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火狐体育电竞app首页:日本五大领先的高精尖技术
日期:2022-07-30 08:05:37 来源:火狐体育靠谱吗 作者:火狐app靠谱吗

  这个领域几乎基本上被日本,美国霸占。世界上目前蚀刻设备精度最高的是日立。比如东丽、帝人的炭纤维、超高精密仪器、数控机床,包括光栅刻画机(这个领域最牛的也是日立,刻画精度达到10000g/mm ),当然光刻机荷兰ASML最先进,但是ASML里面的零部件有日本的关键性产品,比如光学镜头等,这些是美日严格限制出口的。

  在世界上,生产制造一块CPU,不仅仅是光刻机那么简单,而且需要N多个设备及材料。世界前十大半导体设备生产商中,美国企业4家,日本企业5家。

  大家知道华为在搞处理器研究,而生产处理器最关键的是高精度蚀刻设备。这个领域最好的就是日本。英特尔的芯片基本全是日立在加工。这种设备,日本还控制出口。

  虽然日本著名公司东芝存储被美国贝恩资本收购,松下宣布退出半导体业务,日本在半导体芯片领域可以说几乎全盘失败。但日本在设备制造领域对世界影响力仍然实力强大、不容小觑。

  早在2004年前,尼康就曾经占据全球光刻机市场超过50%的市场份额,被誉为世界“设备业界王者”,并且在全球生产占超过50%的半导体设备种类当中,日本就高达10种之多。特别是在电子束描画设备、涂布/显影设备、清洗设备、氧化炉、减压CVD设备等重要高科技前端设备、以划片机为代表的重要测试设备环节,日本的设备企业几乎处于全球垄断地位。

  半导体设备可分为:晶圆处理设备、封装设备、测试设备和其他设备,在整个半导体设备市场中,晶圆制造设备大约占全部的80%,封装及组装设备大约占7%,测试设备大约占9%,其他设备大约占4%。而日本的大大小小不同的半导体设备厂商为世界出口了大约37%的半导体设备。

  在全球半导体巨头数量方面,据美国半导体产业研究公司VLSI Research发布的2018年全球半导体出产设备厂商的排名中,排名前15位的公司中,美国制造商有四家,欧洲制造商两家,其中,日本制造商:东京电子(TEL)排名第三、Advantest第六,SCREEN第七, KOKUSAI ELECTRIC位居第9位、日立高新科技位居第10位,Daifuku位居第14位、Canon位居第15位。可以看出,日本企业在半导体出产设备业界的的强大实力。

  1)东京电子(简称东电),1963年以代理贸易起家,是日本半导体设备国产化的见证者。东电曾先后作为Fairchild、英特尔、KLA、AMD等半导体厂商在日本的设备代理商。

  东电曾经与美国Thermco Products Corp合资成为TEL-Thermco Engineering ,开始在国内生产扩散炉,东电成为了日本第一家半导体设备制造商。东电于1976年开发出了世界上第一台高压氧化炉,1986年生产第一台立式扩散炉发货。据VLSI Research数据,1989年东电的半导体制造设备营收额突破6亿美元,登顶第一的宝座,并连续三年蝉联全球冠军。

  东电的产品几乎覆盖了半导体制造流程中的所有工序,主要产品包括:涂胶/显影设备、热处理成膜设备、干法刻蚀设备、沉积设备、清洗设备,封测设备。其中涂胶/显影设备在全球占有率达到87%,在FPD制造设备中,刻蚀机占有率达到七成。

  2)日本爱德万测试:日本一家老牌设备企业。爱德万测试的主要产品包括自动化测试设备、SoC测试系统、内存测试系统、机电一体化测试系统等。爱德万测试可以说开创了日本测试界的的先河,研发出了多个全球及日本“第一款”测试设备:比如日本第一款电子计数器TR-124B、第一台振动电容超低电流静电计TR-81、第一台计算机控制的IC测试设备、第一台测试仪LSI测试系统T-320/20。特别是1976年推出的T310 / 31作为全球唯一的生产DRAM测试仪在全球大获成功。到1985年,爱德万测试便成为全球领先的半导体测试设备提供商。公司在存储器测试设备市场拥有50%以上的市场占有率。

  3)日本迪恩士(SCREEN):是世界上唯一生产线图像制版器材、电子原件制造设备的综合制造厂商,创立于1943年。1975年开发出晶圆刻蚀机,SCREEN正式开启半导体设备制造之路。

