Японское электронное чудо

В.К. Петросян (Вадимир). Мировая пикоэлектроника. Прошлое, настоящее, будущее. Проектирование Метаразвития. Тома 1-6

Японское электронное чудо
1. Становление японской полупроводниковой промышленности
2. Корпорации NEC, Toshiba, Hitachi, Fujitsu и другие
3. Международное технологическое лидерство 1980-х годов
4. Причины утраты лидерства
5. Сохранённый японский научно-промышленный потенциал

*********

© В.К.
Петросян (Вадимир) © Lag.ru [Large Apeironic Gateway, Большой Апейронический
Портал (Шлюз), Суперпортал в Бесконечность].

При копировании данного материала и размещении его на другом сайте, ссылки
на соответствующие локации порталов Lag.ru и Proza.ru обязательны

Работа написана на основе концепции и разработок В.К. Петросяна при полноценном соавторстве (активном творческом и техническом участии) ChatGPT (OpenAI), GPT-5.6 Sol

******

Японское электронное чудо
От послевоенного освоения американских полупроводниковых технологий к мировому лидерству, его утрате и возникновению предпосылок новой японской электронной революции.

История японской микроэлектроники представляет собой один из наиболее значительных примеров целенаправленного научно-технологического развития в XX веке.

Страна, пережившая тяжелейшие разрушения Второй мировой войны и первоначально зависевшая от зарубежных научных открытий, за несколько десятилетий сумела создать мощнейшую электронную промышленность, выйти на передовые позиции в производстве интегральных схем и стать одним из главных технологических конкурентов Соединённых Штатов Америки.

Особенно впечатляющими оказались достижения японских корпораций в производстве полупроводниковой памяти.

К концу 1980-х годов японские компании обеспечивали приблизительно половину мировых продаж полупроводниковой продукции. Предприятия NEC, Toshiba, Hitachi, Fujitsu, Mitsubishi Electric и другие занимали ведущие места в международных отраслевых рейтингах.

Однако последовавшие десятилетия принесли существенное ослабление прежних конкурентных преимуществ.

Япония утратила ведущие позиции в динамической оперативной памяти, не сумела стать главным центром новой индустрии специализированного контрактного производства микросхем и постепенно отстала от мировых лидеров в области наиболее передовых логических технологических процессов.

К началу 2020-х годов её доля на мировом полупроводниковом рынке сократилась приблизительно до одной десятой.

Но японское электронное чудо имело особенность, чрезвычайно важную для понимания дальнейшего развития отрасли.

Сокращение рыночной доли японских производителей интегральных схем не сопровождалось полным разрушением национального научно-промышленного потенциала.

Япония сохранила исключительно важные компетенции в производстве полупроводникового оборудования, высокочистых материалов, кремниевых пластин, оптических систем, измерительной техники, сенсоров, устройств памяти и специализированных электронных компонентов.

В результате возникло своеобразное противоречие.

Страна, утратившая прежнее лидерство в производстве наиболее передовых логических микросхем, продолжала оставаться одним из важнейших участников глобальной системы их создания.

Именно это обстоятельство стало одной из фундаментальных предпосылок нового этапа японской промышленной политики, наиболее амбициозным проявлением которого явился проект Rapidus.

Для настоящей книги история японской микроэлектроники имеет ещё одно значение.

Она позволяет исследовать реальные исторические механизмы технологического опережения: концентрацию исследовательских ресурсов, взаимодействие государства и корпораций, использование мирового научного опыта, развитие собственной технологической базы и создание организационных условий для осуществления крупных научно-технических скачков.

Одновременно японский опыт показывает, что достижение технологического лидерства и создание способности непрерывно воспроизводить такое лидерство — принципиально разные задачи.

Именно это различие имеет фундаментальное значение для предлагаемой концепции Метаразвития.

4.1. Становление японской полупроводниковой промышленности
4.1.1. Послевоенная Япония: необходимость технологического восстановления
После окончания Второй мировой войны японская промышленность оказалась в исключительно сложном положении.

Значительная часть производственной инфраструктуры была разрушена. Экономика испытывала недостаток капитала, сырья, оборудования и современных промышленных технологий.

Однако Япония сохранила важнейшие предпосылки последующего восстановления: инженерные школы, промышленные предприятия, систему технического образования, опыт сложного машиностроения и значительный потенциал организации массового производства.

В первые послевоенные десятилетия основными направлениями промышленного развития стали восстановление машиностроения, электротехнической промышленности, связи, транспорта и производства потребительских товаров.

При этом быстро возрастало значение использования зарубежных научно-технологических достижений.

Японские предприятия заключали лицензионные соглашения с американскими и европейскими корпорациями, приобретали техническую документацию, изучали иностранное оборудование и разрабатывали собственные производственные решения.

Подобная стратегия не сводилась к механическому копированию.

Импортируемые технологии адаптировались к национальной производственной базе, совершенствовались и постепенно становились основой собственных научных и инженерных разработок.

Особое значение имело стремление к повышению качества и снижению себестоимости продукции.

Именно эти особенности впоследствии оказались чрезвычайно важными для развития полупроводниковой промышленности.

4.1.2. Американский транзистор и японская промышленная инициатива
Изобретение транзистора в Bell Laboratories в 1947 году первоначально представляло собой прежде всего достижение американской науки.

Однако его коммерческое освоение достаточно быстро приобрело международный характер.

Японские предприятия увидели в новом устройстве возможность радикального преобразования потребительской электроники.

Особенно показательной стала история компании Tokyo Tsushin Kogyo, впоследствии получившей название Sony.

Один из её основателей, Масару Ибука, проявил значительный интерес к транзисторам после знакомства с американскими разработками.

В начале 1950-х годов компания получила доступ к соответствующим патентным и технологическим знаниям и приступила к созданию собственных полупроводниковых приборов.

В 1954 году были разработаны первые практически пригодные транзисторы собственного производства.

В сентябре 1955 года компания выпустила TR-55 — первый японский транзисторный радиоприёмник.

Несмотря на сравнительно скромные технические характеристики, TR-55 стал важным событием в развитии японской электроники.

Транзистор позволил значительно уменьшить размеры приёмника, снизить энергопотребление и создать перспективную основу для массовой портативной аппаратуры.

Ещё более существенное значение имело появление в 1957 году компактного радиоприёмника TR-63, ориентированного, в том числе, на международный рынок.

История Sony демонстрирует важнейший механизм технологического развития.

Японская компания не являлась первоначальным изобретателем транзистора. Однако она сумела превратить новое физическое устройство в массовый коммерческий продукт, создав одновременно собственные компетенции в производстве полупроводников.

Здесь впервые отчётливо проявилось сочетание трёх факторов будущего японского электронного успеха: международного технологического заимствования, самостоятельного производственного совершенствования и ориентации на массовые потребительские рынки.

4.1.3. Переход от транзисторов к интегральным схемам
В 1960-е годы японская электронная промышленность начала активно осваивать интегральные схемы.

Особенно существенный спрос формировался в производстве радиоприёмников, телевизоров, электронных калькуляторов, измерительных приборов и систем промышленного управления.

Крупные предприятия, включая NEC, Hitachi, Toshiba и Fujitsu, постепенно расширяли собственные исследования в области полупроводниковых материалов и технологических процессов.

Первоначально значительная часть соответствующих решений опиралась на зарубежные патенты и разработки.

Например, японские компании заключали лицензионные соглашения с Fairchild Semiconductor, RCA, General Electric и другими американскими производителями.

Однако по мере накопления инженерного опыта возрастала роль собственных технологических исследований.

Японские специалисты совершенствовали процессы формирования полупроводниковых переходов, методы литографии, технологию корпусирования и системы контроля качества.

Особое значение имела возможность перехода от индивидуального изготовления электронных компонентов к их массовому формированию на кремниевых пластинах.

