صعود، افول و رنسانس صنعت تراشه ژاپن

تأثیر لوازم الکترونیکی مصرفی ژاپن بر دنیا انکارناپذیر است. حتی در طراحی اولین پردازنده‌ی دنیا، یعنی اینتل ۴۰۰۴، ردپای مهندسان و شرکت‌های ژاپنی به چشم می‌خورد. در اصل ابتکار و اصرار شرکت ژاپنی بوسیکام بود که اینتل را به سرمایه‌گذاری برای توسعه‌ی پردازنده‌ی ۴۰۰۴ واداشت.

داستان پرفرازونشیب صنعت تراشه‌ی ژاپن در دنیای فناوری و تجارت مدرن، به‌شدت خواندنی است. پس از جنگ جهانی دوم، ژاپن با سرعت چشمگیری توانست در حوزه‌ی فناوری‌های نوین پیشرفت کند و به یکی از قدرت‌های برتر این صنعت تبدیل شود. در این مقاله، به بررسی ۳۰ سال رشد و شکوفایی صنعت نیمه‌هادی ژاپن می‌پردازیم که از اواخر دهه‌ی ۱۹۴۰ میلادی (۱۳۲۹ شمسی) آغاز شد و تا دهه‌ی ۱۹۸۰ میلادی (۱۳۵۹ شمسی) به اوج خود رسید. سپس به برنامه‌های اخیر دولت ژاپن برای بازیابی جایگاه پیشین نگاهی می‌کنیم.

شروع کار صنعت تراشه‌ی ژاپن به سه سال پس از پایان جنگ جهانی دوم یعنی حدود سال ۱۹۴۸ میلادی بازمی‌گردد؛ زمانی که ترانزیستور در آزمایشگاه‌های بل (Bell Labs) در آمریکا اختراع شد. آزمایشگاه بل در آن زمان یکی از بخش‌های شرکت تلفن آمریکایی AT&T بود که در دهه‌های ۴۰ و ۵۰ میلادی انحصار کاملی در این حوزه داشت (جالب اینکه آزمایشگاه‌های بل امروزه بخشی از شرکت نوکیا به حساب می‌آید). با وجود انقلابی بودن اختراع ترانزیستور، شرکت AT&T رونمایی از دستاوردش را برای شش ماه محرمانه نگه داشت تا بتواند روند ثبت اختراع را تکمیل کند. سپس، در تابستان ۱۹۴۸، این پیشرفت بزرگ را به‌طور عمومی اعلام کرد.

در سوی دیگر دنیا، ژاپن که پس از پایان جنگ جهانی دوم تحت اشغال نیروهای متحدین بود، اولین گام‌ها را برای بازسازی برمی‌داشت. یکی از اعضای وزارت تجارت و صنعت بین‌الملل ژاپن، فردی به نام واتانابه بود. او با یکی از مهندسان سابق آزمایشگاه بل که در ستاد فرماندهی متحدین (GHQ) کار می‌کرد، دوستی نزدیکی برقرار کرده بود. کمی پس از اعلام آزمایشگاه بل، مهندس آمریکایی به واتانابه اطلاع داد که به گزارشی درباره‌ی یک تقویت‌کننده‌ی حالت جامد دست یافته که به‌ تازگی در آمریکا اختراع شده است، اما به دلیل محرمانه بودن، نمی‌تواند بیشتر در موردش صحبت کند.

مهندس سابق آزمایشگاه بل درست در مقابل چشمان شگفت‌زده‌ی واتانابه، گزارش را روی میز گذاشت و از اتاق بیرون رفت! واتانابه پیام ناگفته را دریافت کرد، گزارش را برداشت و به بررسی آن پرداخت. دیری نپایید که او و همکارانش در وزارت تجارت و صنعت بین‌الملل به اهمیت این کشف پی برده و صنعت ژاپن را تشویق کردند تا نسخه‌های بومی از فناوری نیمه‌رسانا را توسعه دهند. در حقیقت واتانابه، روندی را شروع کرد که تا سال‌ها بعد توسط وزارت تجارت و صنعت بین‌الملل ادامه یافت؛ روندی که سعی در بومی‌سازی اختراعات ایالات متحده داشت.

در سال ۱۹۵۰ میلادی، مهندس ارشد شرکتی به نام توکیو تسوشین کوگیو در یک خبرنامه (احتمالاً خبرنامه‌ی معروف آسیانومتری) آگهی مربوط به شرکت وسترن الکتریک را خواند که اعلام کرده بود بخش تولیدی سیستم تلفن بل متعلق به AT&T، در حال ارائه‌ی حق امتیاز تولید ترانزیستورهای خود با هزینه‌ی ۲۵٬۰۰۰ دلار و ۲ تا ۳ درصد حق امتیاز است.

