從落後到超越，日本如何自主創「芯」

知識 04-21

圖片來源：www.amrita.edu

編者按：

2018年4月16日，美國商務部宣布，將禁止美國公司向中興通訊銷售晶元、軟體和技術，而且此禁令的有效期長達七年！中興遭美國「封殺」的消息震動中國，舉國上下群情激憤。但是，批判的武器代替不了武器的批判，口誅筆伐並不能改變中國的造芯技術落後於人的現實。要不受制於人，真正做大做強中國的半導體產業，或許有必要了解上世紀七、八十年代日本在技術創新，尤其是自主創「芯」方面的經驗。

撰文 | 周程（北京大學科學技術史教授）

責編 | 陳曉雪

知識分子為更好的智趣生活ID：The-Intellectual

今天我們看待日本時，會自然而然地認為這是一個技術上的先發國家，像歐美一樣在面對著中國緊迫的追趕時露出了慌張的神色。但當我們深深透視這個國家的技術發展史時，就會發現它的過去與我們何其相似！都是快速成長為製造業大國的後發國家，都是在貿易上被美國政府制裁過的後發國家，都是在技術上遭受過美國狙擊的後發國家。這個國家長期「山寨」美國產品，長期對眾多國外工業品實施高額關稅，並不斷出台產業政策干預生產和研發，它的首都曾經樓市火熱，它的財團買下過紐約的標誌性建築。這一切，是不是似曾相識？其實，作為後發國家，日本在自主創「芯」過程中也曾搞過「舉國體制」。

由政府牽頭，將多個具有競爭關係的民間企業以及國立科研院所結合在一起組建「研究組合（Research Consortium）」，即技術創新聯盟，共同進行關鍵共性技術的開發是日本推進自主創新，迎接貿易自由化和投資自由化挑戰的一種重要模式，曾引起了國際社會的廣泛關注。其中，日本通商產業省（現經濟產業省）在上個世紀極力推進的「超大規模集成電路（VLSI）技術研究組合」被認為是奠定日本半導體產業競爭力基礎的經典之作。

以下，擬通過考察日本的「VLSI技術研究組合」這個典型案例，深入揭示日本政府與民間企業合作，面向國家戰略需求和世界科技前沿，組建創新聯盟，開展集智創新，取得重大突破的一些特點，以期為我國自主創「芯」、突破封鎖提供一些啟示。

「VLSI技術研究組合」的成立經緯

(1) 追趕計算機巨人IBM

1964年，美國IBM公司宣布使用了集成電路（IC）的第三代計算機360系統問世。同一年，法國最大的計算機生產商被美國通用電氣公司（GE）收購。這使日本政府深刻地意識到本國企業在計算機領域所存在的巨大差距，從而堅定了無論如何也要保護和培育國內計算機產業的決心。

經過一段時間的醞釀，日本通產省於1966年啟動了「超高性能電子計算機的開發」大型項目研究。該項目的目標非常明確，就是開發出可同IBM360系列競爭的高性能第三代計算機。此項目通產省直接支付給參與企業的補助金總額高達100億日元。在通產省所屬工業技術院電子技術綜合研究所以及民間企業、高等院校的共同努力下，1972年預期目標總算得以實現。

但在1970年，IBM又開發出了使用大規模集成電路（LSI）的370系列計算機。於是，日本通產省又被迫啟動了數個與計算機相關的大型項目研究，如1971年的「圖像信息處理系統的開發」。該項目跨度為十年，總補助金額為220億日元。1972年，通產省又創設了「電子計算機新機種開發促進費補助金制度」。其主要內容是，在1972-76年的四年里，拿出570億日元的補助金用於資助富士通和日立、日本電氣（NEC）和東芝、三菱電機和沖電氣三個企業聯盟分別從事IBM370系列對抗機型的開發。在此補助金的援助下，日本計算機生產企業的技術能力獲得了快速提升。

但在幾近趕上IBM370的水準之時，又傳來了IBM將著手開發第四代計算機「未來系統」的消息。該型計算機計劃使用M比特的超大規模集成電路（VLSI），而日本企業當時在IBM370對抗機種中使用的只不過是16K的LSI。這意味著日本的集成電路技術與美國存在著相當大的差距，如果不能在此關鍵技術領域取得突破，日本企業想超越IBM根本不可能。

(2)難以縮小的集成電路差距

實際上，早在基爾比（J. S. Kilby）和諾伊斯（R. N. Noyce）發明集成電路的第二年，也就是1960年，日本就開始了IC的研究。1960年，日本晶體管的年產量突破1億個，連續兩年超過了美國。此時，日本半導體企業沒有料到美國在1962年就跨入了IC的實用化時代。

