日本為什麼能卡全球晶元的脖子?

【新唐人北京時間2021年05月04日訊】這一段時間,「缺芯門」愈演愈烈,手機、平板、汽車企業都希望能存點兒晶元過冬,但晶元產能就那麼大,誰有錢、誰有關係,誰才能搶到晶元。全球媒體的視角再次聚焦於晶元產業鏈,神秘的晶元製造環節頻頻見諸於報端。面紗被揭開的同時,大家也開始理解:晶元產能真不能隨隨便便提高。

在談到晶元製造時,人們首先會聯想到台積電、三星,認為他們的製造能力卡住了晶元業的脖子,後來人們知道荷蘭的光刻機、美國的EDA軟體是晶元製造更深度的技術。正當人們對於光刻技術、軟體系統嘆為觀止時,卻驚訝地發現:晶元製造需要的材料加工,更是不可或缺的環節,而且絕大多數的材料科技都掌握在日本人手裡,這也就是為什麼韓日貿易戰時,日本一直底氣十足。

「缺芯門」慌了大家的神。日前又爆出,晶元製造所用的一種「超級絕緣材料」短缺,導致一些晶元製造生產線無法開工,而這種絕緣材料的供應商竟然是一家日本的味精廠商,他們在味精的副產品中提煉出一種材料,絕緣和隔熱性能一流,形變力強,從根本上保證了晶元的正常運轉。如今小小的味精吃緊,影響的卻是全球晶元產業,十分地霸道。

味精補晶元,這是什麼事?

自電腦時代開始, CPU廠商就開始了技術突破之路:處理速度越來越快,容量越來越大,但是體積要求越來越小,終於出現納米級電路。在狹小的空間內,線路不可能平鋪,只能類似蓋樓疊加,所以,線路之間的「絕緣材料」就成為工藝成敗的關鍵。最早的時候,晶元製造商採用「絕緣液體塗料」的方式處理,不僅需要耗費大量工時,絕緣的性能也不太好。僅僅兩輪的摩爾定律,絕緣塗液就開始力不從心,缺點徹底暴露。

正當晶元業內的專家束手無策時,日本一家味精廠商的研究員卻有所發現,他們最初只是想著如何處理味精製造過程中的垃圾,然後,發現味精副產品中含有樹脂類物質,這種物質絕緣隔熱性能非常好,而且可以製作得非常薄。研究員堅信「垃圾只是放錯位置的資源」,通過潛心研究,改進工藝,最終把味精副產品變成絕緣薄膜,供應給晶元廠商。後者在拿到如此材料之後,欣喜若狂,它們不僅形態自如,承接各種電路組合,耐熱絕緣且非常容易安裝,比之前的絕緣塗層更加安全高效。隨後,世界上各大知名晶元製造商紛紛邀請這家味精廠商提供樣品,並加入自己的採購系統。之前,100%的電腦晶元都採用「味精的副產品」做絕緣處理。即便到了移動網際網路時代,蘋果、高通、三星、台積電等當紅晶元商,都要依賴於「味精副產品」。毫不誇張地說,沒有這層薄薄的絕緣膜,晶元幾乎無法製造:再好的設計和光刻,都無法封裝完成。

按照常規的商業邏輯來講,這家味精廠商能夠同蘋果、高通合作,而且起到非常關鍵的作用,應該早就頻繁見諸於媒體,品牌識別度應該也是全球級別的。但筆者並不想寫出這家企業的名字,因為他們不需要。顯然,這和日本企業的價值觀有很大關係。

匠人精神,在嘈雜的商業環境中獨善其身

其實,日本有很多的隱形冠軍,他們掌握著全球產業鏈最核心的材料,哪怕很小,哪怕是不起眼的,包括晶元材料、特種鋼材、渦輪葉片等等。日本的企業主或者打工者都喜歡把事情做到極致,他們能充分享受到「技藝升級」的成就感,比之商業回報要爽20倍以上。這也是為什麼,日本企業沒有依靠「卡別人脖子」而換取巨額的商業利益。味精廠商只想做好本分:堅持做好的味精,順便提供晶元所用的材料。儘管這個「順便」正在改變世界,而且讓蘋果、三星、台積電成為全球最賺錢的企業。

除了晶元所用的絕緣薄膜之外,日本還掌握著大量的尖端材料。據SEMI推測,日本企業在全球半導體材料市場,所佔份額達到66%。在19種主要材料中,日本有14種市佔率超過50%,而四大核心材料,包括矽片、光刻膠、電子特氣和掩膜膠等領域,日本有三項佔據了70%的份額。專利申請不計其數。

日本在晶元材料領域能取得如此成就,自然不是一朝一夕的事情,他們堅持在各自領域內做到極致,每年都要進行升級,唯有這樣才不會懼怕任何貿易戰,畢竟,日本不像中國地大物博、資源豐富,他們能依靠的只有人們的工匠精神。拿晶元所用的矽片舉例,它的原材料是滿世界都存在的沙子,但是對純度和配方要求極高。首先,純度就是一個無止境之路,半導體的矽片純度要求是99.99999999999%,相當於在一個操場上只能允許出現一粒沙子,更可怕的是,日本仍在持續提高這個純度;其次,配方對材料的影響極大,這個更需要耐心積累,換句話說,就是用幾十年的時間不斷試驗,持續尋找最優組合,世世代代地配置下去,直到找到最佳配方,卡住全球晶元的脖子。

不可否認日本有很多優點都值得中國人深思,包括工匠精神、技術積累,在嘈雜的商業環境中獨善其身。在全世界都喜歡熱鬧、高調,忙著爭奪品牌識別度、爭奪話語權的時候,日本卻能獨善其身,不簡單!

(轉自看中國/責任編輯:葉萍)

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