برای پی بردن به پاسخ کامل این سؤال، یادی می‌کنیم از استیو جابز که در مراسم فارغ‌التحصیلی دانشگاه استنفورد در سال ۲۰۰۵، عبارت معروفی را بیان کرد: «فقط با نگاه به گذشته می‌توان ارتباط میان رویدادها را درک کرد، اما برای حرکت رو به جلو به ایمان و شهامت نیاز است.» با نگاه به گذشته، راحت می‌توان خطاهای یک تصمیم را دریافت؛ اما برای تصمیم‌هایی که در همین لحظه گرفته می‌شود، آینده، گنگ و ناپیدا است. شرکت AT&T اگر می‌دانست در گوشه‌ی دیگر دنیا، برنامه‌هایی دقیق برای اختراعش وجود دارد، شاید راه دیگری برای حل مشکلش پیدا می‌کرد؛ اما چه مشکلی؟

ترانزیستور ژرمانیومی اختراع‌شده در آزمایشگاه‌های بل، بسیار ابتدایی بود و برتری فنی قابل توجهی نسبت به فناوری موجود لامپ خلأ نداشت. در واقع، طبیعت حساس و غیرقابل پیش‌بینی ژرمانیوم، مشکلاتی جدی در فرایند تولید انبوه ایجاد می‌کرد. آزمایشگا‌های بل به تنهایی نمی‌توانست این محصول انقلابی را متناسب با نیازهایی که انتظار بازار بود، توسعه دهد و به همین دلیل بود که احتمال می‌داد امتیاز توسعه و بهره‌برداری به‌طور کامل از دستش خارج شود.

با روشن شدن چنین احتمالی، نگرانی‌هایی در میان پژوهشگران و سیاست‌گذاران AT&T ایجاد شد که ممکن است کنسرسیومی دولتی، انحصار کامل خطوط تلفنی آمریکا را در دست بگیرد. درست در همان روزها بود که AT&T در پرونده‌ای دیگر در برابر یک شکایت ضدانحصاری از سوی دولت آمریکا از خود دفاع می‌کرد. واگذاری حق امتیاز فناوری ترانزیستور به شرکت‌های دیگر، راهی برای مقابله با این نگرانی‌های عمومی بود. در مجموع، ۳۵ شرکت الکترونیکی، از جمله شرکت‌هایی آمریکایی مثل جنرال الکتریک و تگزاس اینسترومنتس، پیشنهاد بل را پذیرفتند.

در میان غول‌‌های فناوری دهه‌ی ۵۰ میلادی، نام یک شرکت گمنام ژاپنی که تنها ۱۲۰ کارمند داشت، به چشم می‌خورد: توکیو تسوشین کوگیو. اما چطور به لیست خریدارها راه یافته بود؟

چند هفته به عقب بازمی‌گردیم؛ به روز انتشار آگهی آسیانومتری. به محض اینکه مهندس ارشد توکیو تسوشین کوگیو، آگهی فروش حق امتیاز تولید ترانزیستور در خبرنامه‌ را دید، فرصت استثنایی را به مدیرعامل خبر داد. مدیرعامل نیز بلافاصله از وزارت تجارت بین‌الملل و صنعت ژاپن درخواست کمک مالی برای انجام این معامله کرد. سپس بدون اینکه منتظر تأییدیه‌ی وزارت بماند، مذاکره را مستقیماً با وسترن الکتریک آغاز کرد. اگرچه این اقدام، باعث ناراحتی وزارت تجارت بین‌الملل و صنعت شد، اما در نهایت تأیید آن را دریافت کرد. نتیجه، همان چیزی بود که توکیو تسوشین کوگیو و وزارت تجارت بین‌الملل و صنعت انتظار داشتند: در کنار سایر غول‌های فناوری، حق امتیاز تولید ترانزیستور به این شرکت کوچک ژاپنی هم واگذار شد.

با وجود این مشکلات، هر کسی که این محصول را می‌دید، پی می‌برد که چرا آینده در دستان آن است. رادیو، اولین اختراع رسانه‌ای مدرن قابل‌حمل بود که تحول بزرگی در فناوری مصرفی ایجاد کرد. این تحول به قدری شگفت‌آور بود که تحلیلگران پیش‌بینی کردند در طی سه سال، ۲۰ میلیون واحد از این محصول فروخته شود. هر شرکت ژاپنی که اهمیت این تحول را درک می‌کرد، شروع به تولید نمونه‌های مشابه کرد.

