光大证券:鉴往知来,中国电子产业走向何方?

本文来自 “EBSCN电子”,本文节选自《1知兴衰:鉴往知来,大陆电子产业走向何方?》

 

1、知兴衰,悟定律,电子产业需紧握上游技术和下游应用方能掌握话语权

“以铜为镜,可以正衣冠;以史为镜,可以知兴替;以人为镜,可以明得失。”本章节详细论述美国、日本、中国台湾地区电子产业发展,探寻产业发展脉络,以便甄别地区产业发展规律。

1.1、美国电子产业兴衰:创新引领,始终站在产业之巅

1.1.1、起于军方,电子技术作为国家战略资源得到重点发展

早期,电子技术是国家战略资源,它的发展与军事需求紧密相关。第一次世界大战之后,无线通信的广泛应用,作战双方需要对己方通信信息进行加密并截获破解敌方的信息,最开始使用的是继电器计算机,Z3计算机和马克系列计算就属于继电器计算机。第二次世界大战期间弹道火力表的计算需求,催生了第一台通用计算机。严格的军事应用促进了微电子技术的发展,当晶体管诞生后,美国军方是研发生产的主要资助者和标准制定者,而且早期的晶体管、集成电路产品主要被用于军事领域。

1943年7月,美国陆军资助了一个项目,研制新式计算机即电子数字计算机,机器定名为“电子数字积分机和计算机”(简称:ENIAC),ENIAC以代号“PX项目”秘密进行。该项目由约翰·冯·诺伊曼担任项目顾问,他提出了包括运算器、控制器、存储器、输入、输出的“冯·诺伊曼结构”,大大促进了电子技术和计算机的发展。1946年2月,ENIAC计算机成功研制,性能极为优越,微分机计算60秒射程弹道轨迹需要20小时,而它仅需30秒。

1947年,贝尔实验室的肖克利、布拉顿、巴丁发明了晶体管,用晶体管代替电子管制造是电子产品的重大突破。在贝尔实验室发明晶体管之后,美国军方一直资助这项技术的发展。从1948年到1957年,军方承担了贝尔实验室晶体管研究费用22.3百万美元中的38%。尤其在50年代中期,军方对贝尔实验室的资助一度达到晶体管研究经费的50%。贝尔实验室和军方第一个合同从1949年到1951年,主要聚焦应用和电路研究;第二个合同则从1951年至1958年,主要开展军方感兴趣的服务、设施和材料研究。

军事对电子技术的需求,使得美国电子公司受益匪浅,它们的发展也是与美国军方密切相关。这里我们可以以部分企业举例说明,如 IBM进入计算机领域后,主要客户是弗吉尼亚州达尔格伦(Dahlgren)的海军水面武器中心。IBM也因为参与了一个重要的军事项目——“半自动地面环境探测系统”(简称:SAGE),奠定了它在计算机领域的领导地位。IBM 704和IBM 709也成为了行业标准,其中IBM 704所用的构想本来是为另一个军方合同设计的。再如AT&T公司, AT&T公司的贝尔实验室于1954年为美国空军建造第一台全晶体管计算机TRADIC (晶体管数字计算机),但是AT&T公司被禁止从事商用计算机业务。再如达尔马制造公司,很多人对它可能并不熟知,它在第二次世界大战期间研制出了第一台机载雷达天线。

截至1956年,美国的电子设备销售额超过了30亿美元,其中一半来自军方的采购。1961年与1962年,美国空军先后在计算机及民兵导弹中使用硅晶片,这些项目促使集成电路首次在军事市场占得一席之地。

1.1.2、半导体:Bell LabàFairchildàIntel/TI,从电子管到晶体管再到集成电路,美国紧握核心技术源泉,引领创新方向

电子管到晶体管时代,美国起源,建立了先发优势

托马斯·阿尔瓦·爱迪生,众所周知的美国发明家。1883年,爱迪生为寻找电灯泡最佳灯丝材料,曾做过一个小小的实验。他在真空电灯泡内部碳丝附近安装了一小截铜丝,希望铜丝能阻止碳丝蒸发,但是他失败了,他无意中发现了一个奇怪的现象:金属片虽然没有与灯丝接触,但如果在它们之间加上电压,灯丝就会产生一股电流,射向附近的金属片。当时爱迪生正潜心研究城市电力系统,没重视这个现象。但他为这一发现申请了专利,并命名为“爱迪生效应”。

1904年,弗莱明利用爱迪生效应研制出第一个二极管(Diode),并获得了专利,这个二极管可以用来做无线电电报的检波器。1906年,德·福雷斯特在二极管的灯丝之间巧妙加了一个栅板,发明了第一个真空电子三极管,用于检波放大。1912年,美国通用电气公司和美国电话电报公司合作研制出了高真空电子三极管,使得三极管的放大倍数大幅提高,工作性能更加稳定,从而电子管进入了实用阶段,进而衍生出了广播、电视、计算机等行业,是今天电子产品的奠基石。

如上文所述,军方极大促进了电子技术的发展。正是利用了上述的电子管技术,第一台电子计算机 ENIAC诞生了,采用了17468个电子三极管、7200个电子二极管,重达30吨。

ENIAC的研制也暴露了电子管的问题:傻大笨粗。为此,美国贝尔实验室成立了一个固体物理研究小组,试图制造一种能替代电子管的半导体器件。贝尔实验室对半导体材料进行了研究,发现掺杂的半导体整流性能比电子管好,决定集中研究硅、锗等半导体材料,探讨用半导体材料制作放大器件的可能性。1947年12月,以肖克莱为首的半导体研究小组实验发现,在锗片的底面接上电极,在另一面插上细针并通上电流,然后让另一根细针尽量靠近它,并通上微弱的电流,这样就会使原来的电流产生很大的变化。微弱电流少量的变化,会对另外的电流产生很大的影响,这就是“放大”作用。在首次试验时,它能把音频信号放大100倍。这样,第一个晶体管诞生了。

从20 世纪50 年代起,晶体管开始逐渐替代真空电子管,并最终实现了集成电路和微处理器的大批量生产。1954 年,贝尔实验室开发了第一台晶体管化的计算机TRADIC,使用了大约700个晶体管和1万个锗二极管,每秒钟可以执行100万次逻辑操作,功率仅为100瓦。1955 年,IBM公司开发了包含2000个晶体管的商用计算机。

Fairchild:集成电路时代,仙童半导体打造了大半个半导体产业圈,开创了半导体黄金时代

晶体管替换电子管,减少了体积,但是随着晶体管越堆越多,新的问题又出现了:电路中器件和连线也越来越多,电路的布线和响应都遇到了瓶颈。更高集成度的想法也应运而生,1958年,德州仪器的基尔比研制出世界上第一块集成电路,并于1959年2月申请了小型化的电子电路专利。这块集成电路由包括锗晶体管在内的五个元器件集成在一起,基于锗材料制作了一个叫做相移振荡器的简易集成电路。与此同时,仙童半导体诺伊斯也在1959年研制出一种利用二氧化硅屏蔽的扩散技术和PN结隔离技术,基于硅平面工艺发明了世界第一块硅集成电路,并在1959年提交了集成电路的专利申请书,但是强调了仙童的集成电路是使用平面工艺来制造的。

此后,仙童半导体开发出运算放大器、实用模拟集成电路、互补性金属氧化物半导体集成电路等无数个集成电路的重要产品,推动了集成电路产业向前快速发展。

技术的成功并不意味企业就能勇往直前,仙童半导体在商业上并不出色。在诺伊斯的松散管理下,核心成员陆续离去,竞争者很快追赶了上来。1967年,仙童半导体公布了它的第一次亏损,760万美元的亏损导致股票从一年前的3美元每股下滑至0.5美元,市值大幅缩水。灵魂人物的离去似乎奠定了仙童半导体没落的命运,到了1979年,仙童半导体被法国一家石油企业斯伦贝谢(Schlumberger)公司收购。1987年,斯伦贝谢(Schlumberger)又以原价的三分之一将仙童半导体转卖给另一家美国国民半导体公司(NSC)。1997年,NSC为了与英特尔和AMD一较高下,将仙童半导体以5.5亿美元的价格出售,并利用这笔资金买下了全球第三大微处理器制造商Cyrix,作为与英特尔竞争的筹码。在1997年到1999年间,仙童半导体开始了大规模的并购:1.2亿买下了年收入7000万的Raytheon公司半导体分部、4.55亿并购了三星公司旗下一个制造特殊芯片的半导体工厂等。在接下来的时间里,仙童半导体一直在换帅与并购中维持着经营。直到2016年9月,安森美半导体以24亿美元现金完成了对仙童的收购。

在仙童半导体浩浩荡荡近六十年的发展历史,“不老仙童”没有得到壮大,但是它为整个芯片及IT产业贡献了大量人才,对硅谷乃至当今时代的科技发展都有着不可或缺的影响和作用。在1969年举行的一次产业大会上,参会的400人中,90%以上曾经是仙童半导体公司的雇员。就像乔布斯所说:“仙童半导体就像是成熟了的蒲公英,你一吹他,这种创新精神的种子就随风四处飘扬了。”

Intel & TI:尔后,Intel、TI的成功让美国半导体始终处于领导地位

首先来看英特尔(Intel),它是典型美国半导体的缩影。1968年,罗伯特·诺伊斯、戈登·摩尔和安迪·格鲁夫创创办了英特尔,他们起初瞄准了半导体存储器,它可以存储更多的比特信息,以替换磁芯存储器。1969年,英特尔推出了第一个产品3101,这是一种用于高速随机存取存储器(RAM)的肖克利双极型64比特存储芯片,销售得很旺。1970年,英特尔推出了1103产品,这是一个1024字节(1KB)容量的DRAM,也是第一个商业上可用的芯片。1971年,应日本计算器制造商Busicom的要求,英特尔为其设计低成本芯片,构想了在一个芯片上装入一个中央处理器(CPU)的计划,为此,英特尔推出了第一个微处理器4004,这是世界上第一个商用的微处理器。至此,英特尔也开始了两项重要产品并行的道路——存储芯片和微处理器。此后,英特尔连续推出8位微处理器8008、16位微处理器8086、32位微处理器80386,在微处理器取得了巨大成功。20世纪80年代初,英特尔的存储器产品市场份额开始下滑,DRAM、静态RAM、EPROM市场的激烈竞争和日本厂商大举切入迫使英特尔专注于微处理器。最后,英特尔放弃了存储器业务,全面转向微处理器业务。对英特尔来说,1972年存储器占其销售额90%,而到1988年只剩20%,从存储器转向微处理器,这是战略性转折点。

到1972年,英特尔已经有超过1000名雇员,销售额达到2300万美元。1974年,英特尔有近3100名员工,销售额为1.4亿美元。到1984年,英特尔销售额达到16亿美元,在《财富》500强中上升至226名。在此后1986年至2017年期间,英特尔的营业收入从1986年的12.65亿美元增加到2017年的627.61亿美元,年均复合增长率(GAGR)为13.4%,复合增速相当高。

再来看德州仪器(TI),也是美国集成电路的缩影。

德州仪器成立于1930年,原为一家地质勘探公司,后转做军工供应商。德州仪器于1954年生产出了全球第一个晶体管,1958年发明出了全球第一块集成电路,1967年发明了手持计算器,1982年发布了全球首个单芯片数字信号处理器DSP,之后便成了这个领域的霸主。1996-2004年,德州仪器通过出售与并购,布局模拟与嵌入式处理。1996年,TI开始全方位转型,专注于为信号处理市场生产半导体,随后又展开了一系列企业并购、资产剥离大动作。2000年,TI斥资76亿美元收购了模拟芯片厂商Burr-Brown,巩固了其在数据转换器与放大器领域的优势地位,并形成从电源IC到放大器IC乃至A-D/D-A转换器的广泛产品群。2005-2011年,第二次出售与并购,布局汽车+工业。2005年起,德州仪器先后出售LCD、DSL、传感器、手机基带业务,将重心从手机市场转移出来,布局汽车和工业领域。2011年,TI又斥资65亿美元收购美国国家半导体(NS),加强模拟产品线组合,德仪有3万种模拟产品,国家半导体有1.2万种。通过收购,德州仪器一举超越了当时在销售额上与之持平的东芝,成为仅次于英特尔和三星电子的半导体公司。2012年至今,德州仪器聚焦模拟与嵌入式处理,聚焦汽车+工业。自从德州仪器战略性地退出手机基带处理器领域后,模拟和嵌入式处理成为新的重点业务。目前模拟和嵌入式处理业务已占德州仪器公司营业额的85%以上。在继续服务好消费电子产品市场的同时,德州仪器紧紧抓住汽车电子和工业电子市场,依靠技术创新实现高增长,目前汽车与工业的营收占比已经接近半壁江山。

