01反制日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)
當(dāng)年美國是通過舉國體制來反制日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的。
雖然集成電路誕生在美國,但是日本于1976年發(fā)起一項(xiàng)超大型集成電路計(jì)劃(VLSI, Very Large Scale Integrated Circuit),加強(qiáng)日本半導(dǎo)體的制造能力,后來日本真的實(shí)現(xiàn)了技術(shù)上的超越。
為了恢復(fù)美國在半導(dǎo)體領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位,對(duì)外美國政府逼迫日本簽訂了《美日半導(dǎo)體協(xié)議》,用增加關(guān)稅的政策限制日本半導(dǎo)體產(chǎn)品的出口;同時(shí)對(duì)內(nèi),1987年美國國防部高級(jí)研究計(jì)劃局(DARPA)和美國半導(dǎo)體協(xié)會(huì)(SIA)共同牽頭,組建全國性研發(fā)中心SEMATECH。
SEMATECH是一個(gè)半導(dǎo)體制造工藝研發(fā)的合作聯(lián)盟,該組織設(shè)在美國德州的奧斯汀(Austin),參與的主體是美國國防部、能源部、國家實(shí)驗(yàn)室、國家科學(xué)委員會(huì)、國家標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)院、得州大學(xué)以及會(huì)員企業(yè)。
從下圖可以看出,SEMETECH是企業(yè)化運(yùn)營,董事會(huì)主席和總裁兼CEO是專職負(fù)責(zé)人,其他高管和顧問來自會(huì)員。首任董事長由英特爾公司的創(chuàng)始人諾伊斯擔(dān)任(當(dāng)時(shí)他已經(jīng)從英特爾退休了)。
圖1:SEMATECH組織結(jié)構(gòu)
在治理結(jié)構(gòu)方面,SEMATECH采用兩種方式:
會(huì)員企業(yè)直接參加SEMATECH的活動(dòng)。
建立理事會(huì),會(huì)員企業(yè)的高級(jí)管理人員參加理事會(huì),同時(shí)采用輪值制,由會(huì)員企業(yè)輪派人員擔(dān)任理事長;同時(shí)設(shè)立執(zhí)行技術(shù)委員會(huì),通過該委員會(huì)確定聯(lián)盟的研究開發(fā)和測試活動(dòng)的優(yōu)先級(jí)別。執(zhí)行技術(shù)委員會(huì)下設(shè)技術(shù)咨詢委員會(huì),負(fù)責(zé)具體項(xiàng)目的咨詢、審查與批準(zhǔn)。
02美國特色的舉國體制
我們從四個(gè)方面來看一下美國政府具體做了哪些事情:
立法。為了規(guī)避一些現(xiàn)行體制或法規(guī)約束,美國國會(huì)在1984年通過的《聯(lián)合研究開發(fā)法》,目的是為了規(guī)避反壟斷法律障礙,鼓勵(lì)研發(fā)聯(lián)盟企業(yè)的建立;1993年通過《國家合作研究與生產(chǎn)法案》,鼓勵(lì)企業(yè)研發(fā)投入,并著重激勵(lì)新技術(shù)的成果轉(zhuǎn)化。
財(cái)政。SEMATECH自1987年成立至1996年,投入預(yù)算17億美元,其中一半由美國政府財(cái)政資助,具體由美國國防部高級(jí)研究計(jì)劃局提供,對(duì)SEMATECH進(jìn)行撥款和項(xiàng)目管理。50%也是WTO《補(bǔ)貼與反補(bǔ)貼措施協(xié)定》規(guī)定的研發(fā)補(bǔ)貼比例上限。
組織。政府作為參與者,直接介入SEMATECH的管理,避免企業(yè)之間為了自己的利益各自為戰(zhàn)。
監(jiān)督。美國國會(huì)每年對(duì)SEMATECH的經(jīng)費(fèi)的使用、技術(shù)進(jìn)展、管理有效性和提升產(chǎn)業(yè)競爭力等方面進(jìn)行評(píng)估。審計(jì)署每年也會(huì)對(duì)SEMATECH聯(lián)盟的財(cái)務(wù)情況進(jìn)行監(jiān)督和審計(jì)。
運(yùn)行機(jī)制
01公司化運(yùn)營
在第一部分,我們已經(jīng)展示了SEMATECH的公司化組織結(jié)構(gòu)。
從資金來源上來看,政府和產(chǎn)業(yè)界是各出50%。政府每年出資1億美元。創(chuàng)始公司每年出資1億美元,公司之間按照年銷售額比例分?jǐn)偂?/p>
從研發(fā)目標(biāo)上來看,是通過集中研發(fā),減少重復(fù)浪費(fèi),而達(dá)到研發(fā)成果共享。最初的目標(biāo)是開發(fā)下一代先進(jìn)的半導(dǎo)體制造技術(shù),但政府很快發(fā)現(xiàn)這一目標(biāo)并不可行。每家會(huì)員公司的技術(shù)和產(chǎn)品規(guī)劃都不相同,很難統(tǒng)一研發(fā)方向。
SEMATECH把研發(fā)方向限定在“競爭前”階段的共性技術(shù)和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施研發(fā),明確SEMATECH不組織任何產(chǎn)品研發(fā)的基本原則。共性技術(shù),就是通用的技術(shù),各家公司不管制造什么產(chǎn)品都要用到的。那么什么是“競爭前技術(shù)“(precompetitive technology)?