شرکت کوبه کوگیو (Kobe Kogyo) که تولیدکننده‌ی سیم‌های الکتریکی بود، با شرکت آمریکایی RCA قراردادی برای دریافت فناوری ترانزیستوری امضا کرد. در سال ۱۹۵۴، آن‌ها اولین رادیوی ترانزیستوری خود را معرفی کردند. اما این رادیو از نظر کیفیت محصول و تولید به قدری ضعیف بود که قابل فروش به عموم نبود و به همین دلیل از آن استقبال نشد.

مبین احمدی

داستان برند سونی؛ از تولید پلوپز تا تبدیل شدن به یکی از سرشناس‌ترین شرکت‌های دنیا

مطالعه '15

در طی دوره‌ی آموزشی در وسترن الکتریک، مهندسان سونی جزئیات دقیق آنچه را که آموخته بودند، ثبت و به ژاپن منتقل کردند. این جزئیات، چندی بعد راهگشای مسئله‌ای شد که سونی را برای مدت‌ها درگیر کرده بود: تولید ترانزیستورهای بومی با بازدهی مناسب. سونی با اتکا به مهندسان آموزش‌دیده، نوعی ترانزیستور جدید به نام پیوندی رشد‌یافته را تولید کرد. اما تا سال ۱۹۵۵، تنها به بازده‌ تولیدی ۵ درصدی در ترانزیستورهای بومی رسیده بود که آن هم تازه کمتر از نصف بازده نمونه‌های آمریکایی می‌شد.

رادیوی سونی به‌خصوص در بازارهای خارجی فروش بسیار خوبی داشت و سونی در این میان نقشی پررنگ ایفا کرد. در سال ۱۹۵۵، کمتر از ۵ درصد ارزش صادرات ژاپن مربوط به لوازم الکترونیکی بود، اما تا سال ۱۹۶۰، این رقم به ۱۶ درصد رسید. تنها در همان سال، ژاپن ۱۰ میلیون رادیوی ترانزیستوری به ایالات متحده صادر کرد.

دیری نپایید که تب رادیوی ترانزیستوری بالا گرفت و بازار رادیوهای ترانزیستوری با ورود محصولات ۱۱ شرکت الکترونیکی ژاپنی دچار رکود شد. اما سونی توانست با معرفی محصولات جدیدی مانند رادیوهای ترانزیستوری FM و بعدها تلویزیون، رکود را پشت سر بگذارد. سرعت رشد تولیدات نیمه‌هادی در ژاپن به‌حدی سریع پیش رفت که در سال ۱۹۶۰، تولید ترانزیستور در ژاپن با آمریکا برابر شد. اما فناوری بزرگ دیگری در حال ظهور بود: مدار مجتمع.

در سال ۱۹۵۹، رابرت نویس از شرکت فیرچایلد اولین مدار مجتمع یکپارچه یا IC مونولیتیک را اختراع کرد. مدار مجتمع فیرچایلد از مدار مجتمع ترکیبی که یک سال قبل توسط جک کیلبی اختراع شده بود، از نظر تجاری به مراتب راحت‌تر تولید می‌شد. دلیل این امر، چینش تمام ترانزیستورها روی یک تکه سیلیکون بود که تولید و توسعه‌ی مدار مجتمع یکپارچه را ساده‌تر می‌کرد.

سه سال بعد، فیرچایلد به شرکت NEC در ژاپن مجوز داد تا توسعه و فروش محصولات براساس فناوری مدار مجتمع یکپارچه را شروع کند. اما این بار، تولیدکنندگان ژاپنی با چالش‌هایی مواجه شدند که رقابت با رقبای آمریکایی را دشوار می‌کرد. دو چالش‌ اصلی عبارت بودند از:

• سرعت بالای پیشرفت صنعت IC در آمریکا: در دهه‌ی ۱۹۶۰، بازارهای تجاری جایگزین بازارهای دولتی شدند. بازار کامپیوترهای بزرگ (Mainframe) به‌شدت در حال گسترش بود و تقاضا برای مدارهای مجتمع پیشرفته‌تر، به‌سرعت افزایش یافت. از سال ۱۹۶۳ تا ۱۹۶۵، متوسط قیمت فروش مدارهای مجتمع از ۵۰ دلار به کمتر از ۹ دلار کاهش و تولید نیز ۲۰ برابر افزایش یافت.
• وابستگی به تجهیزات ساخت IC از آمریکا: بسیاری از تجهیزات ضروری برای ساخت مدار مجتمع مانند دستگاه‌های لیتوگرافی، تجهیزات اسپاترینگ و دستگاه‌های کاشت یون، توسط شرکت‌های آمریکایی تولید می‌شدند. شرکت‌های ژاپنی برای وارد کردن این تجهیزات از آمریکا تلاش زیادی می‌کردند، اما این کار به دلیل محدودیت‌های فنی و تجاری آسان نبود.