1964年，基爾比所在的德州儀器公司（TI）向日本政府提出，要在日本設立全資公司生產IC。由於日本企業此時尚未啟動IC的生產，出於培育國內IC產業的考慮，通產省對TI的設廠申請極力拖延。與此同時，日本政府利用融資優惠、稅收優惠等手段開始積極引導本國企業從事IC的研發和批量生產。TI在獨資設廠受阻的情況下，決定拒絕將IC基本專利轉讓給日本企業。而日本政府則尋找口實遲遲不批准其在日本提出的IC專利申請，以致日本企業在國內從事IC的生產無需太多地顧忌專利侵權問題。

1968年，TI見到躋身IC生產領域的日本企業越來越多，自己的先發優勢正在日益減弱，決定接受通產省提出的同日本企業合資設廠的要求。此時，日方也擔心TI會以專利侵權為理由阻止日本的IC關聯產品出口到美國，故很快同TI達成了妥協。協議的結果是，TI同SONY對半出資建廠，並將IC專利轉讓給NEC、日立、東芝等日本企業。這樣，1968年起日本企業公開從事IC生產、銷售的條件便完全具備了。由於IC生產還涉及到仙童公司（FC）和西部電子（WE）的基本專利，而這些專利費加在一起佔到了銷售額的10%；加上無法像美國企業那樣可以獲得大量的軍用和宇宙開發用訂單，日本企業的IC生產雖然在1960年代後期全面啟動了，但規模一直上不去，價格也缺少競爭力。1968年，日本的IC產值只有美國的一成。

進入1970年後，日本的IC研發和生產情況發生了顯著變化。這主要是因為日本的IC下游廠家使用集成電路完成了一系列重大技術創新。如夏普、卡西歐等公司1970年前後陸續將使用LSI的電子計算器推向市場。這種計算器不僅功能強大，而且價格便宜，受到了消費者的追捧。精工集團也在這一期間推出了使用IC、乃至LSI的電子手錶，一些家用電器公司也在彩電IC化方面取得了成功。這些民用電子產品的熱銷拉動了日本國內的IC，尤其是LSI的研發和生產。這一時期，日本產IC的銷售額快速攀升。1971年，日本產IC的銷售額只有432億日元，但1973年就翻了一倍，達946億日元。不過，電子計算器、電子錶等民用品需要的主要都是一些諸如MOS-IC/LSI之類的低速廉價產品，在計算機、測量器械、控制裝置用邏輯電路比較多、速度比較快的雙極數字式集成電路產品的研發和生產方面，日本仍然明顯落後於美國。即使在用MOS-IC/LSI生產計算機用存儲器領域，日本也不是美國的對手。例如，1974年前後，日本的企業雖然也參與了計算機用4K動態隨機存取存儲器（DRAM）的競爭，但其4KDRAM產值只佔到全球的10%，而美國企業卻佔據了全球的85%。

正當日本企業為難以縮小日美集成電路技術差距而懊惱之際，聽說IBM又要開發VLSI技術，這著實令日本上下大吃一驚。

(3)「VLSI 技術研究組合」的誕生

VLSI生產技術與LSI存在著很大的差異，它必須使用電子束、或X射線進行投影曝光；必須開發新型感光材料和精密檢測裝置，以及大口徑矽片、微塵清除技術等。而這一切，對日本的企業來講幾乎全是陌生的。日本企業如果不能攻克這些技術難題，那麼其半導體產業，乃至整個民用電子工業都將會受制於美國。如何尋找破解之道，便成了擺在日本政府、半導體生產企業以及學者面前的緊迫課題。

VLSI的研發，需要的資金十分龐大。它不是個別企業所能承受得起的。如果政府不給予強有力的支援，日本的半導體生產企業根本就不可能形成競爭力。欲在半導體領域縮小同美國的技術差距，拯救計算機這個幼稚但又至關重要的產業，政府必須採取非常措施，與企業以及科研機構一起協同行動。這在當時已成了日本學界和產業界乃至政府的一個共識。

