幅持续下降，直到对晶体管等分立器件取得优势。同一年，芯片被应用在助听器上，开始走进民用市场。诺伊斯采用激进的价格政策，将主要芯片产品的价格一举降到1美元，不仅是市场上的主流芯片价格的零头，还低于当时芯片的成本。这不是传统意义上的亏本倾销，而是第一个以反摩尔定律为定价依据的案例。反摩尔定律认为，同样的芯片在18个月后价格就会跌一半，所以按照几年后的价格为当前的芯片定价是有一定合理性的。市场被迅速打开，芯片很快在民用市场得到越来越广泛的应用，仙童的营收和利润都迅速上升，还带动了其母公司的股价上涨。摩尔后来评论：“诺伊斯以低价刺激需求，继而扩大产能、降低成本的策略，对于芯片产业的发展而言，其重要性堪比芯片的发明。”

同时，发明芯片的德州仪器和仙童在芯片技术上展开了激烈的竞争。20世纪70年代，德州仪器和仙童都是美国（当然也是全球）排名前三的半导体巨头，另外一家进入前三的半导体巨头是我们更加熟悉的摩托罗拉。除了这三巨头外，硅谷还有很多新兴的半导体企业。美国政府担心集中采购半导体和集成电路产品会完全依赖单一供应商，因此推行“第二供应商”（second source）策略，给众多新加入的厂商提供采购订单，以加速尖端技术向市场的扩散。

芯片问世不久，哈格蒂即提出了半导体渗透论。他的意思是：在20世纪内，半导体因其特殊性能，必定渗透到国防、工商业、民生各个领域。对传统产业植入芯片进行智能改造，往往能提高效率、节约能耗、重新焕发青春活力。诺伊斯也指出半导体产业在美国经济中的首要地位：美国的半导体产业提供“原油”，这些核心组件让电子产业内的其他部分（国内最大的制造业雇主）运转起来，也因此让美国经济运转起来。芯片就像一颗明珠，使得其他所有工业在它的相衬之下都黯然失色，却又能为其他所有工业照亮繁荣发展的道路。美国在全球半导体产业的绝对领先优势让美国经济长期处于繁荣之中，美国半导体技术和产业链的延伸又带动了全球经济的进步。

仙童在中国香港建芯片厂，是美国芯片产业链向亚洲延伸的开始。在此之前，日本就已经开始吸纳美国的晶体管技术了。二战后，日本的军用市场受到极大的限制，反而让日本更注重民用市场的发展。还在晶体管时代，日本的半导体电子产品就崭露头角，德州仪器发明了晶体管收音机，将晶体管收音机卖到全世界去的却是一家名叫索尼的日本公司。

二战结束后，美国原本打算在日本实施去工业化的计划，然而随着朝鲜战争的爆发，日本得到美国的大力扶持，依靠朝鲜战争带来的军需订单，日本经济迅速恢复，而且因为军需订单的高质量标准开始重视质量管理。从经济的角度上说，美国也需要将部分低端的生产线转移到那时人工成本还很低的日本。美国慷慨地向日本转移了数百项先进技术，如黑白电视机、彩色显像管电视机、录音机、计算器、电冰箱、洗衣机等，这些在当时都是新式的民用消费品。

在东京的残墙断瓦间，井深大和盛田昭夫创办了索尼的前身东京通信工业株式会社^[3]（简称东通工）。为了从西部电气拿到生产晶体管的授权，井深大向通商产业省（简称通产省，现经济产业省）申请了2.5万美元的贷款，“在别人的嘲笑声中走出了房间”。当时开发半导体技术的松下、日立和东芝等公司都是日本最大的电子产品制造商，通产省质疑东通工这样的小公司怎么也敢驾驭半导体这样的尖端技术。为了与西部电气签约，盛田昭夫第一次到了美国。在逛了纽约帝国大厦、布鲁克林大桥后，他向同行友人感叹：“日本和这样的国家交战，真是鲁莽呀！”

东通工用磷渗透法研发出了高频的晶体管，于1957年做出世界上第一款袖珍收音机，并在这款产品上启用了索尼商标。盛田昭夫到美国去推销袖珍收音机的时候，德州仪器刚刚轻率地放弃了这个市场。美国人对盛田昭夫说：你们为什么要制造这种小收音机？美国人都想要大收音机。盛田昭夫回答：单单纽约就有20多家广播公司，同时就有20多套节目在播放，每人使用一台小收音机收听自己喜欢的节目，岂不更好？索尼用“一人一台”的宣传成功打破了美国人全家共用一台大型收音机的观念，成为全世界最畅销的收音机品牌。