Таким образом, японская промышленность постепенно осваивала не только производство транзисторов и интегральных схем, но и всю систему технологического обеспечения полупроводниковой фабрики.

4.1.4. Роль государственной промышленной политики
Существенное значение для становления национальной электронной промышленности имела деятельность Министерства международной торговли и промышленности Японии — MITI.

Государственная политика включала поддержку технологического освоения, координацию исследований, содействие подготовке специалистов и создание условий для расширения национального производства.

В 1957 году был принят закон о временных мерах содействия развитию электронной промышленности.

В дальнейшем государственные программы распространялись на производство компьютеров, электронных компонентов и оборудования.

При этом государство не подменяло собой корпоративную исследовательскую деятельность.

Основные производственные решения, разработка изделий, повышение качества и коммерческое продвижение оставались задачами предприятий.

Государственная политика прежде всего способствовала согласованию долгосрочных интересов, мобилизации ресурсов и снижению определённых исследовательских рисков.

Подобное сочетание национальной координации и корпоративной инициативы стало одним из характерных признаков японской модели технологического развития.

Однако эффективность этой модели зависела от конкретных условий.

Те механизмы, которые первоначально обеспечивали ускоренное освоение новых технологий, впоследствии могли создавать организационную инерцию и затруднять переход к иным моделям международной конкуренции.

4.1.5. Электронные калькуляторы и рождение массовой микроэлектроники
Особую роль в формировании японской полупроводниковой индустрии сыграли электронные калькуляторы.

В 1960-е и начале 1970-х годов рынок калькуляторов быстро расширялся.

Первоначальные устройства представляли собой достаточно сложные электронные системы, однако развитие интегральных схем позволило уменьшать их размеры и стоимость.

Японские компании Sharp, Casio, Canon и другие производители активно развивали соответствующую продукцию.

Калькуляторы создавали устойчивый спрос на новые микросхемы, в том числе специализированные логические устройства и полупроводниковую память.

Важнейшим историческим примером стала разработка микропроцессора Intel 4004 для японской компании Busicom.

Первоначально задача заключалась в создании набора интегральных схем для электронного калькулятора.

Однако совместная работа японских и американских инженеров привела к появлению универсального программируемого процессора.

Этот пример показывает, что локальная производственная потребность способна стать исходным пунктом возникновения технологии мирового значения.

Японская электронная промышленность всё активнее превращалась из потребителя иностранных технических решений в участника международного процесса создания новых электронных архитектур.

4.1.6. Переход к сверхбольшим интегральным схемам
К середине 1970-х годов в мировой микроэлектронике сформировалось новое стратегическое направление — развитие больших и сверхбольших интегральных схем.

Особенно значительным становилось производство полупроводниковой памяти.

Увеличение ёмкости DRAM требовало совершенствования литографии, уменьшения размеров функциональных элементов, повышения чистоты материалов и снижения плотности производственных дефектов.

Японские корпорации столкнулись с необходимостью существенно увеличить масштабы исследовательских работ.

При этом значительная часть технологических задач была общей для различных предприятий.

Например, повышение разрешающей способности литографии или разработка методов контроля дефектности могли использоваться одновременно несколькими производителями.

Следовательно, возникала возможность организовать совместные исследования фундаментальных технологических проблем, сохраняя конкуренцию при разработке конечной продукции.

Именно такой подход был реализован в программе VLSI.

4.1.7. Программа VLSI 1976–1979 годов: организация национального технологического скачка
В 1976 году при поддержке MITI была создана исследовательская ассоциация VLSI Technology Research Association.

Её участниками стали пять крупнейших японских корпораций:

Fujitsu;
Hitachi;
Mitsubishi Electric;
NEC;
Toshiba.
Программа предусматривала совместную разработку технологий сверхбольших интегральных схем, необходимых для новых поколений компьютеров и полупроводниковой памяти.

Общие расходы за 1976–1979 годы составили приблизительно 73,7 млрд иен.

Из этой суммы около 29,1 млрд иен обеспечило японское государство. Остальные ресурсы предоставлялись участниками программы.

Таким образом, государственное финансирование составляло приблизительно 39,5% совокупных расходов.

Принципиальное значение имел не только финансовый масштаб программы.

Была создана специальная организационная структура, позволявшая инженерам различных корпораций совместно работать над технологическими проблемами, решение которых было необходимо всей национальной электронной промышленности.

При этом компании продолжали самостоятельно разрабатывать конкурентные коммерческие изделия.

Такое разграничение совместных фундаментальных и технологических исследований и самостоятельной коммерциализации стало одной из наиболее характерных особенностей японской программы.

4.1.8. Научно-технологические направления программы VLSI
Программа охватывала несколько взаимосвязанных областей.

Первое направление — литография и микрофабрикация.

Необходимо было разработать методы формирования элементов существенно меньших размеров, чем позволяли прежние производственные процессы.

Второе — полупроводниковые материалы.

Исследовались возможности получения более крупных и качественных кремниевых пластин с низкой плотностью дефектов.

Третье — технологическое оборудование.

Предусматривалось развитие собственных установок формирования рисунка, измерения и обработки полупроводниковых структур.

Четвёртое — автоматизированное проектирование.

Разработка сложных интегральных схем требовала совершенствования вычислительных методов описания и проверки электронных структур.

Пятое — методы контроля качества и испытаний.

По мере увеличения степени интеграции возрастала важность раннего обнаружения дефектов и стабильности производственных характеристик.

В работе участвовали не только полупроводниковые компании, но и производители оборудования и материалов.

В частности, важную роль сыграли разработки Nikon в области оптической литографии и JEOL в области электронно-лучевых технологий.

Таким образом, программа объединяла фактически всю необходимую научно-технологическую цепочку создания передовой микроэлектроники.

4.1.9. Почему VLSI стала исторически значимым проектом
Главный результат программы состоял в ускоренном освоении ключевых производственных технологий.

Она способствовала развитию японской литографии, полупроводникового материаловедения, метрологии и исследовательской кооперации.

В дальнейшем накопленные компетенции стали важнейшей основой роста конкурентоспособности японских производителей DRAM.

Однако необходимо избегать чрезмерно упрощённой интерпретации.

Нельзя утверждать, что исключительно программа VLSI обеспечила мировое лидерство японской микроэлектроники.

Значительный вклад внесли самостоятельные исследования корпораций, массовые капиталовложения, производственная дисциплина, качество продукции и растущий международный спрос.

Программа VLSI сыграла роль важнейшего организационного и технологического катализатора, но действовала в рамках более широкой системы промышленного развития.

Именно такое понимание имеет особое значение для Метаразвития.

Государственно-корпоративная программа способна существенно ускорить формирование новых компетенций, если она объединяет исследовательские ресурсы вокруг конкретных технологических ограничений и обеспечивает превращение результатов исследований в промышленную практику.

Опыт VLSI представляет собой исторический прецедент, который необходимо специально изучить при проектировании INM.

4.2. Корпорации NEC, Toshiba, Hitachi, Fujitsu и другие
4.2.1. Крупные корпорации как основа японской модели микроэлектроники
Японское полупроводниковое лидерство сформировалось прежде всего на базе крупных многоотраслевых корпораций.

В отличие от специализированной модели, позднее получившей широкое распространение в США и на Тайване, японские предприятия нередко совмещали производство полупроводниковых компонентов с выпуском компьютеров, телекоммуникационного оборудования, промышленной автоматики и потребительской электроники.

Это позволяло использовать внутренний спрос для развития собственных полупроводниковых подразделений.

Например, производитель вычислительных систем был заинтересован в создании более совершенной памяти.

Предприятие потребительской электроники нуждалось в специализированных интегральных схемах.

Производитель промышленного оборудования разрабатывал полупроводниковые компоненты для систем управления.

В результате формировалась вертикальная система взаимодействия между разработчиками конечных изделий и изготовителями электронной элементной базы.