德州仪器的两个集中出售并购时间段分别是互联网繁荣到泡沫破灭时期和智能手机兴起时期。德州通过并购重组不断聚焦核心业务,布局持续增长的广阔市场。时至今日,TI已超过70年悠久历史,并长期稳居前十大半导体公司之列,拥有超过 30,000名员工,近100,000款产品以及超过 40,000 项专利。从营业收入的角度看,德州仪器的收入从1987年的55.94亿美元增长到2017年的149.61亿美元,年均复合增长率(GAGR)为3.3%。

1.1.3、品牌终端:IBM àWintelàApple,每一轮科技产品大浪潮(大型机àPC à手机)的缩影,美国依旧引领

大型机→PC → 手机,过去科技产品大浪潮

随着集成电路的计算平台不断加速,科技行业迎来一波又一波的产品浪潮。从大型机到PC,再到互联网,再到手机/智能手机,每一次浪潮的发展速度更快,影响更大,更具创新性。对于下一波科技产品浪潮,目前尚无定论,有期待VR/AR,有期待AI/IOT等,我们认为随着计算平台和通讯网络的进一步发展,下一代科技产品浪潮也不远。

大型机àPC à手机,这是最典型也是最重要的三波科技产品浪潮。美国企业凭借在计算平台(以集成电路为核心)的优势,始终占据了科技产品浪潮之巅。大型机时代的IBM,几乎垄断了大型机的市场;PC时代的Wintel(Intel和Microsoft联盟),几乎垄断了大部分个人PC的处理器和操作系统,这也是最核心的,而在PC终端品牌上又有HP、DELL等;智能手机时代的Apple,引领了智能手机发展风向标,也垄断了智能手机行业的利润。

IBM(1964-2005):大型机的统治者

电子技术革命的领导者:第二次世界大战可以视为机械时代与电子时代的分水岭。IBM成立于1911年,在机械时代主要向政府部门和企事业单位出售制表机、打孔机,二战时向军方出售制表机和冲锋枪、步枪等武器,奠定了以政府、大企业和军方为主要客户的公司基调。二战后,IBM的小沃森决定发展计算机,将研发投入占营业额的比重逐步提高,聘请了冯·诺依曼和众多工程师,建立了5座新工厂。在花费了近50亿美元后,最终于1964年推出第一台STSTEM/360大型机,首次让单一操作系统适用于整系列的计算机,开创了计算机兼容性的时代。到1966年,每月销量已超过千台,全公司年收入达40亿美元,纯利10亿美元。

随后,IBM又相继推出了著名的S/370、S/390,直到z9、z10系列,它们成为计算机系统结构设计的经典之作。IBM始终遵循性能优先于价格和集中式服务的原则,统治着大型机市场,领导了计算机技术的革命,使得计算机从政府和军方走向社会,从单纯的科学计算走向商业。

IBM PC的辉煌:1976年,乔布斯和沃兹尼亚克发明世界上第一台个人电脑Apple I,IBM经过几年观望,于1980年开始开发个人电脑。仅1年后,IBM PC问世,风靡市场,当年卖掉了10万台,占领了3/4的PC市场。《时代周刊》将其评选为20世纪最伟大的产品。

错过80年代信息化大潮:虽然IBM PC战胜了苹果,但由于公司内部不重视、兼容机的出现、Wintel的崛起等原因,IBM并没有把握住PC市场。第一,IBM自创立就以政府部门、军方、大企业、科研院所和银行等为主要客户,大型机的销售和服务都能创造巨额利润,相比之下,PC的终端销售模式繁琐、利润率低,所以尽管IBM PC大卖,公司内部仍未给予足够的重视。第二,IBM PC推出时间仓促,并没有像大型机一样包办所有硬件、软件、服务,而是采用了Intel的8086处理器、微软的DOS操作系统和许多第三方软件,这导致兼容机市场迅速扩大,更多公司掌握了PC技术。第三,IBM错把硬件当作PC的重点,忽略了软件部分,导致微软弯道超车,迅速靠着Windows系统成为PC市场的霸主。

IBM出售PC业务,也象征了一个时代的结束:20世纪80年代末,IBM的大型机业务受到了PC的冲击,IBM出现首次严重亏损。为了解决困境,时任CEO路易斯·郭士纳对IBM进行了大规模改组,重新将公司定位为服务型的技术型公司,集硬件制造、软件开发和服务为一体,放弃了PC的终端消费者市场,只针对企业用户。2005年,IBM将研发费用高、利润低的PC业务以17.5亿美元的价格出售给联想,专注发展核心业务,利润也得到大幅提高。自此,IBM一直保持着全球高端服务器和大型机系统最大的生产商地位。

Wintel(1971-2005):个人PC绝对统治者

在个人电脑时代,小到中关村个体户,大到惠普、戴尔、联想等大品牌都在生产PC兼容机,虽然配置、性能大相径庭,但都使用的是微软的Windows操作系统和英特尔的x86处理器,只有这两者处于不可替代的地位。微软和英特尔的结盟为他们领导PC时代提供了强势支撑,IT业者甚至将整个PC时代称为Wintel时代。

奔腾的芯:几十年来,英特尔向世界证明了集成电路芯片的性能可以按照其创始人戈登·摩尔提出的摩尔定律呈指数增长。自1979年至今,英特尔将处理器速度(按小数运算速度衡量)提高了25万倍。另外,英特尔打破了计算机公司自己设计处理器的传统模式,而是大投入、大批量地专注于处理器设计、制造,用更廉价、性能更优良的处理器为每一台PC注入一颗奔腾的芯。1985年,英特尔继摩托罗拉后第二个推出32位微处理器80386,此后在微软的助攻下击败对手摩托罗拉,完成了对IBM PC兼容机市场的占领。1993年,英特尔推出Pentium(奔腾)第五代x86架构的微处理器,攻下太阳公司、IBM、苹果等高端市场客户,并由此垄断了个人电脑和服务器的处理器市场。此后,英特尔还陆续推出了Core(酷睿)、Xeon(至强)、Celeron(赛扬)、Atom(凌动)、Itanium(安腾)等商标,延续着在个人电脑处理器市场的巨无霸地位。

微软的桌面:比尔·盖茨是一位IT界的传奇人物,他的远见卓识和商业才能使得微软紧紧抓住信息革命的机遇,步步为营,成为计算机生态链最上游的操作系统的垄断者。1975年,比尔·盖茨和保罗·艾伦创办了微软,以开发软件业务为主。早在IBM PC推出之前,盖茨就认识到了苹果Macintosh基于图形界面的操作系统的重大意义:只要垄断了操作系统,就间接垄断了整个PC行业。1980年起,微软到IBM推广BASIC解释器,并从SCP公司买下DOS操作系统,再转卖给IBM。这样,微软的DOS凭借薄利多销和开放兼容等优势,逐步培养了用户习惯,在IBM PC和兼容机上占了很大的市场份额。经过近十年的默默研发和Windows1.0、Windows 2.0的尝试,微软终于在1990年推出Windows 3.0,1992年推出Windows 3.1,凭借开放性、兼容性给了封闭的苹果致命一击,夺得了PC操作系统的统治地位,并借此推广Office,一统办公软件市场。Windows 3.0使得用户可以通过点击桌面图形实现操作,而不用输入指令,简单方便的操作使得计算机得以快速普及。同时微软改变了软件架构,释放了更多内存,使其能在不同类型的处理器上运行。Windows 3.1可靠性更高,使用更广泛,加入了支持音频、视频播放的多媒体技术,并引入可缩放的TrueType字体技术。后来,微软又相继发布了Windows 95、98、XP等著名的操作系统,均大获成功。例如,1995年微软发行了内核版本号为4.0、混合了16位/32位的Windows 95,第一次引入“开始”按钮和任务条,带来了更强大、更稳定、更实用的桌面图形用户界面,刚一发行就成为有史以来最成功的操作系统之一。

Apple(1977-2018):智能手机的风向标

划时代意义的iPhone:2007年,乔布斯发布了开启智能手机时代的代表作——初代iPhone,“它整合了三种产品的特性,一款革命性的手机、一款带有触控屏幕的iPod、一款带有桌面级电子邮件、网页浏览、地图和搜索功能的互联网通讯设备,它成为了一款小巧的便携手持终端”。2010年,苹果推出了被果粉认为“最有设计感”的iPhone4,首次引入重大的设计思路变化,在两层玻璃中间夹了金属边框,配备视网膜显示屏,并第一次加入了前置摄像头。在库克时代,iPhone的主要变化体现在屏幕、机身、FaceID和A系列处理器上,依旧维持着iPhone的领导地位。

iPhone成为历史上最赚钱的手机,也助推Apple成为首家市值破万亿美元的科技公司。根据Counterpoint给出的2018Q2数据显示,目前智能手机行业最赚钱的厂商依然是苹果,它几乎赚取了中高端市场的所有利润,其利润占比达到了62%。此外,三星、华为、OPPO、vivo和小米分列二到六位,其对应的利润占比是17%、8%、5%、4%以及3%。苹果于1980年12月上市,2018年8月2日,苹果盘中市值首次超过1万亿美元,成为首家市值破万亿美元的科技公司。

1.1.4、没有一切的完美,美国错失了存储器和液晶显示

存储器:比拼不过日本,错失存储器

1932年,IBM公司的奥地利裔工程师古斯塔夫·陶斯切克(GustavTauschek),发明了第一种被广泛使用的计算机存储器,称为“磁鼓存储器”。直到1950年代,磁鼓依然是大型计算机的主要存储方式。1956年,IBM公司购买了中国人王安博士拥有的“磁芯存储器”专利。磁芯存储一直使用至1970年代。1966年,IBM公司的研究人员罗伯特·登纳德博士发明了半导体晶体管DRAM内存,并在1968年获得专利。1970年9月,美国IBM公司宣布将在其最新推出的大型机System / 370 Model 145的主内存上使用半导体存储器。

存储器沿着摩尔定律不断发展,每隔3年都有容量翻4倍的DRAM 产品被开发出来。1KB 时代的霸主是英特尔;到4KB和16KB时代,德州仪器和MOSTEC公司分别成为了最大的供应商,仍然由美国掌握。但是从20 世纪70 年代后半期开始日本DRAM企业快速成长起来,64K时代的日立制作所、256 KB 时代的日本电气(NEC),以及1MB 时代的东芝成为最大供应商。80年代初,日本在DRAM市场所占的份额超过美国跃居世界首位。在日本厂商的强力竞争下,美国仙童、NS、TI、IBM、英特尔、摩托罗拉等厂商均从DRAM业务中退出。

当时半导体存储器最大的市场在于大型机,大型机价格高达数亿日元,所以一般使用周期较长,用户不会随便换购新产品。因此这就要求其零部件具有较高的可靠性。日本半导体业界采用“植入高可靠性”的方法,这样不仅使可靠性得到提升,还提高了成品率和生产率,从而战胜了美国厂商。

液晶显示:最先发现液晶显示,却没能培育壮大;赶超过程中又一次落败

液晶技术出现于19世纪后期,但是一直没有很好的应用场景。直到1960年代,当时彩色电视机的发明者、鼎鼎大名的美国无线电公司(Radio Corporation of America,简称RCA)在寻找材料的过程中发现,液晶在施加电场的情况下会由透明变为乳白,可以用于显示,并设想用液晶打造可以挂在墙上的平板电视。这是一个很超前的想法,1968年5月28日,RCA召开了记者招待会,展示了一台实物大小的液晶平板电视模型(同时还展示了其他一些液晶的应用原型,包括数字读出仪和数字显示电子钟),尽管它只能显示静态的单色图像,却在新闻界引起了超乎想象的轩然大波。由于当时液晶显示技术还很不成熟,显示速度太慢,颜色也太单调,距离能看的彩色平板电视还有很远,时间一长,RCA公司对液晶平板显示也失去了耐心。此时,RCA看不到液晶技术在平板显示应用的突破的前景,也不愿意支持对平板显示电视的开发。与此同时,RCA又看不上计算器、钟表、各种仪表显示器等“小玩意儿”(而这些正是日本厂商将液晶显示发扬光大的突破口)。最后,RCA公司再没有对液晶显示有过真正的努力。