در طول دهه‌ی ۱۹۶۰، سیاست‌های وزارت تجارت بین‌الملل و صنعت ژاپن بر واردات فناوری تمرکز داشت. به عنوان مثال، این وزارتخانه با حمایت‌های مالی خود به شرکت‌ها کمک می‌کرد تا مجوزها و فناوری‌های ابتدایی ترانزیستورها را خریداری کنند. همچنین، ورود محصولات الکترونیکی تولیدشده در خارج به بازار سودآور ژاپن را بدون توافق‌نامه‌ی انتقال فناوری ممنوع کرده بود.

در ابتدا، سیاست الزام واردات محصولات به همراه فناوری توسعه‌ی آن، به پیشرفت ژاپنی‌ها در برخی زمینه‌ها کمک کرد و حتی منجر به موفقیت‌های تجاری محدودی شد؛ ازجمله ایجاد گروه کوچکی از تولیدکنندگان ابزارهای الکترونیکی در جنوب توکیو. با این حال، به‌ زودی مشخص شد که تولیدکنندگان تراشه‌های مجتمع ژاپنی در حوزه‌های جدیدتر و داغ‌تر فناوری آن زمان، یعنی حافظه‌های الکترونیکی، از شرکت‌های آمریکایی عقب افتاده‌اند. به‌طور خاص، این ضعف در زمینه‌ی حافظه‌های دسترسی تصادفی یا DRAM محسوس بود. دلیل این امر، خودداری شرکت‌های آمریکایی از صدور فناوری به طرف‌های ژاپنی بود.

بین سال‌های ۱۹۷۴ تا ۲۰۱۰، متوسط چرخه‌ی عمر یک محصول DRAM حدود دو تا سه سال بود. این چرخه‌ی کوتاه باعث نوسانات شدید قیمت می‌شد. برای مثال، در سال ۲۰۰۷، قیمت حافظه‌های DRAM با ظرفیت یک گیگابایت حدود ۱۰ دلار بود، اما یک سال بعد به دلیل عرضه‌ی بیش از حد، این قیمت به کمتر از یک دلار سقوط کرد.

برای توضیح کامل راه‌حل پیشنهادی وزارت تجارت بین‌الملل و صنعت، به سال‌های آغازین دهه‌ی ۱۹۷۰ بازمی‌گردیم؛ سال‌هایی که ایالات متحده در بازار حافظه‌ی DRAM پیشتاز بود. شرکت‌هایی مانند اینتل و Advanced Memory Systems محصولاتی با ظرفیت یک کیلوبایت برای بازار رایانه‌های بزرگ عرضه کردند. در این میان اینتل به دلیل کاهش هزینه‌ها و رقابتی بودن محصولاتش، توانست رهبری بازار را به دست آورد.

ژاپنی‌ها، طبق معمول تلاش می‌کردند تا از آمریکایی‌ها عقب نمانند؛ اما هر بار که موفق به تولید نمونه‌ی مشابهی از محصولات حافظه می‌شدند، آمریکایی‌ها نسل جدیدتری را به بازار عرضه کرده بودند. این رقابت در گذار از حافظه‌های یک کیلوبایتی به ۴ کیلوبایتی و سپس به ۱۶ کیلوبایتی کاملاً مشهود بود. بدون دسترسی به تراشه‌های بهتر، صنعت کامپیوترهای بزرگ ژاپن نمی‌توانست با غول‌های آمریکایی مانند اینتل و IBM رقابت کند.

در سال ۱۹۷۱، وزارت تجارت و صنعت بین‌المللی ژاپن، صنعت سیلیکون این کشور را که از شش شرکت جداگانه تشکیل شده بود، در سه گروه سازماندهی کرد. اما رقابت بین این گروه‌ها همچنان ادامه داشت. بخش ناامیدکننده‌تر دسته‌بندی در این بود که شرکت‌های درون یک گروه هم هیچ تمایلی به همکاری نداشتند. بنابراین وزارت تجارت و صنعت بین‌المللی به‌طور مستقیم تلاش کرد تا رهبری تحقیق و توسعه را در سراسر صنعت نیمه‌هادی ژاپن در دست گیرد. این اقدام در سال ۱۹۷۵ به پروژه‌ای به نام VLSI (مدارهای مجتمع با مقیاس بسیار بزرگ) منجر شد.