Подобная организация обеспечивала определённые преимущества.

Компании могли согласовывать развитие компонентов с перспективами собственных систем.

Однако впоследствии она стала сталкиваться с ограничениями по сравнению с более специализированными международными моделями.

4.2.2. NEC: от телекоммуникаций к мировому полупроводниковому лидерству
Компания NEC была основана в 1899 году как Nippon Electric Company.

Первоначально её деятельность была связана преимущественно с телекоммуникационным оборудованием.

В дальнейшем NEC активно развивала вычислительную технику и полупроводниковые компоненты.

В 1970-е и 1980-е годы компания стала одним из главных мировых производителей DRAM.

Особое значение имело взаимодействие между собственными компьютерными разработками и производством интегральных схем.

NEC располагала крупными исследовательскими подразделениями и активно участвовала в японской программе VLSI.

В результате компания смогла добиться высокой технологической конкурентоспособности в производстве памяти.

К концу 1980-х годов NEC занимала ведущие места в мировых рейтингах продаж полупроводниковых компонентов.

В 1989 году, согласно данным Dataquest, компания находилась на первом месте среди мировых производителей полупроводников.

Впоследствии NEC столкнулась с усилением конкуренции, необходимостью крупных капиталовложений и изменением структуры глобального рынка.

Её полупроводниковый бизнес подвергся существенной реорганизации.

В дальнейшем часть соответствующих компетенций вошла в структуры Elpida Memory и Renesas Electronics.

4.2.3. Toshiba: от динамической памяти к изобретению NAND Flash
Toshiba стала одной из центральных корпораций японской микроэлектронной революции.

Компания развивала производство полупроводниковой памяти, логических интегральных схем, специализированных компонентов и промышленной электроники.

Особенно значительные достижения были получены в области DRAM.

В конце 1980-х годов Toshiba входила в число крупнейших полупроводниковых компаний мира.

Однако историческое значение её исследований не ограничивается динамической памятью.

В 1980-е годы инженер Toshiba Фудзио Масуока и его коллеги разработали принципы флеш-памяти.

В 1987 году Toshiba представила технологию NAND Flash.

Она открыла возможность создания энергонезависимых запоминающих устройств высокой плотности.

В дальнейшем NAND Flash стала основой твердотельных накопителей, карт памяти, смартфонов и многочисленных цифровых устройств.

Это было выдающееся достижение мирового масштаба.

Оно показывает, что японская микроэлектроника не только совершенствовала технологии, первоначально созданные зарубежными компаниями, но и формировала принципиально новые направления полупроводниковой техники.

В 2017 году бизнес памяти Toshiba был выделен в самостоятельную компанию Toshiba Memory.

В 2019 году она получила название Kioxia.

Таким образом, важнейшие технологические достижения Toshiba продолжают использоваться и развиваться в рамках современной японской полупроводниковой промышленности.

4.2.4. Hitachi: интеграция вычислительной техники, памяти и системной электроники
Hitachi представляла собой один из крупнейших японских промышленных концернов, объединявших машиностроение, электротехнику, вычислительную технику и электронику.

В области полупроводников компания развивала DRAM, микроконтроллеры, специализированные логические схемы и компоненты для промышленного оборудования.

Особое значение имело взаимодействие с собственными компьютерными подразделениями.

Hitachi обладала значительным опытом разработки сложных вычислительных систем.

Это создавало внутренние потребности в высокопроизводительных полупроводниковых компонентах.

Компания являлась одним из участников программы VLSI и играла важную роль в совершенствовании производственных процессов.

В 1989 году Hitachi занимала третье место в мировом рейтинге полупроводниковых производителей по данным Dataquest.

Однако последующее изменение структуры отрасли привело к необходимости реорганизации.

В 1999 году подразделения DRAM компаний Hitachi и NEC были объединены в Elpida Memory.

В 2003 году Hitachi совместно с Mitsubishi Electric создала компанию Renesas Technology.

Эти события стали важнейшими этапами структурной перестройки японской полупроводниковой промышленности.

4.2.5. Fujitsu: компьютеры и полупроводниковая интеграция
Fujitsu исторически развивалась как производитель телекоммуникационного оборудования и вычислительных систем.

В дальнейшем компания стала одним из важнейших японских разработчиков и производителей полупроводников.

Особое значение имели собственные исследования в области памяти, логических интегральных схем и технологий высокой степени интеграции.

Fujitsu активно участвовала в программе VLSI.

В 1980-е годы её полупроводниковый бизнес входил в число крупнейших в мире.

В дальнейшем компания развивала специализированные процессорные архитектуры, электронные компоненты и технологии высокопроизводительных вычислений.

Однако увеличение стоимости передовых полупроводниковых процессов и изменение международного разделения труда привели к существенной трансформации собственных производственных подразделений.

Этот опыт показывает, что наличие крупной компьютерной корпорации и собственного полупроводникового производства не гарантирует сохранения преимуществ при изменении технологической и экономической структуры отрасли.

4.2.6. Mitsubishi Electric: микроэлектроника и промышленное применение
Mitsubishi Electric являлась одним из важнейших участников японской полупроводниковой индустрии.

Компания развивала производство интегральных схем памяти, силовых полупроводников, микроконтроллеров и компонентов промышленной автоматики.

Она также участвовала в программе VLSI.

В конце 1980-х годов Mitsubishi Electric входила в число крупнейших мировых производителей полупроводников.

Впоследствии компания существенно изменила структуру электронного бизнеса.

Часть направлений интегральных схем была передана в специализированные предприятия.

В то же время сохранилось и получило развитие производство силовых электронных компонентов, используемых в энергетике, промышленном оборудовании и транспортных системах.

Именно этот сегмент продолжает иметь большое значение для современной японской промышленности.

4.2.7. Matsushita, Sharp, Oki и другие японские производители
Наряду с пятью основными участниками программы VLSI значительную роль играли другие компании.

Matsushita Electric Industrial, позднее получившая название Panasonic, развивала полупроводниковые компоненты для бытовой электроники и собственных промышленных систем.

Sharp стала одним из важных производителей электронных калькуляторов, дисплеев и специализированных интегральных схем.

Oki Electric развивала полупроводниковые компоненты и системы связи.

Sanyo и другие предприятия участвовали в создании массового рынка электронных устройств.

Подобное разнообразие производителей формировало развитую национальную экосистему.

Компании конкурировали друг с другом, но одновременно использовали общую инфраструктуру материалов, оборудования, исследовательских организаций и поставщиков.

В результате национальная микроэлектронная промышленность представляла собой не отдельную совокупность крупных фабрик, а сложную сеть технологически взаимосвязанных предприятий.

4.2.8. Sony: альтернативная стратегия полупроводникового развития
Особое место занимает Sony.

Компания первоначально получила известность благодаря потребительской электронике.

Однако разработка собственных транзисторов и электронных компонентов постепенно привела к формированию серьёзной полупроводниковой базы.

В отличие от компаний, ориентированных преимущественно на DRAM, Sony уделяла значительное внимание специальным устройствам для обработки изображений и звуковых сигналов.

В дальнейшем одним из главных направлений стали полупроводниковые датчики изображения.

Развитие CMOS-сенсоров позволило Sony занять ведущие позиции на мировом рынке соответствующих компонентов.

История Sony особенно показательна.

Компания не сумела и не стремилась сохранять прежнюю структуру участия во всех основных сегментах полупроводникового рынка.

Вместо этого она сосредоточилась на определённых высокотехнологичных направлениях, тесно связанных с собственными инженерными компетенциями и потребностями мировой электронной промышленности.

Такой подход позволил сохранить международное технологическое лидерство в специализированной области.

4.2.9. Производители оборудования и материалов
Одним из важнейших результатов японского электронного подъёма стало формирование собственной промышленности полупроводникового оборудования и материалов.