為此，日本通產省在機械情報產業局下面專門設立了一個叫作「電子情報課」的處室，負責策劃計算機及其關鍵部件VLSI存儲器的開發方略。當時，與通產省存在競爭關係的郵政省系統的電信電話公司（NTT的前身）已啟動了VLSI項目援助計劃，但由於可投入資金有限，最終同意由通產省牽頭推進VLSI的研發。這樣，通產省提出的設立「下一代電子計算機用VLSI開發促進費補助金」的預算案很快就獲得通過。為具體落實這一計劃，通產省於1975年7月成立了包含多名產業界和學術界人士在內的「VLSI研究開發政策委員會」。經該委員會充分醞釀，通產省最終決定於1976年3月10日成立由政府和民間企業共同出資的共同研究開發組織——「VLSI技術研究組合」。

參加「VLSI技術研究組合」的企業全部由通產省選定。它們是日本電氣、東芝、日立、富士通、三菱電機。除美國獨資公司日本IBM外，幾乎囊括了日本境內所有的大型半導體生產企業。同時，通產省還決定在「研究組合」下面設立一個研究基地——「共同研究所」，由通產省所屬的工業技術院電綜研和各參加企業負責派遣科研人員組成。儘管日本早先已成立了很多形形色色的「研究組合」，但由存在競爭關係的企業各自派遣研究人員組成相對穩定的共同研究所置於「研究組合」之下，這還是第一次。

「VLSI技術研究組合」的組織管理

(1)組織架構

「VLSI技術研究組合」的最高管理機構是理事會，由各大公司的總裁和通產省的代表組成，理事會的主席由理事輪流擔任，秘書長由通產省出身的離職官員擔任。理事會下設運營企劃委員會，其成員由各公司分管半導體工作的副總裁級人物以及通產省管轄的電綜研相關負責人組成。他們每月至少碰頭一次，就「研究組合」中的重大事項進行商議、拍板。為提高議事、決策效率，運營企劃委員會設立了兩個專門委員會——經營委員會和技術委員會，前者專責行政事務，後者專責技術研發。

「VLSI技術研究組合」中凡適於由中立者擔任的職務均由通產省出身的人員出任。如理事會秘書長由通產省離職官員根橋正人擔任，常設技術研發機構——共同研究所所長則由電綜研半導體裝置研究室主任垂井康夫擔任。根橋長期擔任通產省行政官員，具有豐富的大型項目管理經驗和很強的組織協調能力，且人際關係極熟。垂井作為電綜研的半導體裝置研發部門負責人，曾參與、主持了多個大型半導體研發項目的研究，對各大半導體企業中的技術骨幹情況了如指掌，對國際LSI的發展動向也相當熟悉。他們的出身和資歷決定著他們能夠贏得各個公司的信任與合作。

(2)課題的選擇

通產省設立VLSI開發促進費補助金的目的非常明確，就是只對生產VLSI的共性基礎技術的研發予以支持，而且對這種共性基礎技術的研發補助控制在總研發費的50%以內。通產省認為，如果只是對前競爭階段的技術研發予以補助，而且補助額度只是少量的，不至於給國際社會留下日本政府在大規模補貼半導體生產企業的口實。在這種思路的影響下，「VLSI技術研究組合」強調，課題的選擇必須突出基礎性和共性兩大特徵。其實，這也是參與企業的共同要求。因為只有研究各自都將會面臨的共性技術問題，參與企業才會有興趣；而且如果研究的只是一些基礎性問題，企業就用不著擔心自己的特有技術會在共同研發過程中被競爭對手學去。

經過反覆討論，參與企業認識到，共同研究所的研究目標應鎖定在10到20年內有實用化可能的1MDRAM的技術研發上；至於各企業內部的研發機構則應把研究重點放在64KDRAM和256KDRAM的實用化技術研發上。為此，首先，必須攻克高精度加工技術，以大幅提升晶元的集成度；其次，必須解決矽片的大口徑化問題；此外，還應解決LSI乃至VLSI的設計、工藝處理、檢測與評價以及裝置設計等技術問題。

由於高精度加工技術和單晶硅結晶技術屬於核心基礎技術，所以「VLSI技術研究組合」決定交由共同研究所攻關解決。設計技術屬於非共性技術，故由各參與企業所屬研發機構自行組織攻關。至於工藝處理技術、檢測評價技術、裝置設計技術等，除其中的一些基礎性、或共性問題由共同研究所負責外，其餘均由各企業的研究機構負責解決。

(3)人才的選拔

「VLSI技術研究組合」內負責共性基礎技術研究的共同研究所設在NEC中央研究所院內，定員為100人左右，主要承擔，1、高精度加工技術；2、硅結晶技術；3、工藝處理技術；4、檢測評價技術；5、裝置設計技術等五個方面的研發任務。

