二つのイノベーション
2008/06/20 15:00
藤堂 安人＝主任編集委員 兩種創新——日本汽車產業和電子產業緣何天壤之別
| DATE | 2008/06/24 | |
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在此之前，日本的產業界對二者的區別雖然已有從各種角度進行的比較和研究，但都是從學習對方優點，將其作為提高自身競爭力的參考的角度出發。存有就算明白對方的優點，也不一定適合自己的僥倖心理。但是最近，隨著汽車電子化的發展，情況發生了變化。
如果不把汽車和電子兩種“不同”產業完美結合，成功就沒有把握。為此，我們必須明確二者究竟哪相同、哪不同。作為思考這一問題的入手點，筆者將在介紹最近閱讀的論文和書籍的同時，就發展的動力——創新在兩種產業中的不同形態進行探討。
阻礙車載半導體開發的障礙
首先要介紹的是東京工業大學大學院創新管理研究係(sic 系) 竹內寬爾、關根誠、藤村修三研究小組的論文：“車載半導體開發的潛在威脅——汽車產業與半導體產業的思維差異”（《日經電子》2007年12月3日刊--日経エレクトロニクス誌2007年12月3日号，当サイトに転載）。
在論文中，竹內等人將焦點對準電子產業的半導體產業，強調為了提高車載半導體領域的國際競爭力，二者的緊密融合不可或缺的同時，指出目前的現狀是“跨產業的協作體制尚未有效建立”（p．106）。
對於其中的原因，論文作者認為是二者在“成品率” (hc改 良品率)、“對於泛商品化的危機感”、“可靠性”的思考方式上存在差異，其中，筆者最感興趣的是認為二者“技術構造”不同的觀點。即半導體產業是“學術型”、汽車產業是“工程型”的看法。
この理由として同論文では，「歩留まり」「コモディティー化への危機感」「信頼性」などに対する考え方の相違があると考察していくが，その中で筆者が特に 興味深かったのが両者の間には「技術構造」の違いがあるという指摘である。すなわち，半導体産業は「サイエンス型」，自動車産業は「エンジニアリング型」 であるという。
“學術型”與“工程型”
此處的學術型是指主要利用科學知識進行創新的產業，工程型是指主要以現有技術為基礎，通過“改進”等方式進行創新的產業。
學術型和工程型的產品開發模式不同。學術型的半導體產業，“現有技術的延長線上沒有問題的解答，只是人們知道未來所需的產品性能，對此進行多方面的科 學探討，技術的飛躍性進步推動開發的深入”（p.114）。因此，各企業可以打破界線，以行業為整體制定發展藍圖，通過共用資訊提高開發速度。
相反，工程型的“答案”已經事先確定。對於工程型的汽車產業，“採取的作業模式是從公司的技術中選擇最佳的手法，進行封裝”（p.113）。因此，產品開發是在公司內部或者聯營零件廠商等封閉的環境內進行的。
在面向汽車半導體的開發中，汽車產業擁有的工程型開發模式和半導體產業擁有的學術型開發模式同時存在。竹內等人表示：“側重點究竟放在學術型產業和工程型產業的哪一邊，對於車載(hc 車用)半導體的科學觀和技術觀會出現差異”（p.114）。
“泛商品化危險巨大”
關於學術型和工程型開發模式的差異，筆者對從事工程型產業的汽車廠商的觀點頗感興趣：“泛商品化危險巨大”。
汽車產業相關人士害怕泛商品化導致汽車像個人電腦那樣競相降價。這種想法不足為奇。因為這些企業親眼看到過曾經一起牽引日本製造業發展起來的夥伴所承受的苦痛。
隨著車載半導體比重的加大，顛覆價格的嫌犯——半導體（產業）成為了汽車產業警戒的對象。作為與其對抗的表現之一，各廠商傾向於嚴守封閉開發 模式。“汽車廠商在車載半導體領域也開展由聯營公司參與的垂直統合型業務，看起來就像是防止汽車泛商品化的防衛措施”（p.111）。