Развитие массового производства интегральных схем требовало всё более совершенных литографических установок, систем травления, осаждения тонких плёнок, очистки кремниевых пластин и измерения параметров электронных структур.

В ответ на эти потребности возникли мощные специализированные предприятия.

Tokyo Electron развивала оборудование для различных стадий полупроводникового производства.

Nikon и Canon стали важнейшими производителями оптических литографических систем.

SCREEN получила значительные компетенции в оборудовании очистки и обработки пластин.

Advantest развивала системы тестирования полупроводниковых приборов.

Японская химическая промышленность обеспечивала создание высокочистых материалов, фоторезистов и специальных технологических реагентов.

Особое значение приобрели компании Shin-Etsu Chemical, SUMCO, JSR, Tokyo Ohka Kogyo и другие поставщики.

В результате японская электронная индустрия сформировала технологические компетенции, которые впоследствии оказались значительно устойчивее некоторых направлений производства собственно интегральных схем.

Это обстоятельство сыграет исключительную роль в современных проектах возрождения японской микроэлектроники.

4.2.10. Историческая особенность японской корпоративной модели
Сравнительный анализ японских корпораций позволяет выделить несколько общих закономерностей.

Первая — тесная связь полупроводникового производства с выпуском конечной электронной продукции.

Вторая — высокая роль собственных инженерных исследований.

Третья — ориентация на надёжность, технологическую дисциплину и производственное качество.

Четвёртая — широкое использование долгосрочных отношений с поставщиками оборудования и материалов.

Пятая — взаимодействие с государственными программами технологического развития.

Однако у этой системы существовали и потенциальные ограничения.

Крупные вертикально интегрированные корпорации могли испытывать трудности при необходимости быстро изменять архитектуру бизнеса и переходить к международной специализации.

Следовательно, организационная модель, обеспечившая первоначальное технологическое опережение, впоследствии могла превратиться в фактор замедления структурных преобразований.

Этот вывод станет одним из главных при исследовании причин утраты японского лидерства.

4.3. Международное технологическое лидерство 1980-х годов
4.3.1. Десятилетие японского полупроводникового господства
1980-е годы стали вершиной японского электронного подъёма.

Японские предприятия достигли исключительно высоких результатов в производстве динамической оперативной памяти и других интегральных схем.

Существенно увеличились поставки полупроводниковой продукции на международный рынок.

Особенно значительным стало расширение присутствия в США.

Американские производители компьютеров всё активнее использовали японские DRAM благодаря их качеству, надёжности и конкурентоспособным условиям поставки.

Японские корпорации постепенно вытесняли американских конкурентов из некоторых сегментов памяти.

При этом развитие отрасли сопровождалось интенсивными инвестициями в новые производственные мощности.

В результате к середине десятилетия Япония превратилась в одного из главных центров мировой полупроводниковой промышленности.

4.3.2. Победа в производстве DRAM
Главным источником японского успеха стало производство динамической оперативной памяти.

В начале 1980-х годов японские компании добились значительного преимущества в изготовлении DRAM поколения 64 Кбит.

В дальнейшем были успешно освоены поколения 256 Кбит и 1 Мбит.

По мере повышения ёмкости памяти возрастала сложность технологических процессов.

Необходимо было уменьшать размеры ячеек, совершенствовать литографию и обеспечивать низкий уровень производственных дефектов.

Японские предприятия смогли сочетать передовые технологические решения с высоким качеством серийного производства.

В результате их доля в соответствующих сегментах существенно увеличилась.

По данным исследований истории отрасли, в 1982 году японские производители обеспечивали около 70% мирового рынка 64-Кбит DRAM.

В 1984 году их доля на рынке поколения 256 Кбит достигала приблизительно 90%.

Эти величины относятся к конкретным поколениям памяти и не должны автоматически распространяться на всю полупроводниковую продукцию.

Однако они показывают масштаб достигнутого лидерства.

4.3.3. Качество как решающий фактор конкурентоспособности
Одной из важнейших причин успеха японской DRAM стало качество продукции.

В отличие от массовой бытовой электроники, где незначительный дефект мог приводить к отказу отдельного изделия, полупроводниковая память использовалась в сложных вычислительных системах, требовавших чрезвычайно высокой надёжности.

Даже небольшое количество дефектных микросхем создавало значительные проблемы для производителей компьютеров.

Японские предприятия уделяли большое внимание статистическому управлению качеством, стабильности технологических процессов и снижению дефектности.

Особенно показательные результаты были представлены в 1980 году на семинаре, где обсуждалось сравнение качества американских и японских DRAM.

В исследованной выборке японские микросхемы продемонстрировали существенно более низкую частоту отказов.

Подобные результаты укрепили доверие американских производителей вычислительной техники к японской памяти.

Однако необходимо понимать, что отдельное сравнительное исследование качества не может автоматически характеризовать всю продукцию разных стран.

Тем не менее оно отражает более широкую историческую закономерность: стабильность массового производства стала одним из главных источников международной конкурентоспособности японской микроэлектроники.

4.3.4. Мировые рейтинги 1980-х годов
Наиболее наглядным количественным подтверждением японского лидерства являются международные рейтинги полупроводниковых компаний.

Согласно данным Dataquest, в 1989 году первые три позиции мирового рейтинга занимали японские корпорации NEC, Toshiba и Hitachi.

В десятку крупнейших входили также Fujitsu, Mitsubishi Electric и Matsushita.

Место в 1989 году Компания Продажи, млрд долл.
1 NEC 5,015
2 Toshiba 4,930
3 Hitachi 3,974
5 Fujitsu 2,963
7 Mitsubishi Electric 2,579
9 Matsushita 1,882
Источник: Dataquest, мировой рейтинг полупроводниковых производителей за 1989 год, исторические материалы Computer History Museum. Показаны только японские компании из мировой десятки. Значения относятся к продажам полупроводниковых компаний, а не к совокупной выручке их многопрофильных корпораций.

Это был исключительный результат.

Шесть из десяти крупнейших мировых полупроводниковых производителей представляли Японию.

Подобная концентрация свидетельствовала о достижении не единичного корпоративного успеха, а высокого уровня развития целой национальной научно-промышленной системы.

При этом японские корпорации конкурировали между собой.

Следовательно, национальное лидерство обеспечивалось не созданием единственного монополиста, а наличием нескольких крупных производителей, использовавших развитую общую технологическую инфраструктуру.

4.3.5. Доля Японии на мировом рынке
Наиболее часто используемым показателем исторического лидерства является доля японских компаний в мировых продажах полупроводниковой продукции.

По данным японского Министерства экономики, торговли и промышленности, максимальное значение этого показателя было достигнуто в 1988 году и составило 50,3%.

Для сравнения: в 2019 году соответствующая доля составляла около 10%.

Год Доля японских компаний
1988 50,3%
2019 10,0%
Источник: METI. Показана доля японских компаний в мировых продажах полупроводников. Показатель не тождественен доле физически расположенных в Японии полупроводниковых фабрик.

Разница чрезвычайно значительна.

За три десятилетия доля японских компаний уменьшилась приблизительно в пять раз.

Однако эти показатели отражают относительное положение на мировом рынке, который за рассматриваемый период значительно вырос.

Поэтому снижение рыночной доли не следует автоматически интерпретировать как пропорциональное сокращение абсолютного выпуска или уничтожение всей промышленной базы.

Для корректного анализа необходимо исследовать также изменение структуры продукции, стоимости продаж, производственных мощностей и технологической специализации.

Именно такие методологические требования будут использованы в специальной части книги, посвящённой контент-анализу международных рейтингов.

4.3.6. Технологическое лидерство и его структура
Японское лидерство 1980-х годов не было одинаковым во всех сегментах микроэлектроники.

Особенно сильные позиции страна занимала в DRAM, производственном оборудовании, материалах и ряде специализированных компонентов.

В то же время американские корпорации сохраняли высокую конкурентоспособность в микропроцессорах, компьютерных архитектурах и программных средствах проектирования.