共同研究所要求五個參與企業各推薦一名研究室主任級人選，研究室成員則由各研究室主任挑選。但由於參與企業擔心自身的技術外流而失去技術優勢，故不願意將本企業最優秀的技術骨幹推薦到共同研究所任職。最後由共同研究所所長垂井康夫提出初步名單，經通產省相關部門出面協調，才確定室主任級人選。但是，在如何安排五個研究室主任人選時又遇到了麻煩，因為五位室主任候選人為了本單位的利益都爭搶著要擔任高精度加工這個核心技術研發部門的主任。結果，「VLSI技術研究組合」決定在共同研究所內設置相互獨立的三個高精度加工技術研究室，由有過半導體精密加工設備研發經驗的日立、富士通、東芝三家公司的室主任候選人各負責一個。硅結晶技術屬於最為基礎的技術，該研究室主任最終決定由電綜研的科研人員出任。三菱電機和NEC的室主任候選人則負責剩下的工藝處理技術研究室和檢測評價與裝置設計技術研究室。

三個並列的高精度加工設備研究室的成員主要從室主任所在的企業中抽調，餘下的兩家企業則分別加入其中。由於餘下的兩家企業在高精度加工領域起步晚，不構成威脅，故三家先行企業均沒有表示排斥。至於另外三個研究室的成員，則打破企業界限，盡量從五家參與企業中等額抽調。

(4)研究經費

「VLSI技術研究組合」從1976年設立起至1980年宣布解散為止的四年里，總事業費約為720億日元。其中由通產省補助金資助的數額就高達291億日元，約佔總事業費的40%。其餘事業費則由參加企業平均分擔。這四年里通產省補助金總支出為592億日元，也就是說通產省拿出了手中一半的補助金用於支持VLSI的研發。「VLSI技術研究組合」的總事業費若按四年進行平均，每年約為180億日元。而在其成立前的1975年，日本半導體生產廠家的IC關聯年間研究開發投資合計為215億日元，年間設備投資合計為114億日元。很明顯，「研究組合」的年間事業費規模佔據了當時整個日本半導體研究開發事業費中的一個相當高的比重，足可以稱得上是一個超大規模的研究開發項目。

1980年「研究組合」解散後，為了消化「研究組合」的研究成果，並將其實用化，五家企業在政府停止提供開發促進費補助金的情況下，至1986年項目完全中止時為止，又自行追加了總額達600億日元的研發投入。

(5)研究方式

儘管「VLSI技術研究組合」需要研究的課題有很多，但其最為重視的乃半導體高精度加工設備的研發。當時，日本廠家充其量只能製造線寬為2微米的半導體加工設備，但要生產1MDRAM，必須將線寬降到1微米以下。研發如此高精度的加工設備難度很大，風險很高。為確保四年內如期攻克這一技術難關，三個高精度加工技術研究室圍繞著同一個目標從不用的角度發起了衝鋒。三支隊伍爭先恐後地相互競爭，後來反而取得了很多意想不到的收穫。

共同研究所承擔的研究任務不一定都要由研究所內部的研究人員來完成，也可以委託給其他研究機構。事實上，共同研究所曾將不少研究項目交給了集成電路生產的上游企業，如擁有光學設備加工技術優勢的理光和佳能，擁有電子束掃描技術優勢的日本電子，擁有平版印刷技術優勢的大日本印刷公司和凸版印刷公司，以及擁有硅結晶加工優勢的信越半導體和大阪鈦金屬公司等。結果，雖然直接參加「研究組合」的只有五家大型企業，但是很多上游企業，尤其是半導體裝置生產企業和半導體材料生產企業都程度不同地被動員起來了。此外，一些半導體裝置生產企業的上游公司，如光源設備製造公司、檢測設備製造公司等也都先後參與進來了。據稱，四年里與「VLSI技術研究組合」掛鉤，參與合作研究開發的上游企業數多達50餘家。

(6)組織協調

將存在競爭關係的企業組織到一起從事共同研究開發，存在很多困難。在協調彼此關係方面，通產省出身的官員和電綜研的科研人員做了大量的工作。為促進研究交流，他們每隔一到兩周，便將各研究室科研人員組織到一起彙報交流各自的研究進展。三個高精度加工技術研究室雖被相互隔開，但採用的是無牆隔離，研究人員可以自由地進入其他研究室參觀、訪談。而且無塵室也是共用的，它也成了一個重要的交流場所。此外，通產省出身的官員和電綜研的科研人員還經常發起戶外旅行、節假日聚會等聯誼活動，以縮小來自於各個企業的科研人員之間的心理距離。經過精心策劃，共同研究所逐漸變成了一個「組織」，並在迎接共同的對手——IBM的挑戰過程中最終走到了一起。很明顯，在共同研究所，五個企業之間的競爭乃一種良性競爭。競爭的結果不是勝者驅逐敗者，而是實現了共贏。