  特别在晶圆清洗领域,2009年SCREEN在单晶圆清洗系统中获得了全球60%以上的份额;在涂布机/显影机,湿法蚀刻机和抗蚀剂剥离剂的LCD制造设备市场上赢得了2008年全球最大的份额。在图案检查和液晶制造设备行业也拥有全球龙头地位。

  4)日本KOKUSAI ELECTRIC:KOKUSAI电气公司生产的半导体制造设备利用了那些接近物理极限的世界一流的薄膜形成技术,比如10nm微制造技术,为快速发展的晶圆厂设备市场提供服务。

  KOKUSAI前身是日立国际电气,于2017年底作为非核心业务出售给了私募股权基金Kohlberg Kravis Roberts(KKR),从而离开了日立集团。2019年7月,应用材料宣布将以22亿美元现金从KKR手中收购Kokusai。

  5)日立高新科技公司:2001年日立仪器集团和半导体制造设备集团合并后,公司名称更改为日立高科技公司。在半导体设备领域,主要生产干蚀刻系统和CD-SEMI和缺陷检查系统。这些设备广泛应用于大规模集成电路、功率器件和声表面波滤波器、CMOS图像传感器、微机电系统和其他(硬盘和平板显示器)

  6)日本大福集团:创于1937年,最早生产气锤、锻压加工机。大福的洁净室存储、搬运系统被广泛应用于半导体、液晶等平板显示器制造行业,很多全世界著名企业均有销售。

  7)佳能:原名为精机光学工业株式会社,1984年,佳能推出首款步进式光刻机(stepper),2011年,佳能推出全球第一款用于后道的步进式光刻机FPA-5510iV,正式进入先进封装领域的光刻市场。2016年,佳能推出更高分辨率和高套刻精度步进式光刻机FPA-5520iV,能满足扇出型晶圆级封装(FOWLP)工艺的严格要求,FPA-5520iV目前已投入FOWLP量产、下一代精细重布线层(fine-RDL)和FOWLP研发。

  佳能的FEOL(生产线前道工序)产品阵容强大,包括深紫外光(DUV)扫描式光刻机FPA-6300ES6a和I线,得益于其高生产率和低成本的优势而受到存储器制造厂商的青睐。佳能的关键优势之一是产品覆盖半导体前道市场和半导体后道市场,产品组合广泛。

  8)日本尼康:最早通过相机和光学技术发家,1980年开始半导体光刻设备研究,1986年推出第一款FPD光刻设备,现如今业务线年之前,尼康占据全球光刻机市场超过50%的市场份额,被誉为“设备业界王者”。但后来在关键技术路线上选择错误,使得一众客户倒戈AML,尼康从光刻机王者宝座滑落。

  尼康虽然在芯片光刻技术上远不及ASML,目前的产品还停留在ArF和KrF光源,且售价也远低于ASML,和EUV更加难以相提并论。但在FPD光刻方面,尼康优势极为突出,尼康的机器范围广泛,从采用独特的多镜头投影光学系统处理大型面板到制造智能设备中的中小型面板,提供多样化的机器。

  日本很多小企业同样实力强大。比如光罩检测领域的laserTec、OLED真空蒸发设备的佳能Tokki、EUV光刻技术的Gigaphoton、专注半导体前后制程设备的Shibaura、半导体自动化设备的Muratec和电子光束光刻的JEOL。

  1)日本内山靖(Yasushi Uchiyama):1976年NJS开发并发布了世界上第一个LSI光掩模检测系统。1986年NJS公司更名为Lasertec公司,Lasertec核心业务的掩模检验系统和掩模坯料检验系统,还提供各种晶圆检验和测量设备。比如光刻工艺检验系统和涂层厚度不均匀检验系统。Lasertec提供的最先进的掩模检测系统,可促进FPD技术的创新。

  2)日本佳能Tokki公司:成立于1967年,2010年,佳能收购Tokki Corporation。佳能Tokki于1999年开发了第一个OLED批量生产系统,该系统通过一个系统处理OLED /电极材料的沉积和封装。在OLED蒸镀机方面,佳能Tokki几乎形成垄断。

  3)日本Gigaphoton:成立于2000年,Gigaphoton一直在积极开发极紫外(EUV)光刻技术。其前身是小松公司,小松激光技术的历史可以追溯到1980年。小松公司于1985年推出了日本第一台准分子激光器单元KLE-630,1987年推出了世界上第一台用于半导体光刻工艺的准分子激光器单元KLE-630S。

