2021年6月，日本眾議院召開了一場主題為“復興日本半導體產業(yè)”的研討會，時值在疫情中遭遇重創(chuàng)的鎧俠半導體（即東芝存儲芯片部門）四處尋找接盤俠，日本存儲芯片*后的火種奄奄一息，日本官方邀請了五位專家學者暢所欲言，為產業(yè)復興出謀劃策，**發(fā)言的是一個名叫湯之上隆的人。

湯之上隆曾任職于日立、爾必達的一線研發(fā)部門，親歷了日本半導體產業(yè)從輝煌走向沒落的整個過程。

2015年，他將自己的經歷與思考寫進了《失去的制造業(yè)》一書，拋開其中對老東家和老領導的冷嘲熱諷，《失去的制造業(yè)》堪稱研究日本芯片產業(yè)的必讀書目。

相比日本官方高舉復興大旗，湯之上隆在研討會上建議大家以*快的速度躺平，讓在場議員們大跌眼鏡：“失去的半導體產業(yè)已無法挽回，繼續(xù)投入就是浪費納稅人的錢。”

他認為，由于日本的半導體公司一直難以適應產業(yè)變化，早已錯失歷史機遇；如今與其瞎折騰，不如守護好*后一點家底：位于半導體產業(yè)鏈*上游的設備與材料[1]。

一塊芯片封裝前，會經歷薄膜沉淀、光刻、蝕刻、清洗等多項工藝，每一步都需要特定的加工設備與原材料。過去數(shù)十年，日本企業(yè)一直是部分半導體設備的主要提供商。

而日本公司對半導體材料近乎壟斷的地位更是威名在外：前段工序常用的材料有19種，其中14種都由日本企業(yè)主導。

2019年7月，隨著日韓矛盾加劇，日本政府對韓國企業(yè)發(fā)起制裁，限制半導體核心材料的出口。鐵錘剛砸下三天，三星掌門李在镕如坐針氈，專程趕赴日本懇求松口。

后來眾議員的研討會結束不久，湯之上隆就寫了篇文章，標題叫“日本半導體設備和材料為何那么強？”，自豪之情溢于言表[2]。

極其夸張的市場份額

結果文章發(fā)出去沒多久，日本就吃了一場敗仗。2021年，韓國的SEMES強勢崛起，超越日本企業(yè)SCREEN成為全球第六大半導體設備公司，其母公司正是在材料上被卡的翻白眼的三星。同一時期，三星一口氣投資了十幾家材料公司，希望在材料環(huán)節(jié)繞開日本。

另一個有趣的現(xiàn)象是，相比輿論對日本半導體材料壟斷地位的艷羨，以及日本在化學、材料學等領域長期耕耘的贊譽，日本產業(yè)界卻對這一成就評價復雜：

湯之上隆一邊高度認可材料環(huán)節(jié)的強勢地位，但一邊稱日本對韓國的斷供“極其愚蠢”。另一位學者西村吉雄則在《日本電子產業(yè)興衰錄》中說，日本芯片產業(yè)衰落的原因之一，就是做了太多基礎研究，反而忽視了應用和模式層面的**。

日本的半導體材料常常是一個被輿論神化的產業(yè)，它實際上并不復雜，但也沒有那么簡單。

卡脖子

對韓國芯片公司而言，日本的貿易制裁，其威力不亞于往京畿道工廠丟一顆炸彈。

被限制出口的半導體材料共有三種，首當其沖的是氟化聚酰亞胺。這個念起來有些費嘴的化學物質，是部分OLED面板的原材料。一旦掐斷供給，OLED電視等拳頭產品將面臨無貨可出的窘境。

但對三星等韓企來說，更棘手的其實是另外兩件“戰(zhàn)略核武器”。

**件是EUV光刻膠，打擊目標是韓國半導體的“未來”。

光刻膠是光刻工藝的關鍵材料，而光刻又是芯片制造的核心工藝。目前*先進的光刻工藝是EUV（極紫外線），用于生產7nm以及更先進制程的芯片。

過去幾年，三星一直在努力迭代自研的手機處理器Exynos，即便三星自己擁有7nm和5nm制程工藝，但也繞不開光刻膠這一環(huán)。此時，作為原材料的光刻膠遭到制裁，本就不富裕的日子變得更加雪上加霜。