競爭前技術(shù)是基于能應(yīng)用于未來但還非常早期的技術(shù)探索與開發(fā)活動(dòng)。競爭前技術(shù)最大的特征就是研發(fā)結(jié)果非常不確定,或者說研發(fā)投入的風(fēng)險(xiǎn)很高。從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度來看,高風(fēng)險(xiǎn)就意味著高回報(bào),競爭前技術(shù)也是面向市場空間極大的潛在機(jī)會(huì)。
這一基本原則設(shè)定得非常好,則既激發(fā)了會(huì)員對(duì)開發(fā)共性技術(shù)的積極性,又降低了會(huì)員之間對(duì)資源使用不公平的顧慮。
圖2:SEMATECH從研發(fā)到制造的專業(yè)化劃分
SEMATECH按照前端研究、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)率劃分為三個(gè)階段,不同的子公司側(cè)重于不同的專業(yè)分工,SEMATECH統(tǒng)一購買設(shè)備和測試服務(wù),減少了企業(yè)的重復(fù)開發(fā)等工作,降低企業(yè)的研發(fā)成本。
前端研究:子公司AMRC,關(guān)注材料和新興技術(shù);
技術(shù)開發(fā):子公司SEMATECH高級(jí)技術(shù),關(guān)注先進(jìn)工藝開發(fā);子公司ATDF,關(guān)注研發(fā)工藝化和原型。
制造階段:子公司ISMI,關(guān)注制造生產(chǎn)率。
對(duì)于研發(fā)成果,風(fēng)險(xiǎn)和利益是共同承擔(dān)的。SEMATECH采取了“差別政策”,即設(shè)備保留條款(Equipment Hold-back Provision)和知識(shí)產(chǎn)權(quán)條款。設(shè)備保留條款是指SEMATECH禁止其會(huì)員的設(shè)備制造公司在一年內(nèi)出售設(shè)備給非會(huì)員公司;而知識(shí)產(chǎn)權(quán)條款是指SEMATECH將創(chuàng)新知識(shí)優(yōu)先授權(quán)給會(huì)員兩年。
對(duì)于非會(huì)員企業(yè),SEMATECH則以委托開發(fā)的形式提供技術(shù)服務(wù),從而加強(qiáng)與外部的交流,實(shí)現(xiàn)技術(shù)溢出和成果擴(kuò)散。
據(jù)VLSI Research首席執(zhí)行官Dan Hutcheson估計(jì),合作研發(fā)的模式為整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)至少節(jié)省了2000億美元的技術(shù)開發(fā)支出,同時(shí)創(chuàng)造了20億美元的研究價(jià)值。
SEMATECH 創(chuàng)始會(huì)員:
IBM、Intel Corporation、Motorola、Texas Instruments、National Semiconductor、Advanced Micro Devices、Lucent Technologies、Compaq Computer Corp.、Hewlett-Packard Technology、Conexant Systems、NCR Microelectronics Corp.、Harris Semiconductor、LSI Logic Corp.、Micron Technology
02成就斐然
SEMATECH從成立起的十年間,取得了巨大的成就。
在制造工藝上,SEMATECH先后攻克了0.8微米、0.5微米、0.35微米的制造技術(shù)難題。
在制造設(shè)備上,SEMATECH逐漸從改進(jìn)制造流程、提升良率的制造技術(shù)轉(zhuǎn)向了半導(dǎo)體制造設(shè)備技術(shù)。
SEMATECH在研發(fā)過程中發(fā)現(xiàn),要突破半導(dǎo)體制造技術(shù),很大程度上依賴于掌握先進(jìn)的半導(dǎo)體制造設(shè)備。放在今天就是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)界常說的,就是“一代設(shè)備,一代工藝,一代產(chǎn)品”。
美國半導(dǎo)體設(shè)備公司的三巨頭應(yīng)用材料(AMAT),泛林(LAM),科磊(KLA)都是SEMATECH的會(huì)員,但很多人不知道美國曾經(jīng)有多家光刻機(jī)公司,比如Perkin-Elmer,SVG (Silicon Valley Group)和GCA(Geophysical Corporation of America)。
在諾伊斯支持下,SEMATECH與GCA簽訂了生產(chǎn)當(dāng)時(shí)最前沿的技術(shù)-深紫外(DUV)光刻設(shè)備的合同,同時(shí)鼓勵(lì)美國芯片制造公司購買更多美國生產(chǎn)的制造設(shè)備。僅僅為光刻機(jī)的研發(fā),SEMATECH就投入了7000萬美元(但GCA在1988—1992年仍然虧損了3000萬美元)。
諾伊斯在位的時(shí)候,重點(diǎn)就是拯救美國的光刻業(yè)。1989年,諾伊斯曾經(jīng)在美國國會(huì)上說:“在很大程度上,SEMATECH的成功與否,可能會(huì)由它在拯救美國光刻機(jī)制造商方面有多成功來判斷。”