除了RCA之外,另一个重点开发液晶显示研究的公司是西屋电气,西屋电气的实验室从1950年后期就开始研究液晶。当时西屋电气已经是美国核电站的核岛主设备的供应商,它研究液晶的最初动机是开发热敏元件,用来检查因放射性而不便打开的管道里的水温,因为液晶可以根据管道的温度而改变颜色。到1961年之后,西屋电气才将液晶应用的注意力转移到显示器上面,但是显示器又不是西屋电气的主要业务。

液晶本身不发光,液晶显示器(LCD)的光亮来自于液晶晶胞后面的背光源。每个晶胞起到小快门的作用,而这个需要薄膜晶体管来控制。加上薄膜晶体管之后,相当于把像素驱动之后,可以实现大容量显示。薄膜晶体管的优点是可以覆盖大块区域,薄膜晶体管可以使主动矩阵液晶比当时生产的任何液晶显示器的性能都优越。对于薄膜晶体管的研究开发,一些企业早期介入的目的也不是为了液晶显示器(LCD),而是为了寻找制作集成电路的方法(最后集成电路的制作方法采用了MOS方案),因此曾经在薄膜晶体管(TFT)很活跃的公司——包括通用电气、休斯飞机公司、雷神公司、Zenith、Burroughs、IBM公司等——都终止了他们对TFT的探索。

总之,那些涉足过液晶显示的美国大企业——RCA、罗克韦尔、西屋电气、摩托罗拉、AT&T、通用电气、施乐和惠普,都在1970年代纷纷放弃了平板显示技术开发,其中没有一家后来成为市场的主要力量,而TFT-LCD技术最终也没有在美国实现产业化。最后TFT-LCD显示在日本得以发扬光大(在1.2.3章节将重点论述)。

虽然美国企业对TFT-LCD的研发半途而废,但是在以日本为聚集的TFT-LCD工业从孕育到崛起的过程中,却有不少美国企业迅速加入,并成为推动这个工业崛起的重要力量和参与者。这其中比较具有代表性的公司有,IBM、应用材料公司和康宁。1980年代后期的美国,在全国范围内开始讨论高清电视,美国政府也大力支持液晶显示的发展。1990年代早期,尽管美国成功地对日本平板显示厂商实行了反倾销诉讼,并提高了TFT-LCD的关税,但美国的平板显示工业没有表现出任何要追赶日本竞争者的迹象。在美国赶超日本的过程中,美国厂商使用了更高比例的美国本国设备,很多设备都没在低世代线中检验过,导致产品良率很难达到商业化要求。最后的结局就是,美国在赶超日本的过程中落败,反而是液晶面板产业能力在亚洲得到快速增长,例如韩国、中国台湾地区、中国大陆。

1.2、日本电子产业兴衰:DRAM、品牌终端由盛转衰,如今电子上游继续称霸

不同于美国,日本电子产业的兴衰历程相对明显,从50年代引进美国技术,到发展的黄金时代,再到终端品牌的没落,日本电子产业兴衰值得深究。时至今日,日本在诸多电子细分领域仍然占据着全球话语权,特别是在电子元件/材料/设备等领域。

1.2.1、战后开启成长飞轮,1970-1985年进入黄金十五年,1985年出现转折,2000年之后大幅衰退

谈起日本电子产业,想必无人不晓,曾经日本在电子立国的指导下,在电子领域创造了数不清的世界第一。曾经的NEC、SONY、Panasonic、TOSHIBA、Sharp等盛极一时,电子产品成为继汽车之后为日本赚取外汇的又一大得力干将,在20世纪80年代到90年中期,电子产品是日本贸易顺差的第一大产品。然而时至今日,Panasonic巨亏、Sharp被售,日本电子产业整体上走向了衰落。东京大学教授西村吉雄撰写了《日本电子产业兴衰录》,详细回顾了日本电子产业几十年来的荣辱史,并多角度剖析日本电子产业衰落至此的原因。本报告从日本电子产业发展史、半导体/元件、零部件、品牌终端等产业链上下游来看日本电子产业的兴衰过程,并以此提炼电子产业发展规律。

1970年之前,战后开启成长飞轮

二战后,日本的经济实力与美国和西欧相比落后了一大截。根据美国经济分析局统计,以1975年美元计算,1950年日本电子工业产值还不到美国的1/55。但是到1983年日本电子工业产值已经达到美国电子工业产值的40%,1985年日本电子工业产值在世界电子工业总产值1850亿美元已占21%的份额[1]。可以说,日本电子产业在战后开启了成长飞轮。

1950年代起,由于朝鲜战争(1950-1953年)的爆发,美国对日本政策发生了巨大的改变,开始转为支援日本产业发展,大规模向日本转移先进技术,1950年转移项目不过22个,仅2年时间,转移的项目就达到133个。发展初期,日本电子产业面临了资金短缺、技术落后和国内市场狭小的困难,因此主要以“短、平、快”产品为主要发展对象,收音机、电视机等这类技术难度低且投资较少的消费电子产品得到了有效发展。又因为国内资源贫乏,且国内市场空间较少,只能依赖进口材料加工成成品再出口,日本主要从美国引进技术,然后再以“出口主导”模式谋求发展。1955-1970年期间,日本黑白/彩色电视机、洗衣机、冰箱、吸尘器、收音机等产品基本完成了国内的普及,并且大幅对外出口,其中最大的出口地就是美国。以收音机为例,20世纪50年代日本生产的半导体收音机曾经风靡全球,被誉为世界“收音机王国”,1958年半导体收音机产量超600万台,居世界首位。

除了美国支援外,日本也通过立法振兴电子工业,早在1957年日本政府就制定了《电子工业振兴临时措施法》,通过立法实现政府与企业界的通力合作,集中人力、物力、财力和技术,并从投资、贷款、税收等各方面给予优惠政策,努力保证完成电子工业振兴法规定的基本任务和振兴目标。该法执行了7年,取得明显效果,遂即延长执行。日本自执行电子振兴法以来,电子工业产值由1957年的1678亿日元(4.7亿美元)上升到1971年的3兆3516亿日元(94.5亿美元),增长了十几倍,年均复合增长率23.8%,成为了仅次于美国的第二电子大国。

虽然战后日本电子产业飞快速度成长,主要得益于日本经济高速成长,1970年之前日本发展势头迅猛的不只是电子产业,当时日本经济的主角是钢铁和造船业等。

1970~1985年,日本电子产业黄金十五年

20世纪70年代之后,日本已经实现了产业结构的重工业化,日本开始着手调整产业结构,利用微电子和计算机技术改造传统产业,使它的设备和产品实现电子化和计算机化,这大力促成了以电子技术为核心的高技术产业的形成。为此,日本政府拨研究所需的巨额开发费用和补助金,1970-1980年日本科研经费从38亿美元递增至200亿美元,仅次于美国。到1986年,日本研究开发费用增加至500亿美元,约占国民生产总值的4%。正是得益于日本政府的大力支持和对美国技术的引进、消化、吸收、创新,日本电子产业开始在世界范围内发挥着举足轻重的作用。1970-1985年的15年期间,日本电子产业产值增加了5倍,内需增加了3倍,出口则增加了11倍之多,可谓日本电子产业发展黄金十五年。

在日本电子产业发展黄金十五年期间,以索尼、松下等为代表的黑电企业开始大举进军国际市场,逐步取代美国成为全球黑电产业的领导者,在彩电、VTR以及后期的消费电子领域都形成了垄断性的领先优势。此外,日本半导体产业也在此期间赢得了战略机遇,70年代后LSI(Large ScaleIntegrated circuit,大规模集成电路)兴起,带来大型计算机的热潮,以IBM主导的大型机主内存上开始使用半导体存储器,计算机存储器这一块大市场诞生了。日本厂商生产的存储器凭借着质优价廉迅速抢占了市场,到1985年前后,日本半导体企业在全球DRAM的市占率达到了80%,几乎垄断了市场。到1985年,日本电子工业产值与出口额如下:

1985年出现转折,1985-2000年缓慢增长,2000年之后走向衰退

1985年,美国对日本的政策再次发生了变化,不再对日本工业进行支援。这一政策转变最大原因是冷战对美国的威胁变弱了,美国不再需要为了推行冷战政策而扶持日本,反而遏制日本工业发展更符合美国利益。20世纪80年代中后期,日美之间的贸易摩擦进入白热化状态,美国主导的《广场协议》、对日本半导体企业发起的反倾销诉讼案,都大幅降低日本电子产业特别是半导体的出口竞争力,阻碍了日本继续向前发展。

1985-2000年,受美国多方面压制,日本电子产业出口转内需,产值仍有所增长,但速度缓慢很多。在这15年期间,日本电子产业产值和出口增加了1.5倍,内需增加了2倍,这段时间以内需为主。

2000年之后,日本电子产业产值达到峰值之后急剧减小,到2013年的产值还不及2000年峰值的一半。1999年,富士通从DRAM事业中退出;2001年,东芝也从DRAM事业中撤退;2002年,NEC将发生赤字的半导体部门分离了出去;2008年,富士通将一直赤字的LSI事业剥离了出去;2011年松下出现了7721亿日元的巨亏,2012年松下再度亏损超过7000亿日元;2016年,富士康以3890亿日元(折合35亿美元)收购夏普66%的股份。日本科技巨头的纷纷落败展现了日本电子产业的衰退.

以家电产品窥视日本电子产业的兴衰发展

二战之前,日本已经有东芝(日本第一家白炽灯工厂,发明日本第一台冰箱、洗衣机、吸尘器、水轮发电机、感应电机等)、日立(电机、电风扇、冰箱)、松下(插座、自行车灯、收音机)以及夏普(电机、收音机)等一批家电企业。但二战让日本家电产业处于崩溃的状态。

1950-1970年:战后复兴,快速发展。索尼公司推出日本首台磁带录音机、首台半导体收音机,并开始大力推动国际化发展。以冰箱、洗衣机、黑白电视机为代表家电产品全面普及,随后彩电、空调又迅速接力,在此期间,日本企业一直在追赶着美国企业步伐。

1970-1985年:飞速发展。70年代以前美国一直是全球黑电产业的绝对领导者,随着日本企业自身的技术创新、成本控制与效率提升,日本企业开始在美国市场全面发力,日本品牌在美国的市占率迅速提升。根据日本经济企划厅数据,70年代之前美国有28家本土电视制造商,到1976年只剩下了6家,再到1986年RCA被通用收购,电视业务被转售给法国汤姆逊。美国家电几乎被日本厂商占据。

1985年之后:开始转折,逐步走向衰落。80年代中后期,日本与美国的贸易摩擦激化,各大制造商显像管生产等业务纷纷实现本地化。随后,韩国、中国大陆、中国台湾地区的家电制造商加快追赶日本的速度。

1.2.2、半导体:以DRAM为代表,辉煌一时,终究被美国打压而衰落

20世纪70年代中期,日本政府与日本主要计算机公司(包括NEC、日立、三菱、富士通和东芝等五家日本最大的计算机公司)联合签署组成超大规模集成电路(VLSI)研究协会的协议。通过四年的合作,VLSI研究协会共申请了1000项专利,其中600项取得了专利权。在技术成果上取得一系列突破后,日本厂商采取大量投资、规模生产的策略,依靠质优价廉的产品在使DRAM市场上取得世界领先地位。80 年代初,日本在DRAM 市场所占的份额超过美国跃居世界首位,1986年日本企业在世界DRAM 市场所占的份额达到了80%。

但是,日本企业的市场份额在1986年达到最高值后,便开始急速减少,主要原因有两点:

一是美国政策从支持转向遏制。日本集成电路的发展离不开美国的支持,但是到了1985年,美国不再需要为了推行冷战政策而扶持日本,反而遏制日本工业发展更符合美国利益。20世纪80年代中后期,日美之间的贸易摩擦进入白热化状态。1985 年签署《广场协议》之后、仅仅用了3 年的时间,日元就大幅升值,从原来的1 美元=240 日元变为1 美元=120 日元。1985年,美国半导体行业协会(SIA ) 向美国通商代表部( USTR )提起诉讼、指出“日本半导体产业在日本国内封闭的市场结构下进行非正常的设备投资,并以过低的价格出口,破坏了美国半导体产业的秩序”,SIA要求提高美国产品在日本半导体市场的市场份额,为防止低价倾销采取措施等。同年,美国的半导体企业以日本存储器的出口价格过低为由,向美国商务部提出了反倾销诉讼。美国的遏制大幅降低了日本半导体的出口竞争力,阻碍了日本继续向前发展。

二是DRAM市场由大型机转变为个人计算机。1984年,大型机领域的霸主IBM 推出个人计算机(IBM-PC),标志着个人计算机时代的来临。此后不久,个人计算机在DRAM市场上的地位就超过了大型机。个人计算机上搭载的DRAM与大型机有着极大的区别,个人计算机对DRAM寿命的要求要比大型机的要求低,但对价格的要求更为严格。当时日本DRAM企业的进入了“创新者的窘境”,由于客户主要是大型机企业,日本DRAM企业执着于研发寿命更长、性能更高的DRAM 产品,却忽略了不要求寿命有多长,只要求其价格低廉的个人计算机市场。

在美国遏制日本以及DRAM 市场由大型机转变为个人计算机的情况下,韩国DRAM产业快速发展。1993年三星超过日本NEC首次夺得世界DRAM生产量第一的宝座。1996年开始,三菱、冲电气、富士通、东芝等日本厂商逐渐退出DRAM市场。日本厂商在全球DRAM市场占有率由最高值80%下跌到1999年的25%左右。1999年,日立制作所和NEC 合并了他们的DRAM业务,成立了尔必达公司。同一年,富士通也从面向大型机的DRAM业务中撤出,2001年东芝将旗下的DRAM业务卖给了美光科技。2003年,三菱电机的DRAM业务被尔必达吸收。然而,尔必达也于2012年因经营不善而破产,最终被美光科技收购,日本仅有的一家DRAM 企业也不存在。

1.2.3、零部件:以液晶显示为典型,从初期的领导者到被赶超

液晶由美国企业发明,但真正实现产业化却是由日本企业推动。当美国企业进行早期的液晶显示研究时,特别是RCA公布了液晶显示器之后,许多日本企业就产生出浓厚的兴趣,并开始了积极的跟踪研究。日本企业接力美国RCA等公司继续研究开发液晶显示器并实现了产业化,先后在日文文字处理机、笔记本电脑、台式电脑的显示器上应用了液晶技术,并最终研制出了大屏幕平板彩色电视机。在它们当中,后来起到领导世界新潮流作用的是须羽精工和夏普。

须羽精工成功将液晶用于手表和微型LCD电视。须羽精工是制表企业,为了生产石英表,它首先进入了半导体领域,在RCA公司的C-MOS集成电路基础上,成功开发出低耗能的CMOS集成电路。精工从弗加森的公司获得液晶技术的技术许可。1973年10月,精工生产了它的第一块数字LCD表(06LC型)。1983年5月,须羽精工宣布了2英寸的微型彩色液晶电视,使电子产业界大为震惊。在液晶显示器的历史上,须羽精工的微型LCD电视具有划时代的意义,它把液晶从失败的境地挽救出来。

夏普成功做出大尺寸TFT-LCD。夏普的前身是早川电气,是50年代日本主要的电视生产商,占有国内大约四分之一的市场。1972年初,夏普花了大约300万美元从RCA购买了一项专利,决定自力更生开发和生产LCD。1987年,夏普终于设法使3英寸的液晶电视投入生产。之后夏普跳出从3英寸到4英寸,再到5英寸的升级路径,而是破天荒地直接研发14英寸的显示器。1988年10月,夏普在日本电子展览会上展示了14英寸的液晶显示屏,引起轰动。在率先开发出来大尺寸液晶显示屏之后,日本企业已经到了进入大批量生产的门槛。

日本成为TFT-LCD产业化初期的领导者。TFT-LCD成为一个工业的开端是在1991年。当时的产业创新者,即一批日本企业——夏普、NEC、IBM日本与东芝的合资公司DTI——第一次开始进行液晶面板的批量生产,开创了TFT-LCD工业的技术轨道;它们是毫无争议的领先者,其竞争的动力在于能否使TFT-LCD产品批量生产,以及能否为液晶显示找到新的应用。笔记本电脑的显示屏是TFT-LCD的第一个关键应用,这个应用市场的出现拯救了那些在此前20年间对TFT-LCD的技术研发投入了巨大心血的企业。为满足这个新需求的大规模投资造成了供过于求,使这个新工业在1993-1994年经历第一次衰退。衰退所释放出来的技术资源为新的日本企业的进入创造了空间条件——像松下、日立和星电就是在这个时期进入的,它们可以通过利用由应用材料公司提供的新的“2代线”生产设备获得额外的生产收益——更高的良率和更大的显示屏,获得某种意义上的后进者优势。所有这些参与者都享受到1994-1995年产业上升期带来的利润。到1990年代中期,两批日本企业的进入使日本成为TFT-LCD工业的主导者,其全球市场的份额高达95%以上。

TFT-LCD产业竞争动力发生变化,日本被韩国赶超。随着韩国企业在1990年代中期和中国台湾企业在1990年代末期的进入,大批量生产液晶面板的TFT-LCD工业演变成为一个东亚工业。韩国企业凶猛的投资战略改变了游戏规则,使液晶显示技术进步的规律在进入TFT-LCD产业化时代后发生了明显变化。以韩国企业超越日本企业为转折点(1990年代末),TFT-LCD

工业明显分为两个阶段。在早期阶段,能否找到应用领域是液晶显示技术进步得以持续的关键,所以研发战略(研发方向和应用领域选择)是技术进步的关键;但在随后的产业化竞争阶段,在产品性能改进(如显示屏尺寸扩大)和成本降低需要大规模投资的条件下,对产品性能改进和成本降低必然创造新需求的信念成为投资决心的关键,所以投资战略成为技术进步的关键。

韩国企业重复了它们在半导体存储器(DRAM)工业的成功。当韩国企业决定投资半导体存储芯片时,日本企业正主宰着新兴的半导体市场(连发明了DRAM的美国英特尔公司当时都招架不住日本的竞争,不得不退出这个领域而转向CPU)。但韩国企业进入后,在不得不忍受多年亏损的条件下坚持不懈,硬是把日本挤下了世界第一的宝座。当韩国企业在决定进入半导体之后又决定进入TFT-LCD工业时。韩国三星和LG公司在1993-1994年的第一次液晶衰退期雇用了那些过剩的日本工程师,在日本设立研发中心,以利用衰退期资源和知识的流转。然后他们等待下一次衰退期,于1995-1996年进行大规模的投资。就像是历史的诅咒,凶猛的韩国企业在TFT-LCD工业花了不到10年的时间,就再次把日本企业挤下了世界第一的宝座。

1.2.4、品牌终端:从VTR/VCD/DVD、电视机时代称霸到手机时代没落,其中SONY是终端产品浪潮的代表

VTR/VCD/DVD、电视机时代称霸

还有多少人能记得磁带录像机(VTR)呢?这个相当古老的产品在日本电子产业历史长河中起到重要作用,而今已经消声遗迹。录像机诞生至今已经有60多年的历史,而真正的民用则要追溯到1976年第一代磁带式录像机的诞生。当时出现了Sony推的β-max 录像机、JVC的VHS以及飞利浦的Video 2000这3种磁记录格式,由于格式之间采用不同的记录方式导致完全不兼容,各家厂商争夺录像的标准格式。Sony和JVC展开了一轮标准格式争夺大战,持续了数年之久,最终由于价格低廉,来自JVC的VHS格式占领了80%的市场份额。

进入20世纪90年代后,由于VTR存在磁带等固有的缺陷,VTR迅速被数字时代的信息存储所替代,影音光碟(VideoCompact Disc,VCD)和高密度数字视频光盘(Digital Video Disc,DVD)成为了消费者的选择。VCD标准由索尼、飞利浦、JVC、松下等电器生产厂商联合于1993年制定,日本厂商在标准上依旧占据主导权。DVD标准则由Sony和Toshiba主导,光盘结构采取东芝公司独具匠心且较为先进的双盘对接的光盘结构,数据调制和信号处理等方面以Sony为主导。

在巅峰期的日本录像机时代,日本的录像机产量占世界总产量的80%,居绝对领先地位。1980年,日本录像机总产量430万台,其中日本国内销售80万台,外销出口350万台。

除了录像机产品外,上世纪日本也将全球电视机市场牢牢抓住手中。日本电视行业一直以来都致力于追求高质量的画面效果,在CRT时代,日立、东芝、松下、三洋、夏普、索尼等厂商以精益求精的态度,在研发上不惜成本的做法赢得了全世界消费者的认可。到了彩色电视机时代,日本电视仍以高质量高清画面获得市场买单,2010年日本电视机以11362亿日元产值达到了顶峰。

移动互联网时代的落寞

我们再来看日本手机产业,在手机出现之前,电话机都是用线连接的,于是就确立了“通信(电话)有线、广播(收音机、电视机)有线”的秩序。然而手机打破了这一秩序,且普及速度惊人,这就导致国家和地区的通信行业的利益集团格局会发生变化。21世纪00年代前半期,日本手机的生产达到了全盛,其产值最高时候达到了2万亿日元,但是21世纪00年代后半期,日本手机产值急剧减少,这不是因为手机用户变少了,而是日本手机厂商在海外厂商的冲击下竞争力不足导致节节退败。

在第二代(2G)通信时代,GSM占主导,而日本采用独特的PDC格式,导致国外的手机厂商无法走进日本,同时日本的手机厂商也很难打开海外市场。但是对于国内市场,日本手机厂商的生存环境却非常安逸,当时正是日本手机市场快速发展阶段,日本国内手机出货量快速增加。到了第三代(3G)通信时代,手机也从功能手机向智能手机转化,日本国内市场放开,日本手机厂商也直接面临诺基亚、苹果、三星等国际厂商竞争,导致很多日本企业纷纷退出智能手机业务。

SONY是一部典型的日本电子品牌厂商的缩影

SONY二战后起家,50年代获得蓬勃发展;之后与日本经济起飞一同走向辉煌;到了80年代,跟随日本资本横扫欧美,大行置业、收购之举,但迷失二十年;进入21世纪后,索尼亦陷入了至今以来的低迷、业绩下滑,甚至不得不出售海外的总部大楼以获取利润。可以说,SONY是日本电子产品品牌终端的缩影,甚至是整个电子产业的缩影。

战后创立:1946年,盛田昭夫成立“东京通信工业株式会社”(简称“东通工”,即SONY前身)。1955年,东通工开发晶体管技术,开发出日本第一部晶体管收音机“TR-55”,获得成功,给了公司快速发展的机会。1958年,公司更名为“索尼株式会社”(即SONY)。

辉煌时代:从Trinitron到Walkman,再从Betamax到PlayStation,各项电子产品风靡全球。(1)Trinitron——更清楚更明亮的电视图形。1968年,SONY开发出“Trinitron”的彩色映射管技术,又称单枪三束管,为水平方面凸起而垂直方面笔直的柱面显像管,其画面比起同时代的普通显示器颜色更加鲜艳锐利。Trinitron是SONY公司历史上最成功的产品之一,为电视机和显示器的阴极射线管注册的商标。截至1994年,SONY卖出了超过1亿台电视机,是当时绝对的王者。(2)Walkman——风靡全球的随身听。1979年,SONY音响部门以记者用的小型录音机“新闻人”(Pressman)修改成体积更小的录音机,并推出了Walkman(随身听)。从1980年2月开售到1998年为止,“Walkman”在全球销售突破了2亿5000万部。(3)PlayStation——游戏娱乐之王。PlayStation的最初概念是将CD机与SFC结合,有“PS之父”之称的久多良木健认为“SFC+CD=PlayStation”是索尼与任天堂合作的最佳模式。1994年12月3日起,索尼电脑娱乐(SCE)推出了PlayStation(PS)系列机型。截至2012年3月31日止,PS系列电视游戏机销售量超过4亿2300万台,成为继Walkman后,全球最为成功的产品。

