芯片破壁者（四）：兵戈未息的DRAM战场

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文丨脑极体

在《芯片破壁者》系列的前三篇中，我们依次讲述了晶体管、硅材料、光刻技术的时代变局。

至此，制造一块集成电路（IC）芯片的前期准备已经就绪。接下来就是大家熟悉的剧情，半导体作为基石，成就了今天无处不在、繁花似锦的网络世界。

而在众多半导体芯片分支当中，计算机必不可少的存储器，就如同宇宙的暗物质一样隐秘，却占据着非常重要的位置。

说它隐秘，是因为在电脑硬件的发展史中，存储器所引发的市场舆论与处理器、显卡等相比，用“默默无闻”形容也不过分。

然而，沉默并不代表不重要，事实上，作为市场容量最大的芯片存储器， 围绕DRAM所发生、你死我活的搏杀，绝对算得上“惊心动魄”。举个例子，开创DRAM产业的“三巨头”：英特尔、德州仪器和IBM，最终都在DRAM市场惨淡收场。

DRAM不仅对电子技术的发展起到了推动作用，更在各国半导体战争中扮演着举足轻重的角色。今天，我们不妨嗅着战火硝烟的气息，回归那些令人唏嘘的历史现场。

星条旗的陨落：美日半导体战争的侧影

当我们回过头去，分析一个缔造了DRAM商业传奇的国家产业区位是如何从兴盛走向衰颓，可以找到许多重要的历史节点。比如许多人都将1970年代看做是美国DRAM产业的转折点，也是从此时起，美日进入了旷日持久的半导体抢位赛。

但我更想将时间拨到60年代。在迈进光辉的70年代之前，德州仪器用行动证明了列宁的一句话——资本家为了利益，可以出卖绞死自己的绳子。

这根绞死美国DRAM市场主导权的绳子，就是DRAM专利。

在此之前，美国企业之间固然有竞争，但都收获颇丰。

不论是发明了金属氧化物半导体（MOS）晶体管来制作存储器芯片的IBM，还是制造出第一个商用DRAM芯片、磁芯存储器杀手C1103的英特尔，紧随其后进行拆解仿制的德州仪器，亦或是由德州仪器出走的工程师成立的莫斯泰克……上世纪70年代，是这些美国DRAM厂商的黄金时代，它们垄断了全球的半导体存储器份额。

1974年，英特尔占据了全球82.9%的DRAM市场份额。70年代后期，莫斯泰克64K容量的MK4164一度占据了全球DRAM市场85%的份额。

但产业失败转移的伏笔，其实早在1966年就已经埋下。

那一年，美国德州仪器为了打开贸易保护的日本市场，以自己拥有的IC制程核心专利进行引诱。日本通产省在拿到技术与保护本国市场之间绞尽脑汁，最终在两年后由日本索尼与德州仪器签订了协议，同意美方在日本设立合资公司，双方各占股50%，条件是三年内，德州仪器必须向日本公开相关技术专利。

原本就在集成电路领域有所部署的日本半导体企业，拿到了梦寐以求的核心技术，这下还犹豫什么？“搏一搏，单车变摩托”！

日本内存行业龙头的NEC公司，很快成为日本第一家研制出DRAM内存的企业。1970年，英特尔研制出C1103 1K DRAM内存后，日本NEC在第二年就推出了采用NMOS工艺的1K DRAM内存。

当然，此时的美国在技术上依然拥有超强的领先优势。同期，美国DRAM已经用上了超大规模集成电路（VLSI），而日本还停留在上一代技术大规模集成电路（LSI）。

这样下去当然不行，于是日本政府大手一挥，1976年3月启动了"DRAM制法革新"国家项目。政府出资320亿日元，日立、NEC、富士通、三菱、东芝五大企业联合筹资400亿日元，共计2.36亿美元投入到国家性科研机构——“VLSI技术研究所”中。

项目成立后，800多名技术精英加入，共同研制日本的高性能DRAM制程设备。短期目标是突破64K DRAM和256K DRAM的实用化，长期则计划在10-20年内，实现1M DRAM的实用化。

“氪能改命”在半导体的世界也同样适用。花足了钱的日本很快追上了美国的技术脚步，1978年，美国IBM、莫斯泰克、德州仪器发布了64K DRAM大规模集成电路产品。同一时刻，日本的64K DRAM产品也问世了。日本也借此顺利打入国际市场，集成电路的出口迅速增加。

也是由此时起，日本在DRAM市场的霸主地位逐步稳固。

1985年10月，英特尔宣布退出DRAM市场，关闭了生产DRAM的七座工厂，离开舞台。

1986年，美日签订第一次《美日半导体协议》时，美国半导体产品在日本市场占有率被放宽到了20%。但此时的日本早已非吴下阿蒙，凭借此前积累的技术研发优势，顺利抵抗住了美国制裁。