實際上，在汽車廠商開發車載半導體時，汽車企業真正相信的是電裝產品廠商，而不是半導體廠商。該論文也記錄了某汽車廠商電裝部件開發技術人員 的談話：“在制定的計劃中，要做的工作有7～8成是與電裝產品廠商一起完成的。向半導體廠商傳達的資訊只有全部的1～2成左右。因為系統的上級部分是我們 的專有技術，所以要在明確為技術課題後，才通知半導體廠商”（p.111）。
什麼技術容易外流？
在這裡需要思考的是：是否存在半導體是“學術型”，因此技術容易外流；傳統的汽車技術（機械技術）是“工程型”，因此技術不易外流這樣一種“法則”。
例如，在《日經製造》發行的《日本，製造業的精髓》『日本，ものづくりの神髄』單行本中，三菱化學社長小林善光（採訪節選）認為，科學研究最好外包，重要的是自行利用研究結果開展業務（p.136-137 hc改 pp.136-37）。原文如下。
對於業務機密，沒有進行科學化的容易業務化。例如研磨晶體時，研磨劑可以買到，但是怎樣研磨晶體、加水研磨的次數卻是經驗。這些可以隱藏起來。如果是能夠從理論上得到的技術，留美歸國的華裔優秀人才一看便知其中奧秘，競爭對手馬上就會出現。
秘制配方等絕活正因為不是科學的範疇才得以保留。但日本是否永遠停留在這個水準上呢？答案是否定的。我們需要思考下一步。必須革新工作框架，思考使日本能夠在業務中獲取合理利潤的機制。
從小林的上述話中可以看出，科學可以作為知識系統學習，很容易被亞洲各國趕上。《日經微器件》總編朝倉博史就曾撰文介紹過中國在半導體材料研究領域的飛躍性進步。
這篇文章介紹了因研究透明氧化物非晶半導體而知名的東京工業大學教授細野秀雄的談話。細野表示，在物理界的《物理評論快報》（Physical Review Letters）和化學界的《美國化學會會志》（JACS，Journal of the American Chemical Society hc改正）等權威刊物中，“中國的論文數都遠遠超過日本”。細野對此深感危機，指出造成這一差距的主要原因是中國研究人員絕對數量多，以及與研究環 境優良的美國關係深厚。
當然，對於日本而言，在學生厭理問題突出的情況下，培養科學領域的人才非常重要，但是，筆者感覺到的是：材料領域也是學術型和工程型二者並存。
中國在科學領域強大的理由
中國在半導體材料研究領域騰飛是因為該領域屬於學術研究階段。而在創新中，困難的是之後的業務化階段。如果根據科學知識能夠在買進裝置後就立即投產，那麼中國在產品上的競爭力也將飛速提高。
對於某些種類的半導體，使用新半導體材料時，大多沒有現成裝置。因此，雖然半導體產業的科學比重高，但是在業務化中，工程型的技術所佔的比重也很高。 而且工程型技術不易被趕超。這通過中國在“工程”比重較高的碳纖維上遲滯不前就可見一斑。因此，二者或許可以合作，利用日本的工程能力對中國發明的材料進 行實用化。
記憶體也如此
對於“工程型技術在學術型半導體產業中的必要性”，OMNI研究所OMNI TLO創新推進本部本部長湯之上隆在《日經電子》2008年3月10日刊上發表的論文“分析半導體生產的國際競爭力。利用廉價記憶體攻佔新興市場”意味深長。
在論文中，湯之上認為，日本半導體廠商目前競爭力較高的是曾經暫時放棄的半導體——記憶體，並對其原因進行了分析。結論是：半導體產業是“磨合型產業”（p.119）。
半導體是磨合型產業。儘快提高成品率和穩定化需要團隊協作和豐田汽車所說的“改善”。即使有不同意見，筆者也認為，現有記憶體產品的競爭力更多是受前製程的工藝技術左右，而不是獨創性的設計能力。
在這裡，“磨合”是指不採用優化設計，對產品各組成部件不進行調整就無法發揮產品整體性能的產品（架構）。“磨合能力”則是指“部件設計的細 微調整、開發與生產的聯動、一條龍製程管理、密切的交流、確保用戶介面品質等”（藤本隆弘著《製造經營學》光文社新書）。也就是說，當磨合型架構的產品與 磨合能力一致時，會產生巨大的競爭力。