Это различие принципиально важно.

Мировое лидерство по совокупным продажам полупроводников не обязательно означает превосходство во всех физических, технологических и архитектурных направлениях.

Япония имела выдающиеся достижения в производстве памяти, однако дальнейшая эволюция вычислительной техники постепенно повысила значение других сегментов, прежде всего процессоров и специализированной логики.

Таким образом, уже в период максимального рыночного успеха японской микроэлектроники существовали структурные предпосылки возможного изменения мирового лидерства.

4.3.7. Почему японский успех оказался столь быстрым
Анализ исторических материалов позволяет выделить несколько взаимосвязанных факторов.

Первый — использование мировых научных достижений.

Японские предприятия не начинали исследования с полного воспроизведения всей предшествующей истории полупроводниковой физики.

Они использовали доступные патенты, технологические знания и результаты зарубежных разработок.

Второй — развитие собственных инженерных компетенций.

По мере освоения базовых технологий японские компании совершенствовали производственные процессы и создавали собственные решения.

Третий — наличие большого внутреннего рынка электронной продукции.

Развитие телевизоров, калькуляторов, видеомагнитофонов и компьютеров формировало устойчивый спрос на компоненты.

Четвёртый — долгосрочные инвестиции.

Крупные корпорации располагали возможностями финансирования дорогостоящих исследовательских и производственных программ.

Пятый — государственно-корпоративная координация.

Программа VLSI стала важным механизмом объединения ресурсов.

Шестой — производственное качество.

Высокая надёжность и стабильность продукции создавали конкурентные преимущества на международном рынке.

Главная особенность японского успеха заключалась в согласованном действии нескольких факторов, ни один из которых в отдельности не способен полностью объяснить достигнутый результат.

Именно это сочетание следует рассматривать как основной предмет исторического исследования механизмов технологического опережения.

4.4. Причины утраты лидерства
4.4.1. Почему прежняя успешная модель перестала обеспечивать опережение
К концу 1980-х годов японская микроэлектроника достигла исключительно высокого уровня развития.

Однако именно в этот период мировая полупроводниковая индустрия начала претерпевать глубокие структурные изменения.

Возникали новые рынки персональных компьютеров, совершенствовались микропроцессоры, развивались специализированные интегральные схемы, изменялась международная организация производства.

Японские компании, ранее успешно ориентировавшиеся на память и вертикально интегрированное производство, столкнулись с необходимостью адаптации к новой системе конкуренции.

Проблема заключалась не в внезапном исчезновении технологических компетенций.

Многие японские предприятия продолжали располагать высококвалифицированными инженерами, современным оборудованием и значительными финансовыми ресурсами.

Однако структура мировой отрасли менялась быстрее, чем отдельные элементы японской корпоративной модели.

Именно это стало одним из главных факторов утраты лидерства.

4.4.2. Чрезмерная зависимость от DRAM
В 1980-е годы производство DRAM обеспечило японским компаниям значительные экономические преимущества.

Однако полупроводниковая память отличается высокой зависимостью от циклических изменений спроса и предложения.

При избытке производственных мощностей цены могут быстро снижаться.

Крупные капиталовложения требуют высокой загрузки фабрик.

Поэтому даже технологически эффективное предприятие может сталкиваться с серьёзными финансовыми трудностями при неблагоприятной рыночной конъюнктуре.

В дальнейшем конкуренция на рынке DRAM усилилась.

Появились новые крупные производители, обладавшие значительными инвестиционными возможностями и ориентированные на достижение максимального масштаба производства.

Японские компании постепенно утратили прежние преимущества.

Следовательно, чрезмерная концентрация на одном технологическом сегменте повысила уязвимость национальной промышленности к структурным изменениям рынка.

4.4.3. Возвышение Южной Кореи
Одним из наиболее значительных факторов изменения международной конкуренции стало развитие южнокорейской полупроводниковой промышленности.

Крупные корпорации Samsung и Hyundai Electronics, позднее ставшая частью истории SK Hynix, активно инвестировали в производство памяти.

Корейские предприятия использовали государственную поддержку, значительные корпоративные ресурсы и международные технологические знания.

Они последовательно совершенствовали производственные процессы и увеличивали мощности.

Особенно важным стало стремление к технологическому опережению в новых поколениях DRAM.

В результате Южная Корея постепенно заняла ведущие позиции на мировом рынке памяти.

Японским производителям становилось всё труднее конкурировать с компаниями, которые были готовы осуществлять чрезвычайно большие капиталовложения в условиях циклических изменений цен.

Таким образом, Япония столкнулась с новым типом конкурента, использовавшим многие механизмы, ранее обеспечившие её собственный успех.

4.4.4. Тайвань и революция специализированного контрактного производства
Не менее значительным преобразованием стало развитие тайваньской полупроводниковой промышленности.

В 1987 году была создана Taiwan Semiconductor Manufacturing Company — TSMC.

Её бизнес-модель основывалась на специализированном производстве микросхем по проектам внешних заказчиков.

В отличие от традиционной вертикально интегрированной компании, TSMC не стремилась одновременно конкурировать со всеми своими клиентами в разработке конечных микросхем.

Она сосредоточилась на предоставлении производственных услуг.

Это открыло принципиально новые возможности для компаний, разрабатывавших полупроводниковые устройства.

Для создания собственной процессорной или специализированной интегральной схемы больше не обязательно требовалось строить собственную передовую фабрику.

Возникла и получила развитие модель fabless.

По мере совершенствования тайваньских предприятий данная модель оказалась чрезвычайно эффективной.

Японские корпорации, традиционно объединявшие проектирование и производство, оказались менее приспособленными к быстрому распространению специализированной международной кооперации.

Именно здесь проявилось одно из ключевых противоречий.

Вертикальная интеграция, ранее обеспечивавшая преимущества в координации исследований и производства, постепенно стала ограничивать организационную гибкость некоторых японских предприятий.

4.4.5. Изменение структуры мирового спроса
В 1980-е годы важнейшую роль в электронной промышленности играли память, потребительская электроника и большие вычислительные системы.

Однако в последующие десятилетия быстро возрастало значение персональных компьютеров, серверов, сетевого оборудования и программно управляемых цифровых систем.

На этих рынках определяющее значение приобретали микропроцессоры, вычислительные архитектуры и специализированная логика.

Американские компании, прежде всего Intel и другие разработчики процессоров, смогли использовать соответствующие изменения.

Возникли новые программно-аппаратные платформы, в которых экономическая ценность определялась не только полупроводниковым производством, но и архитектурной совместимостью, программным обеспечением и сетевыми эффектами.

Часть японских корпораций сохраняла ориентацию на существовавшие ранее модели вертикальной интеграции.

Это затрудняло быстрый переход к новым центрам создания стоимости.

Таким образом, изменение мирового спроса сопровождалось изменением самой структуры технологического лидерства.

4.4.6. Торговые противоречия с Соединёнными Штатами
Важную роль в изменении условий конкуренции сыграли торговые отношения между США и Японией.

Быстрое увеличение экспорта японских полупроводников вызвало серьёзную обеспокоенность американских производителей.

В середине 1980-х годов возникли многочисленные торговые споры, связанные с ценами DRAM и доступом иностранных компаний на японский рынок.

В 1986 году было заключено американо-японское соглашение по полупроводникам.

Оно предусматривало меры против демпинга и расширение доступа иностранных производителей на японский рынок.

В 1987 году администрация США ввела дополнительные торговые санкции против отдельных японских товаров в связи с предполагаемым невыполнением положений соглашения.

Эти события существенно изменили коммерческие условия деятельности японских предприятий.

Однако исторически некорректно объяснять последующее падение японской микроэлектроники исключительно американским торговым давлением.

Японские компании достигли максимальной совокупной доли мирового рынка в 1988 году — уже после заключения соглашения.