پروژه‌ی VLSI در سال ۱۹۷۶ میلادی (۱۳۵۵ شمسی) آغاز شد و تا سال ۱۹۸۰ به مدت چهار سال ادامه یافت. نتیجه‌ی این پروژه ثبت بیش از هزار اختراع در تمامی بخش‌های فرایند ساخت بود.

در پروژه‌ی VLSI، پنج شرکت بزرگ نیمه‌هادی ژاپن یعنی فوجیتسو، هیتاچی، میتسوبیشی الکتریک، NEC و توشیبا که معمولاً رقبای سرسختی بودند، در یک گروه با یکدیگر همکاری کردند. شرکت‌های فعال در الکترونیک مصرفی، مانند سونی، در این پروژه شرکت نداشتند؛ چرا که تمرکز اصلی پروژه بر صنعت نیمه‌هادی بود. همچنین، بخش‌های مختلف فرایند ساخت به تیم‌های تحقیقاتی هر یک از شرکت‌ها سپرده شد و البته کلیدی که قفل رقابت بین شرکت‌ها را باز کرد، حمایت مالی گسترده‌ی دولت از این پروژه بود.

مرحله‌ی بعدی در فناوری حافظه‌ها، گذار از محدودیت ۱۶ کیلوبایت (16K) به ۶۴ کیلوبایت (64K) بود. در این مرحله، ژاپنی‌ها همچنان از رقبای آمریکایی یک نسل عقب‌تر بودند. صنعت تولید تراشه‌ی حافظه‌ در ژاپن تصمیم گرفت که فرایندهای تولیدی برای هر دو نسل 16K و 64K را به‌طور همزمان توسعه دهد. بدین ترتیب، شرکت‌های دخیل در پروژه‌ی VLSI با تقسیم درست وظایف، توسعه‌ی دو نسل را در یک زمان شروع کردند. تجربه‌های به‌دست‌آمده در طول پروژه‌ی VLSI به آن‌ها کمک کرد تا به هدف تعیین‌شده دست یابند.

در آوریل ۱۹۷۷، شرکت ژاپنی NTT اعلام کرد که اولین حافظه‌ی ۶۴ کیلوبایتی DRAM در دنیا را توسعه داده است. دو سال بعد، شرکت‌های NEC، هیتاچی و فوجیتسو موفق شدند حافظه‌های ۶۴ کیلوبایتی خود را وارد بازار کنند. این دستاورد همزمان با پیشرفت مشابه شرکت‌های آمریکایی رخ داد و برتری زمانی آمریکایی‌ها را از میان برد.

علاوه‌بر اینکه ژاپنی‌ها توانستند با آمریکایی‌ها همگام شوند، محصولشان نیز از کیفیت بهتری برخوردار بود. هرچند آمریکایی‌ها تکنیک‌های اتوماسیون در خطوط تولید نیمه‌رسانا را ابداع کردند، ژاپنی‌ها این تکنیک‌ها را به سطحی بالاتر رساندند. یکی از نکات کلیدی در این پیشرفت، سرمایه‌گذاری ژاپنی‌ها در فرایندهای اتصال کنترل‌شده توسط کامپیوتر بود. این فرایند به مرحله‌ای از تولید اشاره دارد که مدارهای مجتمع تکمیل‌شده به بورد اصلی لحیم می‌شوند.

آمریکایی‌ها ترجیح می‌دادند با برون‌سپاری، این مرحله را به صورت دستی و با نیروی کار ارزان در کشورهای دیگر انجام دهند، اما ژاپنی‌ها آن را کاملاً خودکار کردند تا توسط بازوهای رباتیک قابل انجام باشد. سرمایه‌گذاری ژاپنی‌ها در اتوماسیون رباتیک باعث شد تا بهره‌وری بیشتری به دست آورند و از رقبای خود پیشی بگیرند.

در سال ۱۹۸۰، مطالعه‌ی شرکت Hewlett-Packard، کیفیت محصولات آمریکایی و ژاپنی را مقایسه کرد. از یک سو نتیجه‌ی مطالعه نشان داد که بهترین محصول شرکت‌های آمریکایی، شش برابر بیشتر از بدترین نمونه‌ی ژاپنی خطا داشت. از سوی دیگر، این مطالعه نشان می‌داد که بازده تولید ژاپنی‌ها در محدوده‌ی ۷۰ تا ۸۰ درصد بود، درحالی که بازده تولید آمریکایی‌ها به سختی به ۶۰ درصد می‌رسید. بنابراین محصولات ژاپنی نه‌تنها بهتر بودند، بلکه به دلیل بازده بالاتر، هزینه‌ی تولید کمتری نیز داشتند.