ここで「擦り合わせ」という言葉が出てきたが，これは製品を構成する各部品を相互に調整して最適設計しないと製品全体の性能が出ないタイプの製品（アー キテクチャ）を指す。「擦り合わせ能力」といった場合は，「部品設計の微妙な相互調整，開発と生産の連携，一貫した工程管理，濃密なコミュニケーション， 顧客インターフェースの質の確保など」（藤本隆弘氏著『ものづくり経営学』光文社新書）を指す。つまり，擦り合わせ型アーキテクチャの製品と擦り合わせ能 力が合致したときに高い競争力が出ることになる。
正是因為戰後的日本企業普遍具有磨合能力，因此在磨合型的汽車產業中，競爭力得到了提高。如果真如湯之上所言，半導體產業也是磨合型產業的話，那麼與汽車產業相同，半導體產業也是以磨合能力為主導的產業。
“看不到的工程餘料”
筆者以前也曾介紹過，日本半導體產業的製造一線有一個習慣：參考後製程進行改進，在規格書中加入“看不到”的工程餘料。按照一般的觀點，東芝和爾必達 記憶體之所以提高了各種快閃記憶體和DRAM的競爭力，主要原因是積極的設備投資，其實，半導體產業具有磨合型要素也是原因之一。
本コラムでも以前に，日本の半導体産業の製造現場には，後工程のことを考えて仕様書にない「見えない」マージンをのせる改善活動を行う慣習があったという話を書いたことがある（これに関連した以前のコラム）。ということは，日本の東芝やエルピーダメモリが，各々フラッシュ・メモリやDRAMで競争力を上げてきたのは，積極的な設備投資が主因だといわれているが，さらにその背景には半導体産業は擦り合わせ型の要素をもっていたという面があるということになりそうだ。
“磨合型”和本文開篇提到的“工程型”可看做是類似的概念。這樣半導體產業究竟是應該稱為“學術型”還是“工程型”就很難定論，應該說是以科學為基礎，加入了工程要素的產業。而記憶體的“工程”比重可能大於SoC（System on a chip）等其他半導體。
這種想法使人心情複雜：除了傳統優勢領域，日本廠商很難提高競爭力。湯之上還表示，南韓廠商行銷能力強、台灣廠商制定SoC設計計劃的能力 強。這兩項能力都不屬於“學術型”和“工程型”，日本廠商最近才開始積極進行培養。是揚長避短好，還是為了“多樣化”取長補短好呢？這篇論文發人深省。
そう考えていくと，日本メーカーは，結局のところ本来得意な分野でしか競争力を上げることは難しいのだろうか，という複雑な思いにもとらわれる。湯之上 氏はちなみに，同論文の中で，韓国メーカーはマーケティング力に優れ，台湾メーカーはSoCを設計・製造する仕組みの構築力に優れていると述べている。こ の二つの能力はいずれも，「サイエンス型」や「エンジニアリング型」とはまた別のものだが，日本メーカーがなんとか手に入れようと躍起になってきたもの だ。結局，得意でないものには手を出さない方がいいのか，得意でないからこそ「多様化」のために手を出した方がよいのか，考えさせられる論文であった。
摩爾法則的使用條件是？
創新速度是汽車產業和電子產業的另一個重要區別。與其說是“科學”和“工程”，不如說是“摩爾法則容易起到收效的領域”和“摩爾法則不容易起到收效的領域”。
在思考摩爾法則與創新的關係時，筆者參考的是上武大學大學院經營管理研究係教授池田信夫的著作《過剩與顛覆的經濟學～“摩爾法則”能改變什麼？》（ASCII新書）。
池田首先把摩爾法則——“半導體集成度18個月翻一番”實現的原因分成4點進行了簡明的解說：（1）因為以蘊藏量豐富的矽為材料，因此技術革 新可以不受材料稀有性的制約；（2）通過利用平面技術，製程得到了簡化；（3）隨著不局限于特定用途的通用半導體大量生產，量產效果得到了飛速提高； （4）因為是所有電腦必需的通用部件，因此市場規模極大。