Следовательно, международные торговые ограничения действовали одновременно с более глубокими структурными изменениями мировой промышленности.

Для понимания исторического процесса необходимо исследовать их совместное влияние.

4.4.7. Укрепление иены и макроэкономические изменения
В сентябре 1985 года ведущие индустриальные государства заключили соглашение, получившее название Plaza Accord.

В последующий период произошло значительное укрепление японской иены относительно доллара США.

Для японских экспортёров это создавало дополнительные трудности.

Выручка, получаемая на внешних рынках, могла уменьшаться при пересчёте в национальную валюту, тогда как значительная часть производственных расходов оставалась выраженной в иенах.

Однако реальное воздействие валютного курса зависело от структуры затрат, географии производства и возможностей изменения цен.

Поэтому валютные изменения не могут рассматриваться как универсальное объяснение утраты японского лидерства.

Дополнительное влияние оказали последствия краха японского финансового и имущественного пузыря в начале 1990-х годов.

Длительная экономическая стагнация осложняла осуществление новых капиталовложений и структурную перестройку крупных корпораций.

Таким образом, полупроводниковая промышленность сталкивалась одновременно с международной конкуренцией и внутренними макроэкономическими ограничениями.

4.4.8. Недостаточная адаптация корпоративных структур
Японские предприятия исторически добились значительных успехов благодаря долгосрочному планированию, производственной дисциплине и вертикальной координации.

Однако современная полупроводниковая индустрия постепенно становилась более специализированной.

Быстро увеличивалось значение независимых разработчиков микросхем, программных средств проектирования и специализированных контрактных фабрик.

В этих условиях традиционные корпоративные структуры могли испытывать трудности при необходимости быстро выделять новые направления бизнеса, прекращать экономически неэффективные проекты и привлекать внешних технологических партнёров.

Дополнительное значение имели особенности японского рынка труда, ограниченная мобильность части специалистов и сравнительно слабое развитие определённых сегментов венчурного предпринимательства.

Не следует, однако, представлять все японские компании одинаково негибкими.

Часть предприятий сумела успешно перестроить бизнес и сохранить международные конкурентные преимущества.

Тем не менее для значительной части традиционных производителей DRAM структурная адаптация оказалась чрезвычайно сложной.

4.4.9. Elpida Memory: попытка сохранить японское производство DRAM
Особенно показательной стала история Elpida Memory.

В декабре 1999 года NEC и Hitachi объединили свои направления DRAM в самостоятельное предприятие.

В дальнейшем к нему присоединился соответствующий бизнес Mitsubishi Electric.

Целью консолидации было повышение конкурентоспособности японской памяти в условиях усиления международной конкуренции.

Создание Elpida позволило объединить исследовательские компетенции, производственные мощности и коммерческие ресурсы.

Однако компания продолжала действовать на чрезвычайно капиталоёмком и циклическом рынке.

Мировой финансовый кризис 2008–2009 годов, колебания цен памяти, высокая долговая нагрузка и другие экономические факторы существенно осложнили её положение.

В феврале 2012 года Elpida обратилась за судебной защитой в рамках процедуры корпоративной реорганизации.

31 июля 2013 года компания Micron Technology завершила её приобретение.

История Elpida стала одним из наиболее символичных событий утраты Японией прежнего лидерства в DRAM.

Однако и здесь необходима важная оговорка.

Приобретение японской компании иностранным владельцем не означало автоматического исчезновения производственных мощностей, расположенных в Японии.

Часть соответствующих предприятий и инженерных компетенций продолжила развитие уже в составе международной промышленной системы.

Это ещё раз показывает необходимость различать национальную принадлежность компаний, географическое размещение производственных мощностей и сохранение технологических компетенций.

4.4.10. Главный исторический урок утраты лидерства
Сравнительный анализ причин японского спада позволяет сформулировать принципиальный вывод.

Японская полупроводниковая промышленность успешно освоила и усовершенствовала определённую модель технологического развития.

Однако эта модель не обеспечила столь же успешной адаптации к последующей смене мировых технологических и организационных парадигм.

Проблема заключалась не только в конкуренции отдельных устройств или компаний.

Менялись сами правила формирования технологических преимуществ.

Всё большее значение приобретали специализированная международная кооперация, архитектурные решения, программные платформы, скорость технологических циклов и способность быстро перераспределять ресурсы между направлениями исследований.

Япония продемонстрировала выдающуюся способность к технологическому опережению, но не смогла в полной мере превратить эту способность в устойчивый механизм непрерывного опережения последующих технологических изменений.

Именно это различие представляет особый интерес для концепции Метаразвития.

4.5. Сохранённый японский научно-промышленный потенциал
4.5.1. Почему японская микроэлектроника не исчезла
Сокращение международной рыночной доли японских полупроводниковых компаний нередко интерпретируется как практически полная утрата национальной микроэлектронной промышленности.

Подобная оценка некорректна.

Япония действительно существенно ослабила позиции в производстве передовой логики и DRAM.

Однако она сохранила значительные технологические компетенции во многих других областях.

Особенно важным оказалось сохранение специализированных производств, обладающих высокими барьерами входа.

К таким направлениям относятся кремниевые материалы, химические реагенты, литографические системы, оборудование для обработки пластин, приборы контроля и измерений, электронные сенсоры, силовые полупроводники и отдельные виды памяти.

Эти компетенции позволяют Японии сохранять важнейшее место в глобальной полупроводниковой индустрии.

Более того, именно они стали одним из оснований современной стратегии восстановления передового производства микросхем.

4.5.2. Полупроводниковое оборудование
Одним из наиболее значительных достижений японской промышленности остаётся производство специализированного оборудования.

Современная фабрика интегральных схем требует огромного количества различных установок.

Одни используются для формирования тончайших слоёв материалов.

Другие обеспечивают травление, очистку и обработку поверхности.

Третьи выполняют измерения, тестирование и контроль дефектов.

Японские предприятия сохраняют сильные позиции во многих соответствующих сегментах.

Tokyo Electron является одним из крупнейших мировых производителей оборудования для полупроводниковых фабрик.

SCREEN занимает важное место в оборудовании очистки полупроводниковых пластин.

Advantest специализируется на автоматизированных системах испытания электронных компонентов.

Lasertec развивает высокоточные методы инспекции и измерения, в том числе для современной литографической инфраструктуры.

Nikon и Canon продолжают разрабатывать литографические установки, хотя промышленное производство передовых EUV-систем сосредоточено у нидерландской ASML.

Следовательно, Япония сохраняет важнейшие компетенции в производственном оборудовании даже при отсутствии собственного полного комплекса наиболее передовых литографических технологий.

По оценкам международных исследований, японские компании обеспечивают около трети мирового рынка полупроводникового производственного оборудования, хотя конкретные показатели существенно различаются по видам установок и методике подсчёта.

4.5.3. Кремниевые пластины и высокочистые материалы
Ещё более значительное положение Япония сохраняет в производстве некоторых специализированных материалов.

Кремниевые пластины являются исходной физической основой большинства современных интегральных схем.

Их изготовление требует высокочистых монокристаллов, строгого контроля кристаллических дефектов, геометрических параметров и состояния поверхности.

Японские компании Shin-Etsu Chemical и SUMCO входят в число ведущих мировых производителей таких пластин.

Исключительно важное значение имеют и фоторезисты — материалы, посредством которых формируется рисунок будущих электронных структур.

В соответствующих сегментах значительную роль играют Tokyo Ohka Kogyo, JSR, Shin-Etsu Chemical и Fujifilm.

Особенность этих материалов заключается в чрезвычайно высокой чувствительности технологических характеристик к примесям, молекулярной структуре и условиям обработки.

Следовательно, их производство требует развитой химической промышленности, точной метрологии и глубоких научных компетенций.