21世纪之后,SONY迷失在智能化时代,笔记本、平板电视、手机等新业务纷纷落败。(1)在笔记本方面,SONY于1996年发售首款“VAIO”笔记本电脑,该业务一度是索尼利润的主要来源。2010财年,“VAIO”创下870万台销售纪录。随着笔记本电脑竞争加剧,“VAIO”销量锐减,到了2014年,SONY将笔记本电脑业务连同“VAIO”品牌全盘转让给产业投资基金“日本产业合作伙伴”(JIP),退出笔记本行业。(2)在平板电视方面,2005年,SONY成立“BRAVIA”液晶电视品牌。2012年,SONY推出了BRAVIA HX850液晶电视,HX850可以说是索尼当时最顶级液晶电视了,搭载了索尼几乎所有最尖端的设计:比如绚丽黑曜面板、X-Reality Pro图像引擎等,无论2D还是3D画质表现都可以说是做到了极致。SONY一直将“画质”与“音质”放在首位,高端的定位也让SONY只能占据小部分市场。据家电调研机构奥维云网发布的监测数据显示,截止到2016年12月,索尼电视在华市场份额为2.1%,零售量同比下滑24.1%,零售额同比下滑17.5%。销售排行跌出前十名,为第十一名。(3)在手机方面,功能机时代索尼和Ericsson各持50%股份成立了索尼爱立信,2007年推出了索爱第一款直屏手机T618,2007年又推出了索爱最薄的手机W880,2009年又推出了索爱透明屏幕手机Xperoa X5,功能机时代SONY一直以创新的设计赢得了市场,根据IDC、Counterpoint数据,索尼抓住了从功能机向初代高价智能机的升级契机,手机出货量在2010年前后一度直逼三星、苹果。但是到智能手机时代,SONY曾经的黑科技优势也日趋黯淡,核心配置方面,基本落后其他竞争者一代。2017财年,SONY涵盖智能手机的移动通讯业务录得营业利润为-276亿日元,成为八大业务板块中唯一由盈转亏的业务。

1.2.5、为何日本由盛转衰?日本企业缺乏设计制造分工,美日贸易摩擦打压,创新者的窘境,促使日本电子产业走向衰落

日本电子产业一起一落,曾经的半导体、品牌终端等都非常辉煌,而今日本电子产业的电子元件、材料的细分领域仍占据了全球绝对的话语权,但整体来讲,日本电子产业战后兴盛,然后由盛转衰很明显,其背后的原因值得我们深思。

缘何成功?

日本电子产业战后开启成长飞轮,1970-1985年进入黄金十五年。引进-消化-改良,并通过贸易保护助推日本企业成长,使得日本电子企业得以赶超美国。

(1)引进-消化-改良,紧抓质量管理,使得日本电子产品风靡全球。学习模仿是技术落后地区赶超的最佳途径,日本紧盯西方国家开始大量技术引进。1953年,日本东京通信工业公司(SONY的前身)从美国西屋电气引进了晶体管技术,开始生产索尼的第一爆款产品收音机。1959年,美国德州仪器发明了集成电路,紧盯着美国的通产省也不甘落后,其下所属的电气实业所在不到2年的时间里研究出了日本第一块集成电路。1962年,仙童半导体发明了平面光刻的技术,建立了第一家晶体管生产、测试以及封装的工厂,NEC立刻通过向仙童公司掌握这个核心技术,解决了晶体管的生产问题,当年的产量从前一年的50块到1.18万块。1971年,日本NEC紧跟英特尔,推出了自己的DRAM芯片,在VLSI(超大规模集成电路)来临之际,通产省下决心进行技术研发,使得日本DRAM得以赶超。日本企业在引进美国技术后,不断进行改良升级,紧抓质量管理,使得其产品质量和产品价格均获得市场优势。通过“引进-消化-改良”,日本的企业在以尖端技术为中心的技术革新中创造了较好的成果,依靠的就是“引进-消化-改良”的学习系统的效率和知识、信息转让的广度和深度。

(2)日本也有意识地推出一系列倾向贸易保护的产业政策,助推日本电子企业壮大。在日本电子产业发展之初,日本政府以振兴政策和贸易保护政策为产业的起步“保驾护航”,代表性的有1957-1971年《电子工业振兴临时措施法》、1971-1978年《特定电子工业及特定机械工业振兴临时措施法》、1978-1985年《特定机械情报产业振兴临时措施法》。这些产业政策从产业环境(人才、资金)、限制外资等方面推动日本国内企业的发展。

缘何衰落?

整体上来讲,日本电子产业在1985年出现转折,1985-2000年缓慢增长,2000年之后走向衰退。既有日美贸易摩擦的外部因素影响,更与日本传统文化以及固有的企业运作模式有关。

(1)外部因素:日美贸易摩擦直接击退日本电子产业的发展

随着松下、日立、索尼等龙头企业的崛起,日本企业在国际市场上的份额急剧上升,日本电子产品风靡世界,开始在全世界挑战美国。1985年,日本取代美国,成为世界上最大的芯片生产国,美国也意识到日本电子产业的兴盛对美国自身已经构成了实质性威胁,他们非常清楚地知道对高科技的垄断是美国强大的基石,电子产业(尤其是芯片)则是皇冠上的明珠,对国家安全有着巨大的战略意义。1985年6月,SIA向美国贸易代表办公室就日本电子产品的倾销提起了诉讼(即是著名的301条款起诉)。1986年9月,两国签署了《半导体条约》,该条约规定:1)日本政府不仅必须停止在美国市场的倾销,而且必须停止在其他市场的倾销(为美国占领其他市场开路)。日本厂商必须保留详细的成本记录,以确定“公平价格”。日本厂商可以高于但是不能低于“公平价格”。2)美国企业将获得日本20%的市场份额。这个条约导致日本的芯片厂商自相残杀,产业链上的协同合作消失,导致日本半导体衰退。在美国全力以赴拆散日本芯片业的产业联盟时,美国半导体协会得到了政府批准,成立了由14家美国芯片厂商组成的“美国半导体制造技术战略联盟”,该联盟的企业迅速获取了市场优势。在此消彼长过程中,1992年,美国芯片产业重新获得失去的市场份额,与日本同为世界最大的芯片出口国。与此同时,在日本市场20%的目标得以实现。1993年,美国取代日本再度成为世界最大的芯片出口国,时至今日,美国半导体依旧保持着全球垄断地位。

除了贸易条约上对日本压制之外,美国也从汇率上对日本经济进行压制。1985年9月22日,美国、法国、联邦德国、日本和英国财长和央行行长在纽约广场酒店签署《广场协议》。《广场协议》推高日元降低美金,从1985年后的几年内,美日汇率从240日元降低到120日元,令日本出口优势不再,日本的电子产业首当其冲。与此同时,韩国四大财阀——三星、现代、LG和大宇,全部安排资金,重资下注DRAM产业。它们的企业策略很明确:以较低的成本追赶日本DRAM产业。时至今日,日本DRAM厂商退出了历史舞台。

(2)内部因素:日本企业太过专注,缺乏设计制造分工意识,遭遇创新者的窘境

一是日本企业素来以工匠精神著称,对产品非常专注,然而太过专注让日本厂商错失了“快节奏”的科技产品浪潮。注意,这里并不是说“工匠精神”或者“专注”不好,而是不同的产品属性对生产厂商的要求并不相同。以DRAM为例,面向大型机的要求和面向个人计算机的要求不尽相同,日本厂商在两个时代的市场表现完全不同。在大型机时代,大型机价格高达数亿日元,使用周期较长,用户不会随便购买新产品,所以大型机对DRAM的可靠性、寿命等指标要求非常高。日本半导体业界采用了“植入高可靠性”的方法,在制造工作上精益求精,这样不仅提升了可靠性,还提升了成品率和生产率,因此大型机对日本DRAM非常欢迎。而到个人计算机时代,个人计算机更新速度快,同一台机器很难被连续使用5年以上,这样一来,个人计算机搭载的DRAM的寿命能有5年就足矣。也就是说个人计算机对DRAM寿命要求比大型机的要求低,反之对价格的要求更为严格。对着这种变化,日本企业没有积极应对,此时的日本企业还一味地追求DRAM的长寿命。最终的结果就是,日本长寿命、高价格的DRAM产品在个人计算机市场完全不受欢迎。

二是日本企业对设计和制造分工意识薄弱,无法适应全球分工的要求。进入21世纪,经济全球化成为趋势,设计与制造分工非常明确。但是日本企业坚持设计和制造联合,他们普遍认为,如果没有生产线,将无法维持“制造”优势,他们主张“设计部门和生产部门必须同属于同一个企业。这是因为设计部门和生产部门需要密切交流,共享信息,否则就无法做出优秀的产品”。以半导体为例,Fabless和Foundry的分工非常明确,而且各环节厂商能够充分发挥各自的资源,这种模式也成为了半导体主流模式。但是,日本半导体制造商看不起代工企业,他们认为代工企业不用投资开发研究,只需要购买生产设备专门从事生产,只能用其他公司的品牌生产廉价的、过时的产品。也正在日本企业迟迟不愿意转为专业分工模式的同时,代工厂商在生产技术方面赶上并超过日本半导体制造商,而日本厂商始终没能发展为代工企业。

三是创新者的窘境。战后,日本的企业和经营者大胆创新,破釜沉舟,勇往直前。20世纪80年代末日本经济达到顶峰后,日本成就了一批以索尼、松下、东芝、日立、三洋、夏普、富士通、NEC、爱普生、佳能、奥林巴斯为代表的具有全球竞争力的电子企业,它们规模大、发展成熟,但在新产品、新市场的探索谨小慎微。日本这些成熟企业在遭遇市场变化或技术变革时,不仅因制度僵化导致决策迟缓、经营者也随着年龄老化缺少了强烈的创新精神,而且它们在审视新的市场时,会认为它规模小、需求不明确,但是这些破坏性技术往往能创造需求,最后导致日本企业丧失了领先的优势。在日本,技术创新往往来自于成熟的大公司,日本大公司体制缺乏有效的知识扩散体制,大公司之间的技术交流也只能通过类似的合作的项目得到解决,这也一定程度束缚了技术创新的推进,很难适应互联网、智能手机、移动互联网等新时代。比如近些年,美国出现了Facebook,中国出现了小米,反观日本,却没有太多新秀的表现。

1.2.6、为何6又说日本电子产业从未真正衰落?