這裡特別要注意的是第4點。池田對需求擴大帶來的技術開發形態描述如下（本書p.33）。
完全沒有通常技術開發伴隨的“投產後是否暢銷”的風險，技術發展的方向也已經確定，剩下的問題只是確定怎樣提高集成度這一“戰術”。因此，只要有技術能力，任何廠商都能進行開發，從而引發激烈的技術競爭。
半導體產業雖然基本為“學術型”，但是，為了加快其技術發展速度，這裡所說的“方向”就是以事先確定的“答案”為目標，提高技術革新速度。如上所述，這正是根據“答案”進行改進的“工程型”開發模式，可以說，摩爾法則的背後存在著工程型要素。
速度上的“衝突”
與速度相比，汽車產業更重視可靠性，因此在開發車載半導體時，遵循“摩爾法則”的半導體產業會與汽車產業發生“衝突”。
本文開篇提到的論文“車載半導體開發的潛在威脅——汽車產業與半導體產業的思維差異”中寫到：半導體產業即使打算開展車載半導體工藝的微細化和晶圓尺 寸的大型化，當採用新工藝後，已經提高至接近100％的成品率會下降，因此，汽車產業便會發出質疑：“為什麼要開發成品率只有60％的技術”？
產生認識差別的原因很多，最主要的是數位家電的故障很少危及人命，而汽車的故障可能導致死亡。該論文介紹了一位擁有汽車產業和半導體產業雙重 經驗的業務部長的談話：“引擎熄火可能危及人命。製造半導體的人很難說真正理解了其中的嚴重性。對於車載半導體也沒有本質上的理解”（本論文 p.113）。
但是，日本半導體廠商曾以用於超級計算機的半導體高可靠性引以為豪。“控制整個社會基本生命線的超級電腦如果發生故障，會和汽車發生故障一樣 危及人命”（p.115）。從這種意義上來看，日本的半導體廠商對“高可靠性”和“快速技術革新”應該有充分的理解。而在車載半導體領域，怎樣使這兩點達 到平衡並加以落實將成為今後課題。
摩爾法則與破壞性創新
最後要看的是“摩爾法則”改變汽車產業的可能性。關於這一方面，筆者參考的是前面提到的池田信夫的著作《過剩與顛覆的經濟學》中關於摩爾法則與破壞性創新關係的部分。
“破壞性創新”的說法出自克萊登·克裏斯藤森（Clayton Christensen），其著作以硬碟為例，證實了技術革新中存在某種迴圈。最初是通過垂直統合內部製造，當標準普及為行業標準後，各部件將模組化，出 現相容部件。而後就會出現採用相容部件模組，價格性能低於正品的“破壞性創新”。
池田寫到：“對此，先行企業打算利用‘可持續創新’，通過發展現有技術進行對抗，但是根據摩爾法則，破壞性技術必將達到可持續技術的水準。當產品泛商品化，進入價格競爭後，高成本的可持續技術將會敗北”（本書p.112）。
破壞性創新的概念眾所週知，令筆者感到新鮮的，是摩爾法則所表現的半導體技術的飛速進步與加快破壞性技術發展之間的關係。如果日本擅長的工程能力能夠推進摩爾法則（包括對亞洲各國的技術外流）實現的話，日本電子產業的苦惱更像是自作自受。
汽車能否被“破壞”？
話題回到車載半導體，雖然前面提到的可靠性問題不同於數位家電，但毋庸置疑的是，摩爾法則這個“怪物”正在逐漸滲入汽車內部。
這時，我們必須明確哪個部件會沿摩爾法則的軌道出現飛速的技術革新？速度有多快？最終出現的“破壞性創新”是什麼？遵循摩爾法則的是半導體還是電池？破壞性創新是電動汽車還是玩具一般的超小型車？
為此，汽車廠商、電裝產品廠商、電子部件半導體廠商需要重新審視合作方式，並進行優化。綜上所述，學術型的半導體領域也加入了工程要素。工程 型的汽車產業也納入了科學要素。擁有“融合”的經驗。如果能夠利用這一經驗，汽車電子的世界也許會出現新的“融合”。（記者：藤堂 安人）
日文原文
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