「VLSI技術研究組合」取得的成就

(1)在光刻裝置和大口徑晶圓的研製上取得了突破

「VLSI技術研究組合」的最大功績可謂是成功地開發出了半導體加工過程中的關鍵設備——縮小投影型光刻裝置（Stepper）。為開發這種精密裝置，「VLSI技術研究組合」以勢在必奪之勢在共同研究所內組建了相互獨立的三支團隊。三支團隊研發半導體加工裝置的技術路線雖然不盡相同，但都取得了重大突破。這些技術突破為日本後來在縮小投影型光刻裝置、乃至整個半導體生產設備領域確立優勢地位奠定了基礎。「VLSI技術研究組合」啟動以前，日本半導體生產設備的80%左右依賴從美國進口，但到了1980年代中期全部半導體生產設備都實現了國產化，至1980年代末日本的半導體生產設備的世界市場佔有率超過了50%。1980年，全球半導體生產設備銷售額最高的十大公司中，日本只有1家；1989年迅速增長到5家。如以縮小投影型光刻裝置這項關鍵設備為例，1980年前幾乎全部從美國進口，但從1985年開始，日本的國際市場佔有率便超過了美國，到2000年時，除荷蘭的AMSL外，生產、銷售這種關鍵生產設備的廠家都是清一色的日本公司。

在晶圓大口徑化方面，「VLSI技術研究組合」也取得了不小的成績。今天，人們在媒體上經常會聽到或看到有關16吋或20吋晶圓的報道，而且對此不會感到太多的驚訝。但是，1970年代中期，有研究認為晶圓的口徑最大只能做到6吋。「VLSI技術研究組合」硬是衝破了這種思想框框，在1980年首次開發出了口徑達到8吋（200mmm）的晶圓。不僅如此，「研究組合」還就氧和碳等元素對硅結晶的影響進行了探討，並對晶圓大口徑化後的生產技術難題進行了深入的研究。這些都為1980年代日本半導體材料生產行業的崛起提供了強有力的支撐。1985年日本半導體材料的世界市場佔有率就達到了60%，兩年後又進一步上升到了70%以上。日本半導體材料生產行業能夠從1980年代後期開始稱霸世界，不能不在一定程度上歸功於「VLSI技術研究組合」的成立。

(2)在存儲器生產銷售領域大幅超越了美國

在接受政府研發補助的四年里，「VLSI技術研究組合」的專利申請數達1210件，商業秘密的申請數達347件。由於「研究組合」的專利，參加企業均可無償使用，因此它對參加企業整體技術水準的提升發揮了非常重要的作用。不僅如此，參加企業共同作業，互相交流，最終都達到了取別人之長，補自己之短的目的。這樣一來，1980年之初，參加「VLSI技術研究組合」的企業在晶元加工領域基本上都站在了同一起跑線上。有趣的是這些企業開始商業化生產時，都把主要力量投放到存儲器，尤其是DRAM上了。由於微處理器的生產需要較高的設計能力，在「研究組合」掌握的知識很難發揮太大的作用，故這些企業沒有在此領域投入太多的人力和物力，以至於後來日本的半導體生產企業出現了一頭強一頭弱的局面。也即，在存儲器方面，日本企業的實力明顯高於美國，但在微處理器方面，除佔據了一定的微處理器生產設備的市場份額外，基本上沒有形成什麼競爭力。

雖說日本企業在微處理器生產領域表現不佳，但由於在共同研發過程中逐漸掌握了集成電路的高精度加工以及晶圓大口徑化、印刷電路的快速檢測等技術，故在存儲器生產領域取得了驕人的成績。前已述及，1970年代中期日本企業的4KDRAM的銷售額只佔全球的10%。但在16K的DRAM中，由於NEC、富士通、日立等奮起直追，日本企業的全球銷售份額擴大到了30%以上。到了1970年代後期，日本企業則率先將64K的DRAM推向市場，以至日本企業的64KDRAM的國際市場佔有率攀升到55%，超過了美國。其後，在256KDRAM的競爭中，日本企業又再接再厲拿下了80%的全球市場份額，迫使英特爾、摩托羅拉等多家美國半導體企業退出了存儲器領域的競爭。至於「研究組合」作為主要目標開發的1MDRAM，日本企業則搶佔到了近90%的世界銷售份額，遠遠地將美國的半導體生產廠家甩在了後頭。