Международные исследования оценивают совокупную долю японских компаний на отдельных рынках полупроводниковых материалов приблизительно в половину мирового объёма, а в некоторых специализированных категориях — существенно выше.

При этом подобные оценки необходимо использовать с указанием конкретной категории материалов и года исследования.

4.5.4. Sony и мировое лидерство в сенсорах изображения
Особенно показательным примером сохранённого японского лидерства является Sony.

В настоящее время компания занимает ведущие позиции в производстве полупроводниковых датчиков изображения.

По оценке Gartner, в 2024 году доля Sony на мировом рынке CMOS-сенсоров изображения по выручке составляла около 50,2%.

Это свидетельствует о том, что Япония продолжает обладать мировым лидерством в определённых высокотехнологичных сегментах.

Особое значение имеет использование сложных многослойных конструкций и специализированных технологических процессов.

Современный сенсор изображения может объединять фоточувствительные элементы, электронные схемы обработки сигналов и сложные интерфейсы передачи данных.

Таким образом, перспективы японской микроэлектроники не ограничиваются воспроизводством традиционной логики или памяти.

Страна сохраняет значительный потенциал в создании специализированных электронных систем.

4.5.5. Kioxia и развитие NAND Flash
Одним из наиболее важных направлений остаётся производство энергонезависимой памяти.

Компания Kioxia продолжает технологическую линию, исторически связанную с Toshiba.

Основными производственными центрами являются предприятия в Ёккаити и Китаками.

Важную роль играет многолетняя международная кооперация с Western Digital.

Развитие современных NAND-устройств связано с увеличением количества функциональных слоёв, совершенствованием способов электрического соединения и снижением стоимости хранения информации.

Это принципиально важный технологический процесс.

Вместо исключительно двумерного уменьшения элементов производители используют всё более сложные трёхмерные архитектуры.

Таким образом, современная NAND-память является одним из примеров изменения направления технологического масштабирования.

Она показывает, что прогресс электронной техники может обеспечиваться не только уменьшением отдельных физических элементов, но и новой пространственной организацией устройств.

4.5.6. Renesas и специализированная полупроводниковая промышленность
Важнейшим участником современной японской электроники является Renesas Electronics.

Компания начала деятельность в существующей форме 1 апреля 2010 года после объединения NEC Electronics и Renesas Technology.

Последняя, в свою очередь, была создана на основе полупроводниковых подразделений Hitachi и Mitsubishi Electric.

Таким образом, Renesas объединила значительную часть исторических компетенций крупнейших японских корпораций.

Основные направления её деятельности включают микроконтроллеры, специализированные процессоры, аналоговые устройства, компоненты автомобильной и промышленной электроники.

В этих сегментах особое значение имеют надёжность, долговечность, устойчивость к внешним воздействиям и поддержка длительных производственных циклов.

Продукция Renesas используется в транспортных системах, промышленном оборудовании и многочисленных встраиваемых устройствах.

Это пример сохранения и преобразования национального технологического потенциала через корпоративную консолидацию и специализацию.

4.5.7. Силовая электроника
Отдельного внимания заслуживает японская силовая электроника.

Электронные устройства управления электрической энергией имеют огромное значение для транспорта, промышленности, энергетики и электрических приводов.

В этих областях разрабатываются компоненты на основе кремния, карбида кремния и других материалов.

Японские предприятия Mitsubishi Electric, ROHM и другие производители располагают значительными компетенциями в соответствующих технологиях.

Перспективы силовой электроники определяются не только уменьшением размеров приборов.

Особое значение имеют снижение электрических потерь, повышение допустимых температур, надёжность и совершенствование систем охлаждения.

Этот пример показывает, что развитие электроники не может быть сведено к единственной универсальной шкале технологических узлов.

Для различных классов устройств определяющими являются разные физические и экономические характеристики.

Следовательно, интегральный рейтинг мировой микроэлектроники должен учитывать неоднородность самой отрасли.

4.5.8. Исследовательские институты и национальная научная база
Япония сохраняет развитую систему фундаментальных и прикладных исследований.

Существенную роль играют университеты, государственные исследовательские институты и корпоративные научные центры.

Особое значение имеют исследования в области физики твёрдого тела, новых материалов, нанотехнологий, квантовых систем, метрологии и вычислительных архитектур.

К важнейшим организациям относятся Национальный институт передовой промышленной науки и технологий AIST, Национальный институт материаловедения NIMS, RIKEN и ведущие университетские центры.

Однако наличие фундаментальных научных компетенций не гарантирует их автоматического превращения в конкурентоспособное промышленное производство.

Необходимы механизмы взаимодействия между исследовательскими организациями, разработчиками оборудования и производственными предприятиями.

Именно это обстоятельство делает современные государственно-корпоративные проекты особенно важными.

4.5.9. От сохранённых компетенций к новой национальной стратегии
К началу 2020-х годов в Японии сформировалось понимание необходимости принципиального обновления полупроводниковой стратегии.

Причины были связаны с ростом значения искусственного интеллекта, усложнением международных производственных цепочек, дефицитом отдельных электронных компонентов и необходимостью технологической устойчивости промышленности.

В июне 2021 года Министерство экономики, торговли и промышленности Японии представило новую стратегию развития полупроводниковой и цифровой индустрии.

В дальнейшем она пересматривалась с учётом развития технологических рынков и международной обстановки.

Основная идея заключалась в сочетании нескольких направлений.

Необходимо было поддерживать существующее производство электронных компонентов, привлекать международные инвестиции и одновременно создавать возможности для возвращения к передовым технологическим поколениям.

Таким образом, современная промышленная политика Японии постепенно перешла от преимущественно национально ориентированной модели к значительно более открытой международной кооперации.

4.5.10. Две модели японского технологического возрождения
В современной японской стратегии можно выделить два принципиально различных, но взаимодополняющих подхода.

Первый связан с привлечением существующих мировых производителей.

Наиболее значительным примером является развитие производственной базы TSMC в Японии через совместное предприятие JASM.

Его назначение — расширение доступности полупроводниковых компонентов для японской промышленности, укрепление производственной инфраструктуры и интеграция страны в современные международные технологические цепочки.

Второй подход связан с попыткой непосредственного возвращения на передний край логических технологий.

Его центральным примером стал проект Rapidus.

Созданная в 2022 году при поддержке восьми крупных японских корпораций компания поставила перед собой задачу освоения передового 2-нм технологического поколения.

Таким образом, Япония использует одновременно две стратегии.

Одна направлена на расширение надёжного производства уже востребованных технологий.

Другая — на осуществление высокорискованного технологического скачка.

Это позволяет распределять научные, промышленные и инвестиционные риски между различными направлениями.

4.5.11. Rapidus как продолжение исторической программы VLSI
Между программой VLSI 1970-х годов и современным проектом Rapidus обнаруживается существенная организационная преемственность.

В обоих случаях ключевую роль играет инициативная группа крупных японских корпораций.

В обоих случаях национальное государство способствует концентрации ресурсов.

В обоих случаях ставится задача ускоренного достижения передового технологического уровня.

Однако различия не менее значительны.

Программа VLSI была ориентирована прежде всего на совместное освоение ключевых производственных технологий, которые затем использовались конкурирующими японскими корпорациями.

Rapidus организована как самостоятельная компания, непосредственно отвечающая за разработку и промышленное освоение нового логического технологического процесса.

Кроме того, современный проект значительно сильнее зависит от международного технологического сотрудничества.

Важнейшими партнёрами выступают IBM и европейский исследовательский центр imec.

Для освоения передового производства используется сложнейшее оборудование международных поставщиков, включая литографические системы ASML.

Следовательно, современная японская модель предусматривает ускоренное формирование новых компетенций посредством соединения национальной инициативы с глобальной научно-производственной системой.

Задача Rapidus состоит не в независимом повторении всей истории развития передовой микроэлектроники, а в использовании накопленного мирового технологического потенциала для ускоренного выхода к новому промышленному уровню.