但事事并非順利,后來的故事我們也知道了,英特爾始終堅(jiān)持用尼康的光刻機(jī),盡管GCA掌握了最新的步進(jìn)式光刻機(jī)的技術(shù),也不可避免的走向破產(chǎn)。今天,美國雖然沒有造出EUV光刻機(jī),但是牢牢掌握著EUV的光源技術(shù)。
而在工藝的制造設(shè)備領(lǐng)域,SEMATECH聯(lián)合開發(fā)的成果使得所有會(huì)員公司擁有制造設(shè)備的總成本大為降低。SEMATECH鼓勵(lì)美國公司使用美國制造的半導(dǎo)體設(shè)備,制造設(shè)備不斷改進(jìn),成品率不斷提高,美國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)終于重新獲得了全球的領(lǐng)導(dǎo)地位。
人才流動(dòng)和技術(shù)擴(kuò)散
SEMATECH會(huì)員公司的的義務(wù)之一就是派遣技術(shù)人員到SEMATECH任職,任職為6-30個(gè)月。在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域,核心技術(shù)往往不是專利,而是一種隱性知識(shí)或技術(shù)秘密,技術(shù)人員的交流可以有效地實(shí)現(xiàn)傳播和擴(kuò)散。
人才交流制度不僅有利于公司、大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)的核心技術(shù)人員水平的提高,同時(shí)也為產(chǎn)業(yè)界培養(yǎng)了一大批優(yōu)秀的技術(shù)人才。SEMATECH的400個(gè)技術(shù)人員中,大約有一半以上來自于其會(huì)員企業(yè),科研成果也隨著人才的流動(dòng)擴(kuò)散,整個(gè)產(chǎn)業(yè)界的科技創(chuàng)新能力得到提升。
據(jù)說,SEMATECH還組織過管理學(xué)研討會(huì),教授小型的工商管理碩士(MBA)課程。
1987 年,SEMATECH項(xiàng)目啟動(dòng)。1996年,SEMATECH已經(jīng)形成了可持續(xù)的商業(yè)模式,美國政府也中止了對(duì)SEMATECH的公共財(cái)政撥款計(jì)劃。今天SEMATECH已經(jīng)成為國際上知名的半導(dǎo)體技術(shù)、工藝、設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)的合作研發(fā)組織,也是美國半導(dǎo)體行業(yè)開展國際合作的重要平臺(tái)。
SEMATECH聚集了當(dāng)時(shí)最強(qiáng)大的科研力量,會(huì)員們開始出錢出力,IBM甚至捐贈(zèng)了一條8寸晶圓廠,放到SEMATECH項(xiàng)目中做基礎(chǔ)支撐。
一方面,眾多公司組建的聯(lián)盟,不同的企業(yè)文化之間,協(xié)調(diào)非常困難。習(xí)慣白襯衫的IBM員工看不慣來自加州風(fēng)格隨意的AMD,AT&T的員工頗有城府,而來自英特爾的人非常直率。
另一方面,眾多會(huì)員之間難免各有私心。英特爾作為繳納會(huì)費(fèi)最多的“帶頭大哥”,經(jīng)常被抱怨制程技術(shù)的走向被引導(dǎo)至有利于英特爾的方向。一度會(huì)員企業(yè)不愿意把公司最優(yōu)秀、最能干的技術(shù)人員派到SEMATECH。
最后,作為SEMATECH的關(guān)鍵成員,國防部優(yōu)先考慮的是涉及國家戰(zhàn)略安全的技術(shù)。但這些技術(shù)商業(yè)低而軍事價(jià)值高,例如模擬和數(shù)字超高速集成電路,砷化鎵微波等。由于涉及國家安全,在1992年以前,SEMATECH是不允許國外公司參加,這也限制了引進(jìn)全球范圍內(nèi)最優(yōu)秀的技術(shù)。
美國一方面倡導(dǎo)自由競爭的國家,另一方面又是非常重視政府主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的協(xié)作。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)需要極大的研發(fā)投入,單個(gè)企業(yè)實(shí)力有限,僅依靠市場的作用資本配置也不夠,而且各個(gè)企業(yè)都重復(fù)投入類似的研發(fā)項(xiàng)目,分散了資源,造成研發(fā)效率不高,很難實(shí)現(xiàn)突破和領(lǐng)先。
事實(shí)上,國內(nèi)江蘇省產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院、廣東省工業(yè)技術(shù)研究院都在嘗試學(xué)習(xí)SEMATECH,臺(tái)灣工業(yè)技術(shù)研究院(ITRI)和德國弗勞恩霍夫協(xié)會(huì)(Fraunhofer-Gesellschaft)等成功的共性技術(shù)研發(fā)機(jī)構(gòu)的經(jīng)驗(yàn)。但從治理機(jī)制來看,仍然以政府或國有企業(yè)為絕對(duì)主導(dǎo),距離成熟的多方治理的模式還有較大的進(jìn)步空間。
文章來源:芯生活SEMI Businessweek
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