上章节(1.2.5章节)详细论述了日本电子产业整体兴盛的原因以及没落的原因,但是时至今日,我们再来审视日本电子产业,日本在IC、被动元件、精密设备制造、材料等电子上游的细分环节仍占据了全球绝对的话语权,而这些环节在整个电子产业链又占有极其重要的地位,因此也可以说,日本电子产业从未真正的衰落。

元件依旧龙头

在MLCC、电感、电阻等被动元件领域,日本厂商占据着绝对领导地位。可以说,目前几乎所有电子产品里面都能找到日本厂商被动元件的料号。

在多层陶瓷电容器(MLCC)领域,日本厂商具有绝对领先的市场份额。从2016年数据来看,日本村田占据MLCC市场29%的份额,日本的太阳诱电占据13%的市场份额,日本的TDK占据7%的市场份额,日本厂商在市场份额方面绝对领先。除此之外,日本厂商在高品质MLCC领域更具有近乎垄断的地位,苹果所使用的高品质MLCC主要采购自村田,对可靠性和稳定性具有很高要求的车规级和工业级MLCC主要来自村田、太阳诱电和TDK。

在电阻领域,日本厂商也具有领导地位。国巨是电阻行业的龙头厂商,占据34%的市场份额,而KOA、Rohm、松下、Vishay等四家日本厂商则拥有23%的市场份额,仅次于国巨。尽管日本厂商在市场份额上并没有那么明显的优势,但它们在产品品质上则优势明显。例如对可靠性、稳定性具有很高要求的车规级和工业级电阻,就是主要由四家日本厂商生产,而国巨则主要是生产对品质没那么高要求的消费级产品。

在电感领域,日本厂商也具有领先的实力。村田、TDK和太阳诱电是全球前三大电感厂商,2017年的市场份额分别为13.78%、13.42%和13.22%,位居前三名。除了市场份额,村田也领先推出了最先进的01005电感,日本厂商在技术实力方面也处于领先地位。

材料依旧有足够强的话语权

日本企业在材料领域也具有足够强的话语权。以最典型的半导体产业为例,半导体行业需要大量不同类型的材料,这些材料难度大、纯度高,是对一个国家材料能力的良好衡量。日本企业在半导体材料具有非常强的话语权,例如在关键的硅片领域,日本企业拥有68%的市场份额;在光罩领域,日本拥有76%市场份额;在光刻胶领域,日本企业拥有72%的市场份额。这些材料都是半导体行业最关键、最基础的材料,日本企业话语权足够强大。

精密设备依旧独步全球

在设备领域,日本厂商同样独步全球。半导体行业设备需求大、设备足够多样化、精密度要求高,是衡量一个国家精密设备实力的绝好样本。在半导体领域,日本企业在众多关键环节具有近乎垄断的地位。例如在电子束描画设备方面,日本市场份额达到93%;在涂布/显影设备方面,日本市场份额达到98%;在氧化炉方面,日本市场份额达到83%;在减压CVD设备方面,日本市场份额达到79%。半导体设备只是一个缩影,但已经可以很好地衡量整个日本在精密设备领域的实力。

1.3、台湾地区电子产业兴衰:承接美日技术,代工崛起,但仍缺失上游技术

1.3.1、承接美日,海外引进技术顺应科技潮流

成立工研院,承接美日先进技术

20世纪70年代,随着产业结构的调整,电子信息产业被确立为中国台湾地区的“策略性工业”。通过学习韩国科学技术研究院等海外先进技术研究院, 1973年,中国台湾地区政府成立了“台湾工业技术研究院”(简称“工研院”)。工研院始终“以科技研发,带动产业发展,创造经济价值,增进社会福祉”为主要任务,从创新研发、人才培育、智权加值、衍生公司、育成企业、技术服务与技术移转等过程,对中国台湾地区产业发展产生举足轻重的影响。成立四十多年来,工研院累积近3万件专利,并新创及培育273家公司。不但为台湾开创许多前瞻性、关键性的技术,还孕育多家新兴科技产业,培育无数科技人才。

从美国引进学习半导体技术

20世纪70年代中期,当时中国台湾地区并无电子产业的研究基础,工研院便于1974年成立了电子工业研究中心,并推动半导体专案计划的实施,中国台湾地区半导体工业从此正式起步。

1975-1979年,研院推出第一期专案计划,所取得的主要成绩是引进技术,建立示范工厂。1977年,在曾任美国无线电公司微波研究室主任潘文渊的推动下,工研院从RCA公司购买了专利技术后,同时向美国IMR公司购买掩膜板,建设生产线,并改造升级再转让技术以推动行业进步,而且协议规定 RCA 必须回购产品。当时,工研院建立的试验工厂将技术用在生产电子表所需的 IC 上,很快良品率超过 RCA,中国台湾地区一度成为电子表三大出口地区之一。

1979-1983年,工研院第二期专案计划,所取得的主要成绩是将引进的技术转移民间,成立岛内第一家IC制造厂商(联华电子公司,UMC),为后续的发展打下基础。1979年,工研院通过总结前期的研究与开发技术及生产的经验,最后决定不能光靠当局投资,应把生产工厂部分统统转为民营私办投资。因此,正式设立联华电子公司(UMC),还诞生了台湾地区半导体工业独特的一种商业模式——以工研院的技术和人才为基础,承接工研院当时拥有的最先进的技术和设备,设立公股私人企业。这种新型商业模式此后被反复使用,为台湾地区半导体工业发展发挥了重要作用。

1983-1987年,台湾地区开始实施预算为7400万美元的超大规模集成电路(VLSI)计划,取得的成绩主要是由工研院引进1-1.5微米VLSI制造和测试技术,与荷兰飞利浦公司合资成立台积电,生产6英寸晶圆。此后的台积电一发不可收拾,如今成为晶圆代工的龙头。

从日本引进学习液晶显示技术

其实,日本企业一直拒绝向台湾地区转让液晶技术,但是面对1997年金融危机和液晶衰退期,日本企业难以继续像往常那样去保护TFT-LCD制造技术。与此同时,韩国企业大规模生产的TFT-LCD价格低廉,迫使日本企业在台湾地区的市场份额急剧下降。在这种形势下,三菱、东芝、IBM日本、夏普和松下等日本企业不得不开始本地化生产,转让技术给台湾地区本土合作伙伴。中华映管率先从三菱电机旗下的ADI获得技术转移,引进第三代TFT-LCD面板生产线,随后达基科技、联友光电、瀚宇彩晶、奇美电子等企业纷纷获得了日本企业的技术转移。此时的台湾地区工业已经有了半导体工业基础,已经具备了足够TFT-LCD的“吸收能力”,台湾地区当局也非常重视TFT-LCD面板的发展,其属下的工业技术研究院(ITRI)从1993年开始制定培育平板显示产业的4年计划,1997年开始制定培育平板显示产业的6年计划,在TFT-LCD发展过程中起到了重要作用。

1.3.2、半导体:代工第一、封装第一,但DRAM重投资未能奏效

张忠谋开创晶圆代工模式,台积电/台联电引领了台湾地区代工崛起

1985年,德州仪器第三号人物张忠谋辞去在美国的高薪职位返回中国台湾,出任台湾工业技术研究院院长。针对当时台湾地区缺少晶圆工厂的困境,张忠谋于1987年创办了台积电,并开创了晶圆代工商业模式。

台积电的成立,对台湾信息科技及半导体业影响甚巨。因为台积电为专业集成电路制造代工服务公司,所以它不拥有自己的产品,只是单纯为客户提供专业的制造服务,如此,客户的产品设计可以得到较大的保障,同时台积电自己也可以获得较稳定的产能。台积电的经营形态造就了往后集成电路设计与制造分离。由于台积电成为国际众所皆知优秀的IC制造公司,许多国外集成电路公司纷纷请台积电为其代工。张忠谋先生也因此被尊称为世界晶圆代工(Foundry)之父。

新竹科学工业园的晶圆代工厂模式发展后,台湾地区于1990年启动了“次微米制程技术发展五年计划”,以发展8英寸晶圆、0.5μm工艺技术,计划发展过程中一批留学人员归来,为技术发展贡献了力量。1994年,为落实次微米计划的研发成果,由台积电占30%股份,华新丽华、矽统、远东纺织等13家公司参股的世界先进积体电路股份有限公司在新竹园区组建,并建设了台湾地区第一座8英寸晶圆厂。

联电公司于1995年从IDM经营模式转型为专业晶圆代工厂商。1996年台湾地区的IC制造厂增加到15家,合计的营业额达1256亿元新台币,并成为全球第四大制造地区。而到2000年,台湾地区IC制造技术已逐渐赶上世界领先技术,台积电和联电开始投入12英寸生产线,迎接世界SOC潮流,引领台湾地区向着创新导向发展。

如今,台积电已成为全球第一大晶圆代工企业,占全球代工市场份额的一半以上,成为先进制程的领导者。根据IC Insights数据,2016年纯晶圆代工前十名中有四名由台湾地区厂商占据,分别是台积电、联电、力晶和世界先进。

封测:早于代工,受益于代工发展崛起

台湾地区封测产业早于代工发展。台湾地区半导体产业于20世纪70年代兴起,直到80年代中期,业务主要集中在后端工序(封装、测试)。1969年,TI、飞利浦公司开始实施封装产业的转移,在台湾地区设立封装厂。全球封测龙头日月光成立于1984年,也是早于台积电先成立。之后随着台湾地区代工产业的发展,带动了下游封测产业的发展,一大批封测企业相继成立,如1988年的福雷、立卫;1991年的鑫成;1993年的硅丰、大众;1994年的华新先进、福懋、致福、日生科技等。受益于代工的发展,台湾地区封测产业同步崛起,目前仍在全球市场中占据着主要位置。

DRAM:缺乏自有技术,重投资策略未能奏效

回顾80年代日本追赶美国,以及90年代韩国追赶日本,都是以存储器作为突破口,因为存储器市场巨大、技术相对简单且易于扩大市场份额。韩国在6英寸晶圆厂过渡到8英寸晶圆厂的世代交替时,以9座8英寸晶圆厂的产能优势,一举取代日本厂商跃居全球DRAM产业的第一。台湾地区试图以同样的方法,希望在8英寸过渡到12英寸时,以拥有全球最多的12英寸晶圆厂来取胜,但结果并未成功。

从2004至2008年,台湾地区在存储器方面的总投资达300亿美元以上,拥有近20条12英寸晶圆生产线,位列全球第一,大大超出同期三星的投资。而正好此时借助个人电脑的迅猛发展,台湾企业在全球的DRAM市场上占据约2成份额。2007年微软Vista 销量不及预期,DRAM 供过于求价格狂跌,加上08 年金融危机的雪上加霜,DRAM价格暴跌。在激烈的竞争面前多年亏损,世界先进、力晶等被迫退出行业竞争,转型成为晶圆代工厂。

台湾地区DRAM重投资未能奏效,归其原因有两点:第一、台湾地区在发展存储器产业中主要采用代工模式,代工模式在DRAM领域未能奏效。DRAM产品是偏同质化竞争的产品,各家生产的DRAM产品大同小异,讲究的是读写速度和容量。半导体制造环节在资产投入力度大,如果采用代工模式,其晶圆代工厂商需要足够多的专业设计厂商来支撑代工的产能。而DRAM设计厂商较少,缺乏多样性,因此代工模式在DRAM上走得非常困难。第二、台湾地区存储器产业中缺乏自有技术,过多地依赖于技术转移。力晶与尔必达、茂德与SK海力士、华亚科与奇梦达,这些都是台湾地区厂商与日韩厂商采用技术合作的模式,这种模式牢固度不高,没有掌握核心技术。

1.3.3、EMS:PC代工崛起,从中获取知识与技能,电子制造服务至今独秀

PC代工的辉煌

台湾地区电脑产业的发展源于20世纪80年代的工业转型,资讯电子业和精密器械等高科技产业成为重点发展的产业。进入20世纪90年代,电脑产业升级换代的速度加快,市场竞争激烈,全球各大品牌厂商为了降低成本,提高市场竞争力,纷纷向外寻求资源,将生产制造环节外包。1990年,工研院开发了台湾地区第一台笔记本电脑,产业投入的时间与美日等发达国家几乎同步。当时台湾地区的电脑业正处于发展初期,企业规模都很小,而电脑产品升级换代快,一个产品往往不可能大批量定型生产。而台湾地区中小企业的生产周期快,具有极大的灵活性,积累了柔性化生产的经验,能有效降低成本,因而贏得了来自美国、日本和欧洲品牌厂商的大量订单,台湾地区代工厂商成为Wintel垂直分工体系中的硬件供应商。

当时的台湾地区十大笔记本电脑厂英业达、华宇、广达、仁宝、纬创、大众、神基、致胜、华硕、志合等都在做OEM,其客户包括戴尔、惠普、东芝等全球十大国际品牌厂商,其中美国的笔记本电脑75%由台湾地区厂商代工,而中国大陆的主要品牌厂商,如联想、方正、紫光的笔记本也全部由台湾地区厂商代工。从1990年到2001年,仅仅十年,台湾地区笔记本电脑的全球出货量达到56.3%,排名第一。随后到2005年之后,全球90%以上的笔记本电脑都是交由台湾地区制造商生产。

台湾地区虽然笔记本电脑的产量居世界第一,但是自有品牌很少。台湾地区厂商在通过OEM、ODM、EMS过程中获取了生产制造技术和运筹管理能力后,为了维持利润率和巩固订单,逐步衍生OBM(自主品牌),形成垂直及横向整合的生产企业,通过占据产业链的大部分环节,进行规模扩张,寡头垄断,逐渐分散和减少对品牌企业的市场依赖性,增强盈利能力。而后只有宏碁、华硕、明基、仁宝和伦飞等几家建立了自有品牌,但仍未取得较大成功。