另外，三星、SK海力士對下一代DRAM的研發(fā)也將被迫暫停。當前，市場上的DRAM產品仍在努力逼近10nm制程，尚且用不上EUV光刻這樣的先進技術；但未來DRAM的制程大概率會提升至5nm，這便踏進了EUV光刻的領域。

EUV光刻

相比之下，**把利器殺傷力更甚。這款名叫高純度氟化氫的材料，足以扼住韓國半導體的“現(xiàn)在”。

氟化氫是一種清洗用的化學材料。清洗工藝能夠去除芯片生產所帶來的雜質，是影響芯片品質的關鍵環(huán)節(jié)。生產一款芯片大概需要500至1000個步驟，其中大約10%的步驟都得用到氟化氫進行清洗，堪稱是半導體的“血液”。

一旦氟化氫庫存告急，邏輯半導體（如CPU）、DRAM等主流半導體芯片均無法生產，能否開展日常業(yè)務都將打上一個問號[7]。

面對日本的咄咄逼人，危機感爆棚的韓國人使出了渾身解數(shù)，先是跑去WTO伸冤打官司，與此同時，政府牽頭大搞國產替代，一口氣投入了6萬億韓元的預算，三星也跟著投資了一批韓國本土的半導體材料企業(yè)。

在“打倒日本帝國主義”的號召下，同仇敵愾的韓國企業(yè)成功研發(fā)出了國產版本的高純度氟化氫和EUV光刻膠。文在寅卸任前的新年致辭中，曾重點提及了上述成就。

文在寅視察韓國產氟化氫

然而，故事的走向卻沒有發(fā)生太多逆轉：直到如今，日本依舊高度壟斷著高純度氟化氫和EUV光刻膠。

其地位之所以屹立不倒，和上述半導體材料的一大特質有關：日本壟斷的材料，多是不能即插即用的非標準化產品。

其中氟化氫尤為典型——清洗并不是一項標準化的工藝，每個制造商都有各自的理解和流程。因此，關于氟化氫的使用，實際上有稀釋、與氯化氫混合、與過氧化氫混合等多種完全不同的方案。而每種方案對氟化氫產品的要求又不太一樣，均需要專門定制。

另一方面，大多數(shù)產品的理論原理和工藝技術都是公開的，但選材與配比的數(shù)值，甚至生產車間合適的溫度和濕度，都需要漫長的實驗才能得到*佳結果。材料的非標特質，會帶來兩方面影響：

（1）企業(yè)難以輕易更換解決方案以及相關供應商，一旦合作就是長期綁定。

在這方面，日本自己就吃過虧。1999年，日立和NEC兩家龍頭企業(yè)合資成立了存儲企業(yè)爾必達，準備向領跑的三星發(fā)起進攻。但在公司成立的頭兩年，卻爆發(fā)了嚴重的生產問題，市場份額也迅速下跌，而“罪魁禍首”之一正是日立和NEC的清洗方案不兼容。

因此，哪怕韓國企業(yè)自研出了高純度氟化氫，依舊不能立刻擺脫日企的壟斷，*快也需要至少1年時間做測試；而EUV光刻膠的更換周期則更久，通常需要測試2-3年才能搬上產線。

“有國產材料”和“用國產材料”，實際上是兩件事。

氟化氫

（2）非標材料的制造工藝多且繁雜，甚至存在部分只可意會不可言傳的隱性知識，需要企業(yè)有長期相關的積累。在這方面，向來以“匠人精神”自居、發(fā)力較早的日本同樣有先天優(yōu)勢。

正如湯之上隆在書中寫道：日本半導體材料的競爭力核心，正是日本獨特的匠人文化。

不可否認，這種“一生做好一件事”的匠人文化，確實在氟化氫這類具備延續(xù)性的領域頗有成效。氟化氫技術的迭代，本質是不斷提升純度，將小數(shù)點后面的9越做越多的過程，主打一個精益求精。

韓國雖實現(xiàn)了氟化氫的國產化，但其純度只有99.99999999%（小數(shù)點后8個9），日本企業(yè)卻能做到小數(shù)點后10個9?？瓷先ハ嗖顭o幾，但如果乘上幾十上百道工序，*終結果會千差萬別。

但問題是，難道隔了個日本海，匠人文化就失傳了嗎？日本半導體材料的強勢，顯然不能只用文化來解釋。