也是在这一年，日本NEC开发出世界第一块4M DRAM。到了1988年，全球20大半导体厂商中，日本占据了11家，NEC、东芝、日立包揽了前三名，将摩托罗拉、德州仪器甩在了身。次年，IBM也将合资工厂出售给东芝，退出了DRAM市场。

至此，星条旗降下DRAM的桅杆，武士刀正式称王，日本成为世界第一大半导体生产国。

有意思的是，NEC率领的日本军团在70年代末杀入，击碎了美国企业在DRAM领域的光环。但英特尔放弃DRAM、转入代表未来的微处理器领域，也是受日本企业的启发。1970年，在英特尔的高光时刻，一个日本电脑商Busicom前来下订单，要定制一个包含ROM、RAM和CPU等12个芯片的处理系统，并预付了6万美元。正是这份技术含量颇高的订单，促使英特尔在当年相继拿出了4001（动态内存DRAM）、4002（只读存储器ROM）、4003（寄存器）、4004（微处理器CPU）等四颗芯片，为后来开发出8008微处理器奠定了基础。

生与死，协作与博弈，就这样以沉默的姿态，在时代的长河中被反复冲刷。有的沉积为河床，有的继续向前奔涌。

武士刀的夹击：小红靠捧，大红靠命

向前奔涌的DRAM领域“后浪”日本，并没能浪出多远。

短短两年后，日本在全球半导体产业的市场份额就滑落到了50%以下。这种令业界咋舌的速度，来自产业内外的双重夹击。

在内部，率先交付4M DRAM产品的日本企业并没有像预期的那样转暖，市场价格花罗，日系厂商们不得不减产来稳定物价。

这边日本在减产，而日本扶持的韩国厂商则抓住机会，三星、现代、LG和大宇全部安排资金，进入了DRAM领域。它们的核心策略就是——价格战！

1983年，三星集团出资1000亿韩元（约1.33亿美元），进军半导体产业，并聚焦在DRAM领域。资金到位了，技术从哪里来呢？德州仪器、摩托罗拉等家大业大，当然不需要卖技术；日本NEC、东芝、日立等公司也不可能自掘坟墓。最后，是在被在日本廉价DRAM产品的挤压中喘息的美光科技将64K DRAM的技术授权给了韩国三星。

何止光刻机？国产芯片短板出现，梁孟松一语中的

随着美国芯片禁令的下达，我们国内逐渐意识到了芯片技术的重要性，于是开始大力扶持国内半导体公司的发展。近期，据国内消息称，我们国家先后向上海的芯片制造项目投入了1600亿资金，为的就是解决国产芯片的短板问题。 那么我们国内芯片技术的短板究竟在哪里

“专利贩子”三星又从夏普买来了量产制程设备，就此上位。

产品做了还要有出路。1986年，受美日半导体协议的约束，日本企业被迫缩减对美国的出口，三星也在此时上位，在美国市场大获成功。次年实现盈利后，三星又积极投入到1M DRAM的研发，继续追赶日本企业。

日本企业一想，价格战谁不会。果断以低于韩国产品成本一半的价格大量抛售，打算以此劝退韩国企业。结果韩国最不缺的就是财团，它们怀抱着“伤敌一千、自损八百”的气势，跟日本硬刚，不仅抗住了巨额的亏损，还继续追加投资。

一通操作下来，韩国半导体企业没有被逼退，反而具备了赶超日本的技术体系。1992年的时候，韩国三星就率先推出了全球第一个64M DRAM产品，超越日本NEC成为世界第一大DRAM内存制造商，从此就没下来过。

1995年，微软即将发布Windows 95操作系统，日本DRAM厂商试图借此契机反攻，夺回王座。

结果一边是韩国厂商一起扩张产能，导致DRAM价格狂跌，日本厂商布局了个寂寞；接下来，1997年的亚洲金融危机又加重了市场衰退，全球DRAM晶圆厂都面临亏损风险。一朝被蛇咬的日本厂商，自然不敢继续追加投资。

日本的步伐一保守，韩国厂商就开始高歌猛进。1996年时，韩国三星电子的DRAM芯片出口额达到62亿美元，稳居世界第一。

从此，日本DRAM产业可说是一蹶不振。富士通、东芝等相继退出了DRAM市场，NEC、日立、三菱则将DRAM部门合并成立尔必达，希望以此对抗三星。

结局大家也都知道了，2012年尔必达的破产，正式敲响了日本DRAM企业的丧钟。

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美国的扶持，为韩国厂商带来了崛起的机遇，也埋下了致命的隐患。

一是核心供应链受制于人。1994年，韩国政府推出了半导体设备国产化项目，总预算2000亿韩元（2.5亿美元），鼓励韩国企业投资设厂，搭建自主的设备和原料供应链。完整的产业链当然不能一蹴而就，仅1995年，韩国就从美国和日本进口了价值25亿美元的半导体生产设备。