EMS中诞生了鸿海,至今保持不败

台湾地区EMS发展至今,不得不提的是鸿海。鸿海成立于1974年,初入PC领域,鸿海以连接器起家,逐步拓展上下游业务。为了让国际一流电脑厂商真正了解自己,进行了产品的垂直整合,并根据当时传统代工模式的特点,利用在内地设厂生产成本低廉的优势,与全球竞争对手低价竞争。此后,康柏、英特尔、戴尔等PC大生产商均成为鸿海的重要客户。1995年鸿海收入首次超过100亿台币,2004年鸿海首次成为全球第一大3C代工厂,2014年鸿海收入约为42131亿台币,并且在2014年1月鸿海掌舵人郭台铭宣示“未来还要拼10年”,希望带领鸿海年营收再增长2.5倍,到10兆新台币,鸿海已然成为全球电子制造业帝国。从1995年鸿海收入首次超过100亿台币,到2014年收入42131亿台币,期间经历了20个年头,其收入复合增长率达到37%,创造了电子制造的奇迹。

鸿海的快速成长,与其能得到众多世界一流企业的订单有关,而它获取这些订单的秘诀,则在于能全力配合这些企业的需求,为其产品上市提供最快、最优服务。此外,鸿海采取垂直整合方式实现关键零组件到成品组装相互支援,从关键零组件到系统组装,再从系统组装,返过来做更多的零组件。由于鸿海自己能够生产许多关键零组件,大部分不需要进口,因此产品成本比别人低,组装利润比别人高。台湾地区电脑业的垂直整合战略呈多元化、跨产业、跨产品扩张的趋势,代工厂商相继将业务范围扩展至智能手机、视听等数码产品,以及汽车电子和医疗等产业。在智能手机时代,鸿海继续发挥代工优势,于2005年成为全球第一大手机代工厂。

鸿海的成长是台湾地区EMS成长的缩影,也是台湾地区成为世界工厂的产物。时至今日,虽然中国大陆电子制造能力已经崛起,但是台湾的EMS能力仍是全球领先。在中国大陆以低成本优势在制造业领域崛起的同时,台湾地区的EMS厂商积极提升设计能力并注重知识产权(IP)的保护。台湾地区的EMS厂商现在大部分都演进为ODM厂商,已经实现了价值链的延伸与升级。

根据ManufacturingMarket Insider发布的2018全球50大EMS代工厂榜单,排名前50的EMS厂商总营收超过3000亿美元,其中,富士康(鸿海)独占了EMS市场过半的销售额,达到1549亿美元。在全球EMS前十大厂商中,有4家是来自台湾地区,包括鸿海(Foxconn)、和硕(Pegatron)、纬创资通(Wistron)以及新金宝集团(New Kinpo);其中只有一家环旭电子(UniversalScientific Industrial Co.)来自于中国大陆,但其实环旭电子的母公司为台湾地区日月光集团。

1.3.4、面板:台湾地区五虎成功借力日本产业转出,但没能挡住大陆攻势

台湾地区企业在面板领域的发展与液晶周期密切相关。台湾地区作为液晶产业的后来者,也是凭借着对液晶周期的了解才切入这个市场。液晶产业的周期性非常明显,每次全球经济形势地位都会导致面板需求急剧较少,形成了产业的衰退期。液晶面板第一次衰退期在1993-1994年,当时日本趁势切入,第二次衰退期在1995-1996年,韩国企业趁势切入。而台湾地区厂商在液晶面板第二次衰退期中建立了自己的能力,并在1997-1998年的第三次衰退期中切入,当时日本企业承压,减少对面板的投资,台湾地区企业成功谈判增加自己的投资,获得技术转让。此后,在2001年的第四次衰退中,新的台湾地区进入者通过投资各种基础的TFT-LCD技术获得成功,后来被称为台湾地区“面板五虎”的友达、奇美、中华映管、瀚宇彩晶和广辉,全部跨上了5代线的台阶。

2008年,台湾地区的TFT-LCD工业尽管规模很大(仅次于韩国),但全球金融危机却暴露了其“脆弱性”——台湾地区生产的液晶面板不像日本和韩国那样拥有来自本土下游产业(诸如计算机和电视机这样的品牌终端产品)的庞大需求,必须仰赖日韩的采购以及向中国大陆正在增长的销售。

台湾地区在平板显示的成功,让中国大陆也看到逆势投资的机会。大陆的京东方在2003年通过收购韩国现代集团的液晶显示器业务,随即在北京上马建设一条5代线,正式跨入TFT-LCD工业的门槛。京东方于2009年4月上马合肥6代线(中国第一条高世代线),8月末上马北京8.5代线。后一个项目上马的消息立刻引发了一场“液晶热”——多年来拒绝向中国大陆转让高世代生产线或在中国大陆建线的日、韩和中国台湾企业一夜之间改变态度,纷纷要在中国大陆建线。但是,金融海啸及其后续的影响(如欧债危机)带来了一个超长的液晶周期衰退阶段,2011年甚至出现了日、韩和中国台湾主要厂商的液晶面板业务全部亏损的罕见局面,而2011年也成为中国半导体显示工业崛起的开端之年。

从2011年开始,中国半导体显示工业的产能份额开始迅速强劲上升,而且还在继续扩大。根据Display Search数据,2011-2016年期间,在日本、韩国、中国大陆和台湾地区的工业之中,中国大陆工业是唯一持续扩大产能份额的,而其余三地工业的产能份额都在收缩。中国大陆工业的产能将在2016年超过台湾地区工业——主宰了全球半导体显示器市场近20年的日、韩和中国台湾“铁三角”将从此成为历史记忆。

1.3.5、品牌终端:台湾地区三大科技品牌(HTC、华硕、宏碁)未能跟上智能手机步伐,集体走向衰落

曾几何时,华硕、宏碁和HTC(即:宏达电)是台湾地区三大科技品牌,也被称为台湾地区的骄傲。然而进入移动互联网时代,台湾地区三大科技品牌均出现了不同程度的衰落,HTC在智能手机领域惨败,沦为边缘化厂商;华硕、宏碁也淡出了大众的视线。HTC:沉浮二十年,代工崛起à智能手机开创者à沦落边缘

HTC(全名宏达国际电子股份有限公司)于1997年创办,成立几年后与康柏公司合作研发出iPAQ,市场反映非常火爆,奠定了HTC在PDA市场的领先地位,并逐步成为世界最大的PDA代工厂商(其最大客户是HP、Dell以及Palm),HTC依托代工迅速实现了崛起。2002年,微软推出了Pocket PCPhone Edition操作系统,HTC随即研发出全球第一款搭载其系统的PDA Phone,欧洲多数电讯运营商便与HTC签下了大量订单,并取得了不错的销量。由于欧美各大电信运营商并不做PDA,HTC为它们提供从设计到生产的全系列服务,最后打上运营商的Logo,HTC就成为了名副其实的OEM厂商。

然而HTC并不满足于此。2007年,HTC发布了新款的自主品牌智能手机Touch Diamond,此时的HTC不再是一个单纯的代工厂,拥有了自主品牌(期间从多普达过渡到HTC)。2007年底,HTC参加了由Google主导的“开放手机联盟”(Open Handset Alliance),与Qualcomm、T-Mobile和Motorola等厂商携手发展Android手机平台。2008年,HTC便携手美国运营商T-mobile推出了HTC G1,这是世界上第一款Andriod手机,一举奠定HTC在智能手机的江湖地位。自此,HTC开启了它在智能手机的辉煌时段,到2010年第四季度,HTC智能手机出货量市场占有率达到8.5%,全球排名第五。在2011年第3季度的时候,HTC是全美最畅销的智能手机品牌。

然而好景不长,随着Android系统的逐渐普及,三星、摩托罗拉、华为、小米等更多厂商开始逐步开始加入Android阵营生产自己的Android手机,HTC面临的挑战越来越大。自2013年起,HTC手机业务营收开始下滑出现亏损,如今已经连续多年处于亏损状态。在此过程中,HTC也犯了一些战略性的问题,比如营销能力不足导致HTC品牌始终原地踏步(缺乏旗舰机意识),作为对自己失利的检讨,HTC 的高层不止一次表明自己的问题是出在营销之上。

时至今日,HTC智能手机的份额快速萎缩,存在感越来越弱。2018年1月,HTC的手机部门以11亿美元的价格出售给Google,HTC虽然还保留了HTC手机品牌业务,但是大势注定已去,已经沦落为边缘厂商。

华硕&宏碁:笔记本地位不保,智能手机未能突破

华硕于1989年创立,主板业务起家,通过笔记本业务崛起,创造性地设计了“EeePC”、“变形手机”、“Nexus 7”等经典产品。华硕在2007年开始进入笔记本电脑市场,推出Eee PC上网本。Eee PC上网本具有超轻便携带、简单直观的界面和人性化的应用程序,十分契合用户的需求,广受市场欢迎。2007年~2010年,华硕连续4年跻身《财富》500强。华硕一直坚持“华硕品质,坚若磐石”的理念,笔记本产品赢得了市场的认可。宏碁于1976年创立,也是以代工起家,随后以高性价的策略并依靠微软与英特尔迅速在PC市场闯出名声,将宏碁打造为欧洲第一大PC品牌。此后,宏碁进入快速扩张期,相继收购Gateway、Packard Bell等公司。2009年,宏碁借助上网本,战胜戴尔,成为全球第二大PC巨头,这是宏碁在PC行业取得最好成绩的一年。

华硕和宏碁成为台湾地区笔记本品牌的骄傲,但是随着笔记本竞争越来越激烈,华硕和宏碁的笔记本出货量全球排名也快速下降,宏碁从2009年的全球排名第二下滑到2017年的第六,华硕笔记本的市占率也有所下滑。

2010年之后,随着笔记本市场逐步饱和,华硕、宏碁的竞争压力越来越大,它们也瞄准了智能手机市场。其实华硕较早抢进智能手机市场,由于在笔记本烙印太深,华硕也没能很好地做出手机品牌的宣传,华硕手机一直没有取得较好的销量。对于宏碁,宏碁早在2008年就通过收购台湾地区知名智能手机制造商倚天资讯股份有限公司踏入智能手机市场,长期以来,尽管宏基在手机领域采取WP系统和安卓系统手机双向发展策略,但在手机市场的存在感并不足。

1.3.6、如何理解台湾地区电子产业发展脉络?