1979年，日本的集成電路國際貿易開始出現順差，集成電路對美貿易順差則出現在1980年。不過，1980年日本集成電路的國際市場佔有率只有26%，遠低於美國的68%。令人吃驚的是，1986年日本半導體產品的國際市場佔有率便開始超越美國。其後十年，除個別年份外，日本的國際市場佔有率都一直高於美國。這種狀況直到1995年微軟推出視窗95，英特爾推出與之相配套的改進型奔騰處理器之後才發生了根本性的逆轉。存儲器是半導體產業中市場規模最大的產品，也是軍工生產中不可或缺的重要器件。日本在此領域取得的成功，不僅為其帶來了巨額的商業利潤，也為其國際地位的迅速提升立下了汗馬功勞。

(3)為各國半導體產業技術創新聯盟的成立提供了模式

日本半導體產業的崛起使一向以半導體先進國家自居的美國產生了屈辱感。美國認為，一旦美國的半導體產業發展受挫，那麼在計算機、通訊等領域，甚者在國防工業方面都有可能落於下風。因此，美國的企業界、乃至政界人士紛紛起來指責日本以組建「研究組合」的方式補貼企業，實行不公平競爭。不過，美國有識之士此時並沒有忘記對這種制度的合理性進行深入的檢討。結果，呼籲緩和反壟斷法對共同研發的約束的聲音越來越大，以致1984年美國國會通過了《國家合作研究法》（1993年修改後更名為《國家合作研究與生產法》），將溢出效益明顯的共同研究開發活動合法化。

1987年3月，美國半導體工業協會（SIA）根據國防部國防科學局的一份調查報告的建議決定成立半導體製造技術創新聯盟——SEMATECH。在5月份提交的計劃中，SIA明確提出SEMATECH的任務是在1993年底前攻克64MDRAM技術，1988-93年間的預算為每年2億美元，其中的1億由國防部支付，另外1億美元由參加聯合體的IBM、英特爾等10餘家美國企業按半導體銷售額的高低進行分攤。美國政府於1987年底批准了該項計劃。SEMATECH1988年1月啟動後，展開了一系列卓有成效的研究，但是1990年，英特爾出身的董事長諾伊斯突然去世，國防部內主管該項工作的國防高級研究項目署署長又被解職，SEMATECH的發展遇到了不少難題。由於日美兩國的產業技術政策、企業競爭方式、社會文化傳統等存在著較大的差異，效仿「VLSI技術研究組合」建立起來的SEMATECH後來逐漸擺脫了日本模式的影響，演變成了上下游企業間的研究聯合體以及純粹的民營化研發組織。

「VLSI技術研究組合」也對歐洲半導體產業的發展產生了重大影響。1986年，半導體產品國際市場佔有率的分配是，日本：44%；美國：43%；西歐：9.5%。第二年，美國為了復興半導體產業決定成立SEMATECH。這樣，在半導體領域遠遠落後於日美的歐洲便面臨著一個艱難的抉擇，是繼續依賴強大的競爭對手日本和美國呢？還是在其中力爭一席之地？

在1988年6月召開的尤里卡部長會議上，歐共體通過了一項由「歐洲聯合開發亞微米硅技術」（JESSI）規劃小組提出的計劃方案，並決定從1989年開始付諸實施。JESSI計劃的執行期間為八年，即從1989-96年；其最終目標是在1996年前研製出64MDRAM的實用化技術以及其他存儲器生產技術等。計劃每年投入6.6億美元左右。其中，50%由參與企業自籌，25%通過尤里卡項目資助，餘額則由參與JESSI的企業所在國政府支付。參加這項計劃的歐洲企業超過了40家，主要研究由德國的西門子、荷蘭的飛利浦、義大利和法國的SGS-湯姆森負責擔綱。但是，該計劃後來也遇到了很多困難，主要是因為它乃多國間合作研究計劃，協調參加各方的意見和利益費時費力，故其最初設定的在半導體領域趕上日本的目標最終未能實現。