مهدی زارع سریزدی

داستان برند اچ پی، آرزوهایی که سیلیکون ولی را شکل دادند

مطالعه '19

از منظر آمریکایی‌ها، بازار DRAM وارد بحرانی جدی شد. پس از سال ۱۹۸۵، تنها دو شرکت آمریکایی در این صنعت باقی ماندند: مایکرون و تگزاس اینسترومنتس. بقیه‌ی شرکت‌های فعال در این حوزه، ژاپنی بودند و تنها یک شرکت کره‌ای، سامسونگ، در کنار آن‌ها فعالیت داشت.

طی سال‌های بعد، قرار بود پروژه‌ی دوم VLSI توسط وزارت تجارت بین‌الملل و صنعت ژاپن کلید بخورد، اما ایالات متحده، تأمین مالی دولت ژاپن برای این پروژه‌های تحقیق و توسعه را ناعادلانه دانست و با شروع آن مخالفت کرد. با این حال، پروژه‌ی اول نشان داد که سیاست‌گذاری اصولی در صنعت نیمه‌هادی تا چه اندازه اهمیت دارد و به همین دلیل موجی از تحقیقات درباره‌ی تحلیل اثرات پروژه‌ی VLSI ژاپن آغاز شد.

در یکی از این پژوهش‌ها، محققان بریتانیایی بررسی کردند که چرا پروژه‌ی VLSI در سال ۱۹۷۶ موفق بود، اما انجمن‌ها و شرکت‌های تحقیقاتی بریتانیایی، با وجود دریافت کمک‌های مالی دولتی بسیار، نتوانستند به اندازه‌ی ژاپن موفقیت‌آمیز عمل کنند.

با اینکه در دهه‌ی ۷۰ میلادی، هزینه‌ی ساخت کارخانه‌های تولید تراشه به‌طرز سرسام‌آوری افزایش یافته و به میلیاردها دلار رسیده بود، هنوز امکان پیشرفت‌های فنی چشمگیر با بهبود فرآیندهای تولید وجود داشت. همکاری شرکت‌های ژاپنی در به اشتراک گذاشتن تجربیات خود در پیشرفت‌های فنی، سبب صرفه‌جویی در هزینه‌های ساخت کارخانه‌های جدید شد و منفعت مالی حاصل شده به جیب شرکت‌ها بازگشت.

در دهه‌ی ۱۹۸۰، صنعت نیمه‌هادی ژاپن به اوج خود رسید و به عنوان یکی از پیشروان جهانی در این حوزه شناخته شد. در این دوران، ژاپن بیش از ۵۰ درصد از تولید نیمه‌هادی‌های دنیا را در اختیار داشت و حتی ایالات متحده، به‌عنوان خاستگاه اصلی این فناوری، را پشت سر گذاشت. ژاپن با تمرکز بر کیفیت، بهره‌وری و تکنیک‌های تولید انبوه، محصولات باکیفیت و مقرون‌به‌صرفه‌ای ارائه می‌داد که توجه بازارهای جهانی را جلب کرد.

صنعت نیمه‌هادی ژاپن در دهه‌ی ۱۹۹۰ میلادی با چالش‌های جدی دست به گریبان شد که به تدریج به کاهش تسلط این کشور بر بازار جهانی انجامید. در دهه‌های قبل، ژاپن توانسته بود از طریق نوآوری‌های فنی و بهره‌وری بالا، بیش از ۵۰ درصد از سهم بازار جهانی نیمه‌هادی‌ها را به خود اختصاص دهد. با این حال، در دهه‌ی ۱۹۹۰، چندین عامل داخلی و خارجی باعث کاهش این برتری شدند.

از منظر رقابت بین‌المللی، افزایش قدرت شرکت‌های آمریکایی و جنوب شرقی آسیا، به‌ویژه کره‌ی جنوبی و تایوان، چالش‌هایی جدی برای ژاپن ایجاد کرد. این کشورها توانستند با ارائه محصولات با کیفیت مشابه و قیمت‌های پایین‌تر، سهم چشمگیری از بازار را به خود اختصاص دهند. در همین زمان، شرکت‌های آمریکایی نیز به توسعه‌ی فناوری‌های پیشرفته‌تر، از جمله تولید ریزپردازنده، تمرکز کردند و از حمایت‌های دولتی نیز بهره‌مند شدند. این در حالی بود که شرکت‌های ژاپنی به دلیل ساختار مدیریتی پیچیده و کند در تصمیم‌گیری، نتوانستند به‌سرعت به تغییرات بازار پاسخ دهند.