二是商业模式难以为继。长期价格战的结果就是，韩国DRAM厂商背负着巨额债务前行，自然成也资本，败也资本。在1997亚洲金融危机中成功逼退日本厂商的同时，韩国企业的平均负债也达到了518%。但很快，建立在资本沙石上的韩国DRAM产业也开始摇摇欲坠，现代、大宇等财团濒临破产，三星也不得不裁员30%、抛售资产。

在这种境况下，三星还是拒绝了欧美收购三星电子的提议，变卖更多资产留住了半导体的火种。

神奇的事情又来了，将16K/64K SRAM技术转让给韩国现代电子的陈正宇博士，在1984年回到中国台湾，创建了茂矽电子（Mosel）。此时，虽然整个台湾的半导体产值只有3.82亿美元，但依然在积极布局产业板块的下一次位移。

另一个重要的人员变动，是1985年，时任德州仪器副总裁的张忠谋回到台湾设立IC代工厂，解决茂矽等DRAM厂商缺少生产的难题。1987年，台积电成立；同年，华邦电子成立，与茂矽共享技术成果。

放在现在来看，台湾在当时并不缺人，美国半导体企业败退后，一大批硅谷华人也选择了回台湾创业，这些研究人员支撑起了台湾半导体的技术天定；也并不缺钱，1990年，台湾砸58.8亿元（约2亿美元）启动了“次微米制程技术发展五年计划”，以拿下4M SRAM和16M DRAM的生产能力。

产业界的参与热情也十分高涨，1993年，台湾湾电脑主板生产厂力捷电脑的董事长黃崇仁向日本东芝要货（DRAM）被拒，就决定投资4亿新台币成立了力晶半导体。1995年，台湾龙头企业台塑集团也设立了8英寸DRAM厂。

但目前来看，台湾DRAM厂商的技术主要来自于美国、日本的授权，尽管生产成本低，但技术费用却很高，占到了销售额3%以上。

从日本、美国获得制程技术授权。每年付出的技术费用，再加上巨额进口设备投资，使得台湾企业根本无法与掌握自主技术研发能力的韩国企业竞争。世界先进的垮台，最终导致如同无根之木，注定了失败命运。

在技术方面缺乏自主研发能力，成为勒住台湾DRAM产业脖颈的绳索。

当然，美日韩等一系列全球DRAM半导体结构性变化中，中国存储厂商的动作也同样精彩。

落地到产业竞逐机遇上，移动端与大数据、AI、云计算等新产业的兴起，正在给DRAM领域带来新的技术更迭。

比如能耗上如何满足数据中心的绿色需求、降低移动设备的耗电量，容量增长速度满足商用需求等等，在产业洗牌的同时，也成为中国半导体产业逆袭的“终南捷径”。这部分，我们将放在本系列的单独篇章中着重笔墨去讲解。

在中国大陆、中国台湾的积极进取之下，韩国DRAM厂商必将在一段时间内，都处于危机感在线的紧张时期。

下一站：DRAM的威慑纪元

至此我们不难从DRAM产品上看到半导体行业的破局之难：

有技术不行，没有技术更不行。存储器产品设计相对简单，日本厂商作为新进者能够很快与技术领先的美国军团相匹敌，是国际贸易政策、国内产业环境、企业文化氛围等等共同造就的。

光投资不行，没有投资更不行。DRAM每一次制程的更新换代，都需要大量的投入，所以日本、韩国等的产业集群上位，都离不开“举国体制”的资本输血。比如日本政府就为半导体企业提供了高达16亿美元的巨额资金，韩国研发4M DRAM时政府承担了57%的研发费用，用三年时间追平了与日本的技术差距。

但即便舍得投资，在缺乏专利、技术自主等的背景下，追赶依然是一件难事。

价格战不行，没有价格优势也不行。成本可以随着产量规模的来弥补，但制程的微缩、技术的迭代，会让价格成本抢夺出的市场空间逐渐缩小，长期的多方位扶持是必不可少的。

三星在90 年代连续 9 年巨亏，韩国政府和国内财团的资金支持（提供政策性贷款）就起到了关键的输血作用。

总的来看，技术密集+资本密集的产业特性，企业发力+政府支撑的进击需求，交织出了DRAM集成电路产业群的残酷搏杀。

在这些前提条件的基础上，是否能像日本这样有长期在美国顶尖实验室工作的电子人才，像韩国遇到美日半导体争端那样的历史窗口，像全球大型计算机兴起的产业推动，才有可能获得一次登上王座的机会。

十万年前，人类的祖先为了留下信息，在石头上砸出刻痕，从此，存储方式就成为信息技术的支柱。而DRAM产业历经半个世纪的区位变化，除了技术本身的竞逐，也是经济与政治的博弈。这是一场真正的，现代战争。