索尼的袖珍收音机售价高达39.95美元，即使大批模仿者蜂拥而至，索尼也坚持不降价，而是不断推出一代又一代音质更好、体积更小的袖珍收音机产品。在收音机产品上初战告捷后，索尼不断推出晶体管电视机、摄像机、CD播放器和随身听等创新消费电子产品，成功跻身全球最著名的电器品牌之列。日本厂商生产的袖珍收音机的价格最低曾降到10美元，而美国厂商做出同类产品的成本至少也要15美元，无法与日本产品竞争，这被视为日本电子产品向全球市场发起冲击的第一个信号。在此后长达半个世纪的时间里，日本电子产品以小巧、廉价和精致闻名于世。

在日本袖珍收音机不断降价的背后，是日本产的晶体管随着规模化生产而不断降低成本。1953年，索尼试制的晶体管成本为一个11美元，到1959年，日本晶体管产量达到8650万个，产值约4445万美元，每个售价仅为0.5美元。晶体管产业在日本方兴未艾，却又很快将被芯片产业淘汰。1959年2月，德州仪器率先发布芯片产品。芯片代表半导体市场的未来，这对日本产生了强烈刺激。(www.xing528.com)

1960年12月，通产省下属的工业技术院电气试验所成功研制出日本第一块芯片。1962年，日本电气（NEC，简称日电）从仙童买来平面光刻技术的授权，从零起步，三年做到了5万块的芯片年产量。日电同时还研制了多个型号的计算机，成为日本计算机市场的领导者。贝尔实验室刚发明了“金属氧化物半导体”（MOS）晶体管，日立公司就与美国无线电公司合作研制并于1966年发布了15微米^[4]制程^[5]的MOS芯片，用于计算器的生产。到1970年，日电的芯片年产量达到4000万块。应日本政府的要求，日电将芯片技术开放给其他日本企业，富士通、东芝、三菱也纷纷开始生产芯片，芯片在日本迅速形成产业规模。

日本为了保护自己稚嫩的电子工业，坚决实行贸易保护主义。依据通产省颁布的《电子工业振兴临时措置法》，只有极少数的高端电子器件才允许进口。日本采用提高进口关税、发放进口许可证等方式限制价格在200日元以下的中低端芯片进口。此外，日本还限制外资比例，引导日本企业发展半导体产业。德州仪器为打开日本半导体市场，不得不以技术来换市场，和索尼合作成立双方各占一半股份的合资公司。合资协议规定：在三年内，德州仪器必须向日本公开相关技术专利，并且合资公司的产品在日本市场占有率不得超过10%；三年后，合资公司才可转为独资企业。通过严苛的限制，日本不仅让美国企业交出了核心专利技术，还将本国市场牢牢掌握在自己手里，同时还大量出口半导体产品到对日本高度开放的美国市场。

德州仪器惊讶地发现，日本厂的良品率大大高过美国厂。以64K内存为例，在产品未成熟阶段，美国厂的良品率仅有5%到10%，日本厂却有20%；就成熟产品来说，美国厂的良品率仅有30%到40%，日本厂却有60%到70%。日本企业员工素质好、训练好、流动率低、缺席率低、富于团队精神，因此日本厂的设备故障率低，生产运转良好，产品质量高。讽刺的是，日本企业的质量管理方法是努力从美国学习来的。有了德州仪器日本厂的成功投资范例，仙童与日电、美国无线电公司与日立、美国通用电气公司与东芝也都签订了各种半导体技术的转让协议，建立合作关系。

由于日本地处冷战的第一线，所以美国对日本种种妨碍自由市场竞争的做法相当宽容，日本因此奠定了战后电子产业发展的根基。20世纪六七十年代是美日关系的蜜月期，那段岁月也被认为是日本经济发展的黄金年代。日本人如饥似渴地向美国学习半导体技术。美国人嘲笑说，在半导体产业技术会议上每放一张新的幻灯片，都能听到一阵日本相机“咔嚓咔嚓”的声音。不久以后，美日之间爆发了一场长达数年的贸易战争，而这场贸易战的最高潮，竟然就源于那一块小小的存储器芯片。美国人再也笑不出来了。

【注释】

[1]半导体可分为分立器件和集成器件，比如单独使用的晶体管、光电半导体和传感器就是分立器件而非芯片，逻辑芯片、模拟芯片、存储器芯片等集成器件才是芯片。所以，虽然在多数情况下，芯片和半导体的概念可以通用，但严格意义上，半导体的范畴应大于芯片。

[2]威廉·曼彻斯特，《光荣与梦想4》，四川外国语大学翻译学院翻译组译，北京：中信出版社，2015年版，第305页。

[3]日本的“株式会社”就是股份公司的意思，社长相当于总经理、会长相当于董事长。韩国受日本的影响，也有类似的称谓。

[4]一皮米（pm）等于千分之一纳米（nm），或百万分之一微米（μm），或十亿分之一毫米（mm），或万亿分之一米（m）。

[5]芯片的工艺节点或制程一般都称作多少微米或多少纳米，这个尺寸指的是线宽，也就是晶体管内部电子线路的宽度，或光刻机所能刻出的线路宽度。线宽决定了晶体管的大小。