یکی دیگر از عوامل کلیدی افت صنعت نیمه‌هادی ژاپن، نبود تمرکز بر نوآوری‌های نرم‌افزاری و خدمات مرتبط با تراشه‌ها بود. در حالی که نرم‌افزارها و اکوسیستم‌های فناورانه، صنعت نیمه‌هادی را به سمت ارزش‌ افزوده‌های بیشتر سوق می‌دادند، شرکت‌های ژاپنی عمدتاً بر تولید سخت‌افزار تمرکز داشتند. این محدودیت استراتژیک باعث شد که نوآوران دیگر، مانند شرکت‌های آمریکایی، بازارهای جدیدی را تسخیر کنند. همچنین سیاست‌های اقتصادی داخلی، از جمله کاهش سرمایه‌گذاری در تحقیق و توسعه در مقایسه با دهه‌های پیشین، و تأثیر بحران اقتصادی ژاپن در این دهه (مشهور به دهه‌ی گمشده)، فشار بیشتری بر این صنعت وارد آورد. به گفته‌ی اقتصاددان ارشد سیاست‌گذاری فوجیتسو، عوامل متعددی دست به دست هم دادند تا ژاپن جایگاهش را از دست بدهد.

نیمه‌رساناها یکی از سرمایه‌گذاری‌های بسیار هزینه‌بر هستند و ژاپن که در دهه‌ی ۱۹۹۰ در این حوزه پیشرو بود، به‌ تدریج جایگاه خود را به کره‌ی جنوبی و تایوان واگذار کرد؛ اما در سال‌های اخیر، دولت ژاپن به این نتیجه رسیده است که نیمه‌رساناها که قبلاً نادیده گرفته شده بودند، از اهمیت حیاتی برخوردارند و باید دوباره در این زمینه سرمایه‌گذاری شود.

- مارتین شولتز، اقتصاددان ارشد سیاست‌گذاری در واحد اطلاعات بازار جهانی فوجیتسو

به گفته‌ی شولتز، در حالی که ژاپن در دهه‌ی ۱۹۹۰ حدود ۵۰ درصد از تراشه‌های جهان را تولید می‌کرد، این میزان اکنون به کمتر از ۹ درصد کاهش یافته است. براساس آمار وزارت دارایی ژاپن، سرمایه‌گذاری دولت این کشور در بخش نیمه‌هادی بین سال‌های ۲۰۲۱ تا ۲۰۲۳ معادل ۰٫۷۱ درصد تولید ناخالص داخلی بود. این میزان از سرمایه‌گذاری در مقایسه با کشورهایی مانند آلمان (۰٫۴۱ درصد)، ایالات متحده (۰٫۲۱ درصد) و فرانسه (۰٫۲۰ درصد) به‌طور قابل‌ توجهی بیشتر است؛ نشانه‌ای که دولت ژاپن تغییر و بازنگری در سیاست‌های فناورانه‌اش را جدی گرفته است.

برای بازسازی صنعت تراشه، دولت ژاپن به ترکیبی از سیاست‌های حمایتی روی آورد. یکی از اقدامات اصلی، ایجاد کنسرسیوم‌های تحقیقاتی میان دولت، شرکت‌های بزرگ و دانشگاه‌ها بود که هدفی جز توسعه‌ی فناوری‌های پیشرفته مانند تولید تراشه‌های کوچک‌تر و کارآمدتر نداشت. همچنین، دولت ژاپن سرمایه‌گذاری سنگینی در زیرساخت‌های تولید داخلی انجام داد و سیاست‌های مالیاتی تشویقی برای شرکت‌های فناوری وضع کرد. علاوه بر این، همکاری‌های بین‌المللی با کشورهای همفکر مانند ایالات متحده و اتحادیه اروپا در جهت تأمین مواد اولیه و کاهش وابستگی به چین، بخش مهمی از استراتژی بازسازی بود.

پروفسور کازوتو سوزوکی، استاد سیاست‌گذاری علم و فناوری در دانشگاه توکیو، تغییر جهت دولت ژاپن به سمت حمایت از بازارهای نیمه‌هادی را «ناگهانی اما ضروری» توصیف کرده است. او گفت: «دلیل اصلی این تغییر، رقابت فزاینده در بخش نیمه‌هادی و توجه دولت به مشکلات زنجیره‌های تأمین جهانی طی دوران همه‌گیری کرونا بود.»