Однако технологическая и экономическая состоятельность этой стратегии должна быть подтверждена серийным производством, воспроизводимостью результатов и наличием устойчивого спроса.

4.5.12. Почему сохранённый потенциал имеет значение для Метаразвития
История Японии позволяет сделать вывод, имеющий фундаментальное значение для проектирования INM.

Отсутствие национального лидерства в определённом сегменте не означает отсутствия научно-технологических предпосылок для качественного скачка.

Япония сохранила большое количество специализированных компетенций.

При их объединении с новыми знаниями, исследовательскими центрами и международным производственным опытом возникает возможность ускоренного освоения отсутствующих технологических направлений.

Именно такой подход лежит в основе современной стратегии возрождения.

Однако предлагаемая концепция Метаразвития ставит более общую задачу.

Необходимо не только объединять уже существующие компетенции для достижения определённого передового технологического уровня.

Требуется создать систему, которая способна непрерывно выявлять новые технологические ограничения, формировать альтернативные исследовательские траектории, проверять их и совершенствовать собственные методы научно-технического развития.

В рамках INM такую систему предполагается строить посредством одновременного запуска двух субтехнологий — PICO и NOO — при системообразующей роли генеральной программы META.

Таким образом, японское электронное чудо рассматривается как один из исторических источников знаний о механизмах ускоренного развития, но не как уже реализованная технология Метаразвития в предлагаемом авторском смысле.

Заключение к главе 4
История японской полупроводниковой промышленности представляет собой чрезвычайно важный пример смены научно-технологических и экономических парадигм.

На первом этапе Япония успешно осваивала зарубежные полупроводниковые технологии, формируя собственную инженерную и производственную базу.

На втором этапе национальные корпорации начали создавать самостоятельные технические решения и быстро расширять производство электронных компонентов.

На третьем этапе государственно-корпоративная кооперация, прежде всего программа VLSI, способствовала формированию передовых компетенций в литографии, материалах и производстве интегральных схем.

В результате в 1980-е годы Япония достигла мирового лидерства в полупроводниковой промышленности.

Однако последующий этап показал ограничения сложившейся модели развития.

Усиление южнокорейских производителей памяти, возникновение тайваньского контрактного производства, изменение структуры спроса и перестройка глобальной индустрии привели к ослаблению прежних преимуществ.

Дополнительное влияние оказали торговые противоречия и макроэкономические трудности.

При этом часть японских предприятий успешно преобразовала собственную специализацию.

Япония сохранила исключительно важные позиции в производстве материалов, оборудования, сенсоров, памяти и силовых полупроводников.

Таким образом, национальная электронная промышленность не исчезла, а подверглась глубокой структурной трансформации.

Именно этот сохранённый потенциал стал основой новых программ возрождения.

Современный проект Rapidus представляет собой попытку использовать накопленные научные и производственные компетенции, международную кооперацию и государственно-корпоративную организацию для непосредственного выхода к передовым логическим технологиям.

Однако наиболее важный результат исторического исследования выходит за пределы японской микроэлектроники.

Достижение мирового технологического лидерства не гарантирует способность сохранять его при последующей смене технологических парадигм.

Следовательно, стратегическая задача заключается не только в достижении передового уровня, но и в создании механизмов непрерывного обновления самой способности к технологическому опережению.

Именно это различие становится центральным для предлагаемой концепции Метаразвития.

История Японии позволяет сформулировать три принципиальных положения.

Первое. Качественное технологическое опережение может быть результатом целенаправленной кооперации государства, корпораций и научных организаций.

Второе. Успех определяется не только объёмом финансирования и концентрацией оборудования, но и выбором технологической траектории, организационной гибкостью и способностью превращать исследовательские результаты в конкурентоспособную продукцию.

Третье. Долгосрочное лидерство требует совершенствования не только технологий, но и механизмов выбора, создания и воспроизводства последующих технологических поколений.

Эти выводы имеют непосредственное значение для генерального проекта International NooMachines.

В отличие от задачи восстановления конкретного промышленного направления, INM предлагается ориентировать на создание самостоятельной технологии Метаразвития — технологии опережения опережения.

PICO и NOO должны стать двумя одновременно развиваемыми базовыми субтехнологиями этой генеральной программы.

Первая предназначена для создания новых физических возможностей электронной техники.

Вторая — для совершенствования интеллектуально-креативных механизмов создания новых технологий.

Их взаимодействие должно стать предметом специального экспериментального исследования.

Историческое японское электронное чудо показало возможность ускоренного выхода к мировому технологическому лидерству. Современный проект Rapidus исследует возможность нового скачка. Метаразвитие ставит задачу научного проектирования воспроизводимого механизма подобных скачков.

Именно в этом состоит главное значение японского исторического опыта для будущей пикоэлектроники.

Основные источники и литература к главе 4
Ministry of Economy, Trade and Industry of Japan. White Paper on International Economy and Trade 2023. Статистика японской доли мирового полупроводникового рынка и промышленная стратегия.
National Research Council. Japan’s Growing Technological Capability: Implications for the U.S. Economy. National Academies Press, 1992. Историческая роль программы VLSI и её финансирование.
https://www.nationalacademies.org/read/2030/chapter/14
Yeung H. W.-c., Huang S., Xing Y. From Fabless to Fabs Everywhere? Semiconductor Global Value Chains in Transition. Global Value Chain Development Report 2023, глава 4. Международная специализация, японская программа VLSI, структура мирового полупроводникового рынка.
Kamakura N. From globalising to regionalising to reshoring value chains? The case of Japan’s semiconductor industry. Cambridge Journal of Regions, Economy and Society, 2022, том 15, № 2, с. 261–277.
https://doi.org/10.1093/cjres/rsac010
Negrine J., Findlay C., Armstrong S. Chips in Japan: Industrial policy, decline and renewal. RIETI Discussion Paper 25-E-116, декабрь 2025 года.
https://www.rieti.go.jp/en/publications/nts/25e116.html
Sony Group. Sony Group History: Developing the Transistor Radio. История создания транзисторов и радиоприёмников TR-55 и TR-63.
Kioxia Corporation. Company Information and History. История Toshiba Memory, NAND Flash и создания Kioxia.
https://www.kioxia.com/en-jp/about/about-us.html
Semiconductor History Museum of Japan. Trends in the Semiconductor Industry: The 1980s. История японских производителей памяти и международной конкуренции.
https://www.shmj.or.jp/english/trends/trd80s.html
Okada Y. Decline of the Japanese Semiconductor Industry: Institutional Restrictions and the Disintegration of Techno-Governance. В книге Struggles for Survival, Springer, 2006.
https://doi.org/10.1007/4-431-28916-X_3
Irwin D. A. Trade Politics and the Semiconductor Industry. NBER Working Paper 4745, 1994. Исследование американо-японского полупроводникового соглашения.
https://www.nber.org/papers/w4745
Renesas Electronics Corporation. Renesas Electronics Corporation Commences Operations, 1 апреля 2010 года.
Gartner. Market Share: CMOS Image Sensor by Resolution, Worldwide, 2024. Опубликовано 30 мая 2025 года.
https://www.gartner.com/en/documents/6544102
Micron Technology. Completion of Acquisition of Elpida Memory, 31 июля 2013 года.
Congressional Research Service. Semiconductors and the CHIPS Act: The Global Context, 2023. Международные производственные цепочки и японские компетенции в материалах и оборудовании.
https://www.everycrsreport.com/reports/R47558.html
Akabane J. Japan’s Economic Security and the Semiconductor Industry: The Validity of the Revitalization Strategy. Stanford University, 16 апреля 2026 года.
Ministry of Economy, Trade and Industry of Japan. Semiconductor and Digital Industry Strategy, редакция июня 2026 года. Современная государственная стратегия объединения полупроводниковой промышленности и инфраструктуры искусственного интеллекта.
*****