此外，韓國也在1980年代後期模仿日本的「VLSI技術研究組合」成立了以電子通信研究所（ETRI）為牽頭單位，由三星電子、LG半導體、現代電子、首爾大學、科學技術院以及多家政府機關等組成的共同研究開發組織，主要從事DRAM及其製造設備和生產材料的研發。為攻克生產256MDRAM所需的0.25-0.15微米精密加工技術，韓國1993年組建了以上述產學研機構為主體的技術創新聯盟——下一代半導體研究開發事業團。1993-97年的4年間，韓國政府向該事業團投入了高達914億韓元的研發補助金，占其研發總經費的47%。與歐美不同，韓國的半導體研究開發事業團很好地完成了原定計劃，為韓國半導體工業在亞洲金融危機爆發後迅速崛起奠定了基礎。

分析討論

(1)技術創新聯盟是一種值得重視的共同研發組織形式

產學研合作從事共同研究開發的形式有很多。過去，我們習慣於搞大課題制，通過將課題進行層層分解的方式將各方面的研究力量凝聚起來。這種形式雖然能夠有效避免重複研究，但研究力量是分散的，難以形成集聚效應。特別是當課題進行一層一層地分解，並最終落實到人之後，承擔不同子課題的科研人員即使是在同一單位，彼此之間也很少交流。結果，我們也許會有多學科研究，但很難有交叉研究。

至於將各方面的研究力量抽調到一起，組建一個嶄新的科研機構，進行聯合攻關，這在新中國的歷史上並不罕見。特別是在計劃經濟年代，在大型軍工研究領域，這種方式更是司空見慣。但由於這種共同研究開發方式存在著經濟效益不高等諸多問題，故在推行市場經濟的這些年，我們很少採用這種科研組織方式，特別是在民用技術研發方面。有沒有一種介於上述兩個極端之間的共同研究開發組織形式？通過對日本的「VLSI技術研究組合」進行考察之後，我們得出了肯定的答案。

技術「研究組合」，即技術創新聯盟是一種由政府和參加企業共同出資，以及由產品開發經驗豐富的企業和基礎研究實力雄厚的公共研究機構共同出人，組建起來的一種非永久性的科研組織。組建後主要從事參與企業共同關心的基礎技術和共性技術問題的研究，一俟研究目標達成之後便予以解散。它與企業共同出資組建的具有獨立法人地位的聯合研發機構——科技開發股份公司不同。最大的區別在於前者是按照研究需要結成的非營利性的臨時組織，研究任務完成後全體參與人員便攜帶著富有實用價值的科研成果各自歸隊，故通常不會留下太多的包袱。

技術「研究組合」與那種相互簽訂協議，明確各自的研究分工和所需承擔的經費，然後由企業分頭進行研究的合作研究形式也存在著很大的差異。因為各企業分頭研究往往交流不足，難以發揮集聚在一起從事共同研究的優勢。更重要的是，具有競爭關係的企業通常很難走到一起通過締結協議的方式進行合作研究。而「研究組合」卻擁有很多獨特的優勢。它既可以在中小企業之間組建，又可以在大型企業之間組建；既可以在具有互補關係的企業之間組建，又可以在具有競爭關係的企業之間組建。特別是在具有競爭關係的大型企業之間組建的「研究組合」優勢更為獨特，這一點「VLSI技術研究組合」已經給出了很好的說明。

（2）官民合作組建技術創新聯盟可部分彌補市場機制的缺失

最近，「制度重於技術」的觀點在國內比較流行。有學者認為，在計劃經濟體制下,根本沒有辦法使技術進步常規化和制度化。因為習慣於計劃經濟思維方式的人總以為加快技術進步的辦法，就是以政府為主導，規劃科學和技術發展的重點，確定關鍵性的科研課題，動員足夠的人力、物力、財力支持企業或者自行組織「攻關」。實際上，這是對技術進步機制的一種誤解。技術進步不能靠政府指令,也不能靠政府的優惠政策,而要靠市場競爭和盈利激勵, 使每個企業都主動根據價格信號來選擇最適當的技術,並改進產品和工藝。這種對計劃經濟時代種種弊端的批評可謂一針見血，所提出的政府應當注意充分發揮市場調節機能的觀點值得人們高度重視。但是，日本「VLSI技術研究組合」的成功經驗告訴我們，即使是市場機制比較完善的國家，也難以完全依靠市場調解機制解決諸如半導體精密加工這類投資大、風險高的技術創新問題。否則，重視市場機制的歐美各國也就不要學習日本，組建SEMATECH、JESSI之類高新技術創新聯盟了。