台湾地区电子产业腾飞起于上世纪九十年代,以庞大的电子零部件集成产业链为支撑,以代工切入全球生产网络。一大批中小型电子企业通过引进海外的专利或者技术,凭借组装或者局部创新形成自己的品牌,并迅速转化为应用型产品,获取了相当的利润。矽统(SiS)、威盛(VIA)、华硕、冠捷(AOC)、技嘉、微星(MSI)……这些台湾地区企业的名字在PC时代都是无人不晓的,它们都是在1985年到1989年期间成立。因为进入市场早,并正好赶上了第一波PC发展的热潮,因此台湾地区电子产业在90年代初期迅速成为了全球不可忽视的一股科技力量,培育了台积电、联电、鸿海、华硕等一批代表性企业。

缺乏核心技术,盛于PC,衰于智能手机。台湾地区电子产业没有处理好根本性的软肋,即缺乏核心技术,不具备核心系统,很难长时间取胜于市场。台湾地区也曾经努力攻克DRAM、电子材料等电子上游,也大力气从ODM向OBM延伸(例如华硕、宏碁、HTC等),受技术和自身市场的限制,没有取得真正的突破。没有核心技术,台湾地区电子产业在面临科技产品变革的时候也很难快速转型。因此,过去多年,台湾地区搭着 PC 的全球普及化,一路崛起,然而从PC时代转向智能手机时代,台湾地区电子厂商并没有迅速转向,智能手机时代的台湾地区电子产业开始明显衰落。在多轮的并购与淘汰洗礼后,台湾地区最终整合形成的科技巨头只剩下了以代工制造、组装生产为主要业务的“高科技”,除了华硕有往高性能电脑、数据中心等较高利润的领域发展外,其他的企业做的几乎都是科技行业里最不赚钱的事。

1.4、定律:左手握紧上游技术,右手握紧下游终端,才能抢占行业话语权

1.4.1、电子产业最突出的特征是全球生产网络,设计制造分工导致了产业转移,也致使各地区都竞先争夺微笑曲线两端的高附加值环节

经过几十年乃至百年的发展,电子产业无疑是最具全球化的产业之一。从1985年左右起,全球电子产业开始出现结构性的变化,变化的实质是分工结构的革新,电子产品的设计和制造的分工开始走向全球化。如今,全球生产、全球分工是电子产品最突出的特征,跨国公司将产品价值链分割为若干个独立的模块,每个模块都置于全球范围内能够以最低成本完成生产的国家和地区,从而形成了全球生产网络。

全球生产网络的形成根本目的在于更合理地实现资源配置以降低成本,体现的外在行为就是将产品制造或者非核心业务外包,一些劳动密集型的生产制造环节逐步转移到低成本地区。随着本土厂商的实力逐步壮大,再进一步承接资源密集型以及技术密集型产业。纵观全球电子产业转移路径,沿着美国—>日本—>台湾地区—>大陆—>东南亚这条路径转移,产业环节也是从生产制造再逐步向研发设计环节的路径进行转移。

在产业转移过程中,原始优势产业区域保留着研发设计等附加值较高的环节,将生产制造等附加值较低环节转移出去,随着被转移区域的能力提升,它们也延伸价值链,反过来争夺高附加值环节。在全球生产价值链体系中,技术开发、产品制造、市场营销构成了三个核心环节,也可以分为上游核心技术、中游产品制造、下游品牌终端三个核心环节。跨国公司更多的是抓两头,争取附加值较高的两个环节:一头抓技术创新、技术标准的制定和推广、新产品的开发和升级;另一头抓产品销售渠道,在品牌管理、市场营销、售后服务等环节上全面投入。

通过前面对美国、日本、中国台湾三个地区电子产业的复盘(1.1章节、1.2章节、1.3章节),可以看出,掌握了两头附加值较高环节的地区产业竞争力更强。

美国电子制造业的竞争力基础是技术领先,美国始终把握着上游的核心技术(集成电路/元件材料/关键设备)和下游品牌终端(从大型机到个人PC到智能手机),负责标准的制定、产品设计和系统集成,控制核心产品、关键核心芯片和零组件,以及新产品的推出,并且拥有品牌,布局产业价值链的高端,在全球起到了引领的作用。

而对于80年代崛起的日本来说,靠的则是生产关系的革命性变革,主要是全面质量管理模式的建立,以及技术上的快速追赶。我们看到,在长达十多年的货币升值过程中,日本电子制造业仍然保持住了自己的全球竞争力,这背后重要的依靠是原创的技术。日本在上游的核心技术(集成电路/元件材料/关键设备)的能力较强,控制着关键材料、元件、芯片,负责高附加值产品的研发与生产,布局产业价值链的高端。

台湾地区则以中游产品制造(PC代工/智能手机代工)为主,以庞大的电子零部件集成产业链为支撑,以代工切入全球生产网络。一大批中小型电子企业通过引进海外的专利或者技术,凭借组装或者局部创新形成自己的品牌,并迅速转化为应用型产品,获取了相当的利润。

著名经济学家郎咸平曾经提出”6+1″产业链:“6”指的是:第一产品设计,第二原料采购,第三仓储运输,第四订单处理,第五批发经营,第六零售;“1”指的是:产品制造。其中,“6”大块能创造的价值是90%,而“1”块产品制造仅仅获取10%的价值。在经济全球化的背景下,美国、日本等发达地区竞先将附加值高的业务环节保留在本土,将其他业务环节外包出去,以最小的投入获取最大的利润。

1.4.2、争夺上游,抢占技术话语权,半导体、基础元件/材料、关键设备等核心技术始终是战略资源

其实,各个国家一直都在争夺电子产业上游核心技术,实现产业自主可控,从而强化产业链话语权。电子上游产品的种类繁多,包括半导体、元件、材料、关键设备、PCB、电子化学品等多个方面,从技术壁垒、产值空间等多方面考虑,半导体、元件、关键设备最为重要。美国是电子科技技术的发源地,一直是电子产业上游的强者,掌控了全球最为关键的半导体产业。日本在二战之后迅速崛起,对原材料与工艺持续钻研,掌控了全球元件、材料的话语权。因此,全球各地区都非常注重对技术的研发投入,2016年欧盟委员会发布“2016全球企业研发投入排行榜”,在其统计的全球2500家企业投入的研发费用中,美国企业研发投入占全球的38.6%,其次是日本(14.4%)、德国(10.0%)和中国(7.2%)。研发增长最大的行业是ICT、健康和汽车。

首先来看美国,从电子管到晶体管再到集成电路,美国依托军方对其持续大量投入,其半导体技术始终处于引领地位。美国半导体协会把半导体技术(主要是集成电路)称为美国经济发展的驱动器。1986年前后美国半导体被日本赶超,立马引起了美国政府的高度重视。美国政府制定了重点支持国防用集成电路领域、资源聚焦于包括集成电路在内的信息技术,并着力于纳米技术研究的战略路径。1987年,由美国IBM、TI和HP等13个成员发起成立了集成电路制造技术R&D战略联盟Sematech,逐步形成政府、国家研究机构、大学和民间研究机构及企业之间的联合开发体制和机制,使得美国的集成电路创新能力和产业能力得到了极大的提升。与此同时,美国也对日本火热的DRAM产业实施反倾销策略,逼退日本半导体产业发展。此后,美国半导体重新占据了全球绝对优势地位,在CPU、GPU、AD/DA、FPGA等多类关键芯片上占据了绝对的话语权。时至2017年,全球前十大半导体厂商美国占有5席,美国半导体厂商产值占据了全球46%的份额。

再看日本,日本在经过上世纪90年代的鼎盛期,消费电子、家电、面板、存储等产业受到韩国、台湾地区的冲击,这些领域也很快走向了衰落,但是日本的电子元件工业始终保持着强大。2017年,电子元件工业在日本电子工业中占有重要地位,其产值超过3万多亿日元,约占电子工业总产值的15%。电子元件不同于其他产业,对材料和工艺要求极高,这是一个长时间的Know-How的过程,而日本工匠精神和企业文化又非常擅长做类似的业务,因此日本在材料和工艺技术上大幅领先对手,也成为台湾地区等后来者难以逾越的鸿沟。随着个人PC和手机的不断兴起,日本电子元件产业出现了村田、TDK、京瓷、日本电产、日本电工、阿尔卑斯电器、罗姆、太阳诱电等巨头。

此外,日本在半导体材料无人能及,在全球占有绝对优势。日本企业在硅晶圆、光刻胶、键合引线、模压树脂及引线框架等重要材料方面占有很高份额,可以说没有日本材料企业,全球的半导体制造就无法实现。以硅片为例,2017年,信越化学(Shin-Etsu)和三菱住友(Sumco)两家的合计市占率接近60%,直接反映了日本在硅片的全球地位。

最后来看台湾地区,台湾地区在半导体代工、DRAM、液晶显示等核心技术方面进行了大量投入,目的就是为了抢占全球战略资源。虽然台湾地区在DRAM和液晶显示领域落败,但是足以说明任何一个地区电子产业要想崛起成为全球力量,必须争夺上游技术话语权。

1.4.3、争夺下游,抢占供应链议价权,品牌终端创新黏住用户,是价值链议价的关键

从大型机到个人PC,再到手机,每一轮大的科技产品浪潮都会诞生出伟大的企业,大型机的IBM,个人PC的HP、DELL,功能手机的Nokia,智能手机的Apple。

电子产业是一个下游需求决定上游制造的行业,下游终端产品对中游零部件以及上游元件材料提出功能需求,然后再由零部件厂商和元件给予技术支持。对于下游品牌终端,它们最能直接体现用户的需求,因此最突出的特征就是要以用户需求为核心进行产品创新,通过极致产品来满足用户需求甚至超出用户需求,这样才能做出有影响力的终端品牌。任何一个企业都是其产品在设计、生产、销售、交货和售后服务方面所进行的各项活动的聚合体,下游品牌终端的最关键的经济活动环节是在产品设计(设计出好产品)和销售营销(卖出足够多的产品),生产制造环节大多都是外包出去,因此,品牌终端厂商的战略定位就是在价值链的顶端。它们对生产制造环节(即品牌终端厂商的供应商)有较高的话语权,供应链议价能力强,特别是终端产品规模的厂商议价能力更强。

以苹果为例,苹果产品凭借着极致的产品和用户体验为苹果赢得了一批“果粉”(苹果公司电子产品的爱好者,从iPhone开始接触苹果,通过情感认同在延伸消费到苹果的电脑、iPod、iPad,以其对Apple产品品牌的执着追求而著称),这些“果粉”给了苹果产品足够的黏性,使得苹果产品的口碑广为传播,从而让苹果产品的销量规模足够大。虽然苹果一年销售超过2亿只iPhone,但是苹果不自己生产iPhone,iPhone的全部生产交给供应链完成。要想有突出的产品品质,这要求苹果对供应链进行全面的管控,苹果也自然在iPhone整个供应链上拥有绝对的话语权。苹果在绝大部分供应部件上选取2-3家供应商,给予合理的价格以保证质量,并通过供应商之间的份额竞争以强化自己的地位,对部分非常核心部件,苹果不惜自研使用自己的品牌,例如处理器A系列芯片、自有图像处理芯片等。苹果的供应商对苹果是又爱又恨,爱的是苹果的订单能给自己带来丰厚的利润,恨的是苹果在供应链有绝对的话语权必须听苹果的号令。

1.4.4、中游制造如何寻找出路?后来者以代工嵌入全球生产网络,而全球生产网络带来的知识扩散与转移,又提升了后来者的知识体系和能力

在全球生产网络体系中,不同的企业、产业、乃至国家地区在竞争战略上提出了新思路,即可以根据比较优势原理调整其在全球供应链上的地位,选择特定区段,建立核心竞争力,通过在价值链上不断攀升,实现产业升级。跨国公司或者强话语权的地区选择了微笑曲线两端作为发力点,那么它们必然将产品制造或者非核心业务外包,为了使专业化供应商达到技术要求,必须使低层级主体掌握生产相关产品或者零部件所必须具备的技术和管理知识,因此将相关的技术和管理知识转移到当地供应商,从而形成了知识转移与扩散。例如,在产品生命周期只有几个月的电子行业,新产品上市不久就要开始海外生产,因此领导厂商与海外分支机构和当地供应商必须分享关键设计信息,才能促使新品顺利及时上市。随着供应商的生产能力不断提升,领导厂商会进一步将更复杂的知识(如工程、程序开发等)转移给供应商,甚至将研发和新产品开发也外包出去。而在这个知识转移和扩散过程中,代工企业逐步建立和改进自身的知识体系和能力,使自己在价值链的地位不断攀升。

以台湾地区为例,台湾地区通过PC代工嵌入全球生产网络,20世纪90年代,全球各大品牌厂商为了降低成本,提高市场竞争力,将生产制造环节外包,台湾地区厂商正好承接了这一资源。在台湾地区笔记产业发展过程中,培育了两项重要的核心能力[1],奠定了其世界代工的地位:第一是技术能力提升,包括制程技术与开模技术的成熟、产品良率的提高、防止电磁波辐射和散热技术的改善,使得台湾地区企业具备了产品快速设计以及开发能力、量产技术能力、小型化产品的结构设计能力以及成本控制能力;第二是运筹管理能力的构建,在接单、生产、库存、运输和出货等方面,建立了无缝运作的供应链管理体系。

随着后来者(以代工嵌入全球生产网络)的知识体系和能力的提升,完成了学习曲线之后,它们逐步延伸自己的价值链,向高端拓展以提升自己的产业地位。典型电子产品的价值链可分为:设计及软件、零组件、组装与生产、物流、品牌营销五个主要环节。全球价值链中的利润,日益集中到设计、研发与品牌营销等“非生产性”环节。后来者往往通过组装和生产环节嵌入全球生产网络,然后通过学习曲线提升自身的能力,逐步向上拓展零部件到设计环节,向下拓展自主品牌。

 

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