او اضافه کرد: «مشکل کمبود تراشه‌ برای توکیو بسیار جدی است، به همین دلیل دولت اقدام به جذب شرکت‌های خارجی و بازگرداندن تولید به داخل کشور کرده است تا نیازهای شرکت‌های داخلی را برآورده کند.»

همه‌گیری کرونا تأثیر عمیقی بر زنجیره‌های تأمین جهانی گذاشت و صنایع مختلف را با کمبود تراشه مواجه کرد. در طول همه‌گیری، صنایع در سراسر دنیا ناگهان با کمبود تراشه برای محصولاتی همچون خودروها و مایکروویوها مواجه شدند.

درست در میان همه‌گیری کرونا، دولت ژاپن تصمیم بر حمایت از تراشه‌سازان داخلی گرفت. البته با اینکه چند سالی از این تصمیم می‌گذرد و بحران کمبود تراشه هم حل شده، حمایت‌های مالی همچنان افزایش یافته است. برای مثال، دولت ژاپن مبلغ ۴۷۶ میلیارد ین (حدود ۲٫۸۱ میلیارد دلار) را که حدود یک‌سوم از کل هزینه‌های پروژه را تشکیل می‌دهد، به احداث یک کارخانه‌ی تولید نیمه‌هادی توسط شرکت تایوانی TSMC اختصاص داد. این کارخانه در استان کوماموتو، واقع در جنوب ژاپن، در فوریه ۲۰۲۲ به اتمام رسید.

کیوسکیا و وسترن دیجیتال به‌صورت مشترک یک کارخانه در یوکایچی، واقع در استان میه ژاپن، برای تولید محصولات حافظه‌های سه‌بعدی NAND احداث کرده‌اند که دولت ژاپن ۹۲٫۹ میلیارد ین (۶۱ میلیون دلار) به‌عنوان یارانه برای این پروژه اختصاص داد. همین شرکت‌ها در حال ساخت کارخانه‌ی دیگری در استان ایواته، در شمال شرق ژاپن هستند که قرار است تا پایان سال ۲۰۲۴ به بهره‌برداری برسد.

علاوه بر سرمایه‌گذاری چشم‌گیر دولت ژاپن در احداث کارخانه‌های جدید، وزارت تجارت و صنعت نیز از شرکت تراشه‌سازی داخلی حمایت می‌کند. به عنوان مثال دولت با حمایت از شرکت Rapidus مبلغ ۵۹۰ میلیارد ین (معادل ۳٫۸۴۰ میلیارد دلار) برای توسعه‌ی تولیدات در هوکایدو اختصاص داده است. این کارخانه تولید خود را از سال ۲۰۲۷ آغاز خواهد کرد.

ژاپن همچنین از سیاست ایالات متحده برای محدود کردن دسترسی چین به فناوری‌های پیشرفته‌، از جمله ریزتراشه‌های مدرن، حمایت می‌کند. ژاپن نگران است که فناوری‌های نوین می‌توانند به رقیبش، یعنی چین، در زمینه‌هایی مانند هوش مصنوعی مزیت مضاعف داده و امکان تولید سلاح‌های پیشرفته‌تر را برای پکن فراهم کنند.

بررسی گذشته نشان می‌دهد که صعود ژاپن به اوج صنعت تراشه، نمونه‌ای از یک معجزه‌ی اقتصادی بود. مانند بسیاری از جنبه‌های دیگر در اقتصاد و فناوری، موفقیت ژاپنی‌ها کاملاً غیرمنطقی به نظر می‌رسید، اما با سخت‌کوشی و تصمیم‌های درست به نتیجه رسید. بااین‌حال، هر کنشی، واکنشی در پی دارد. صعود ژاپن، صنعت نیمه‌هادی ایالات متحده را وادار به بازاندیشی کرد تا با واکنش به‌موقع، از این بحران سربلند بیرون آید.

در ادامه، کشورهای دیگر شروع به تقلید از الگوی ژاپنی کردند؛ ازجمله یک غول بلندپرواز با سرعت پیشرفت حیرت‌انگیز در کره جنوبی: سامسونگ. با تغییر یکی از ضرب‌المثل‌های ژاپنی می‌توان گفت: «آمریکا برنج را کوبید، ژاپن خمیر را ورز داد و کره‌ی جنوبی کیک را خورد.»

تسلط ژاپن بر صنعت تراشه عمر کوتاهی داشت؛ حال باید دید آیا این افول کماکان ادامه خواهد یافت یا ژاپن در نهایت در این نبرد نرم پیروز خواهد شد.