實際上，政府與企業合作成立技術創新聯盟進行共同研究開發可以在一定程度上解決單靠自由競爭難以解決的同行企業合作研發問題，並可收到一些特殊的功效。

首先，參加「研究組合」的同行企業將資金和人才集聚到一起，可以在研究開發上形成規模經濟。企業獨自搞研發雖然可以獨享研究成果所帶來的利益，但往往會因資金和人才有限不得不放棄很多有前途的技術研發。而與其他企業攜手組建「研究組合」後，企業則可突破很多制約，進軍一些投資大、難度高的技術領域。

其次，同行企業結成「研究組合」共同研究關鍵技術，可以避免重複投資，降低研發風險。企業為了搶佔新興市場會爭先恐後地參與該領域的研發競爭，導致眾多企業在同一研究領域投入大量的研發資金。如果參與企業選擇的技術路徑相近，在勝者通吃的情況下，那些研發進度不如意的企業就很難獲得預期的研發投資回報，從而造成社會資源的嚴重浪費。

再者，同行企業結成「研究組合」可以減少技術專有對社會經濟發展造成的負面影響，而且還有助於企業間的默會知識的交流。

（3）同行企業組建技術創新聯盟政府和公共研究機構不宜缺位

儘管企業結成「研究組合」會獲得不少利益，但是這些利益通常並不足以打動那些具有競爭關係的企業。要想將這些具有競爭關係的企業結合到一起組成「研究組合」，必須先幫助它們克服諸如心理、制度等方面的障礙。這一點在「VLSI技術研究組合」成立過程中已有明顯的體現。

所謂心理方面的障礙，主要是指企業擔心在從事共同研究開發過程中喪失掉自身的技術優勢，或者交納一定的研發經費後得不到應有的回報。這個顧慮不打消，企業就不會願意把最優秀的科研人員選派到「研究組合」，並會極力爭取那些自身實力本來不強的研究項目以提升企業的競爭力。如果參加企業對「研究組合」設定的研發目標等沒有信心，認為所研發的技術在可預見的未來根本沒有實用化的可能，那它參加「研究組合」的積極性必將會大打折扣。

所謂制度方面的障礙，主要是指具有競爭關係的企業結成「研究組合」很容易被視為意欲實行行業壟斷，阻礙市場競爭的行為。而一旦被視作為阻礙市場競爭的行為，依據國內的反壟斷法又將會受到重罰，或者被外國企業以違反WTO相關規定為由提起訴訟，那麼企業對參加「研究組合」一事將會慎之又慎。

因此，具有競爭關係的大型企業結成共同研究開發組織時，政府不可缺位。儘管企業不一定有參與「研究組合」的積極性，但是政府可以通過發放研究補助金、制定稅收優惠政策以及立法將前競爭階段的共同研發納入許可範圍等方式來加以推動。

「VLSI技術研究組合」的成功還證明價值中立且不以營利為目的的公共研究所參與「研究組合」以第三者的身份和超然的立場來協調企業與企業之間的利益衝突，推動研發活動的順利開展非常重要。沒有公共研究機構從中斡旋、穿針引線，「研究組合」的共同研發效率很難提高，甚至連課題的設置與分工等具體問題都難以解決。

美國的SEMATECH，由於沒有政府官員的強力介入，以及公共半導體技術研究院所居中協調，故其運作沒有日本的「VLSI技術研究組合」那樣協調。歐洲的JESSI沒有達成預期目標的原因則是，JESSI乃多國技術合作組織，企業所在國的中央政府和公共研究院所很難發揮太大的影響。而韓國在半導體共同研究開發中所取得的成功，則在很大程度上要歸功於政府的大力支持以及韓國電子通信研究所的不懈努力。

結語

上個世紀七十年代，日本在技術上堪稱是後發國家。為了迅速縮小與美國的技術差距，日本通過組建技術創新聯盟的方式將具有競爭關係的大中型企業聯合起來集智攻關，最終不僅在光刻裝置和大口徑晶圓的研製上取得了突破，確定了自己的獨特技術優勢，而且還在半導體存儲器的生產與銷售領域大幅超越了美國，搶佔了很多原本屬於美國的市場份額，為「日本可以說NO」提供了強有力的技術支撐。

日本為我們提供了非常好的示範。面對美國的技術挑戰，中國似有必要借鑒日本的成功經驗, 通過組建技術創新聯盟的方式將產品開發經驗豐富的大型骨幹企業和基礎研究實力雄厚的科研院所、高等院校緊密地聯繫在一起，對半導體領域的關鍵共性技術實施集智攻關。日本能夠做到的，相信中國也一定能夠做到！

本文系根據周程發表於《中國軟科學》第206期上的「日本官產學合作的技術創新聯盟案例研究」一文修改而成。