  Gigaphoton的激光光源已被包括日本在内的亚洲大多数半导体制造商采用,并在欧洲和美国得到迅速的接受。

  4)日本Shibaura:历史可追溯到1939年,主要生产半导体前工程以及后工程制造设备、FPD前工程以及后工程制造设备、真空应用制造设备、激光设备等。不同于多数半导体设备厂,其很难兼顾前、后端领域,SHIBAURA两大前后制程都可以兼顾,且都有很非常好的成绩。其Flip Chip Bonder更是全球最大品牌,在全球市占率遥遥领先对手。

  5)日本美村(muratec):拥有世界领先的自动络筒机等纤维机械第一市场份额。村田机械创业于1935年,是日本具有代表性的机械厂商。从发明空气捻接器以来,先后广泛涉入了机床、信息设备、物流设备、面向液晶工厂/半导体工厂的自动化设备等领域。

  为什么日本半导体设备能够快速崛起?日本半导体设备的崛起来源于日本芯片产业的支撑。自1955年索尼开始研发半导体收音机开始,日本半导体产业开始起步。此后,存储器一度成为日本的第一产业,特别是DRAM。

  日美芯片展开竞争后,日本半导体芯片奠定了在全球的第一地位,配套的日本半导体材料和设备也快速崛起。日本芯片产业上演了“一人得道鸡犬升天”的飞速发展。另外一个重要原因,日本本土半导体企业不断更新设备,同时驱使设备厂商不断提升技术,再加上日本政府领导的“官产学”一体化研发,政策上鼓励及大力支持,可以说是技术和市场驱动两条线走路,让日本在设备领域突飞猛进。

  据统计,日本在1975年之前,半导体制造装备几乎是从国外进口,但是到了1980年代初,70%以上的半导体制造装备日本已经实现完全国产化。综上所述,日本在半导体设备方面的全球竞争优势,不仅仅是全球半导体产业优胜劣汰的结果,同时也是日本的工匠精神与市场结合的结果。

  日本半导体材料可以说非常牛掰。半导体材料品类繁多,但成为日本人手中”王炸“的,是具有高纯度氟化氢、光刻胶和氟化聚酰胺。日本在半导体芯片19种必须的材料中,能够做到没它不行、缺一不可,特别是日本的大多数半导体材料具备极高的技术壁垒,因此,日本半导体材料企业在半导体行业中占据着至关重要的地位。

  日本企业在硅晶圆、合成半导体晶圆、光罩、光刻胶、药业、靶材料、保护涂膜、引线架、陶瓷板、塑料板、TAB、COF、焊线中重要材料方面都占有高达50%及以上的市场份额,日本半导体材料行业在全球范围内始终长期保持着绝对优势。全球70%的半导体硅材料都是由日本信越化学提供的。

  日本经济产业部2019年7月宣布限制对韩国半导体材料出口,将对用于制造智能手机与电视机中OLED显示器部件使用的“氟聚酰亚胺”、半导体制造过程中必须使用的“光刻胶”和“高纯度氟化氢”等半导体的三种材料,加强面向韩国的出口管制。

  为何日本突然“下手”呢?据韩联社援引消息人士称,日本此次措施实际上是针对去年日韩在劳工征用赔偿诉讼的报复措施。报道称,日、韩政府高层在G20峰会上又针对“二战”劳工赔偿事件进行了谈判,但是双方没有谈成功,导致日本采取对韩国出口限制的措施。

  日本的限制无疑是“切中韩国的要害”,因为在半导体的十九种材料中,日本拥有十四种半导体材料,占据全球50%市场份额,并且在这三项半导体材料上处于垄断地位。日本有底气这么做,因为在高纯度氟化氢上,日本占据全球份额的70%、氟聚酰亚胺份额占比达到90%,光刻胶更是处于全球垄断地位。

  日本在半导体材料超强实力不是由来已久,而是未雨绸缪的结果。比如在90年代,世界半导体产业第一次从美国转移到日本,日本成为了世界半导体第一强国,日本的半导体曾经占到全球份额的60%。

  美国看到日本半导体的强大,战略性对日本的半导体进行了打压,同时扶植韩国的半导体产业,由此,世界半导体产业发生了第二次转移,从日本转移至了韩国。但转移主要是成品制造这一块,比如像原材料这一块,日本始终没有放手,而是极尽日本的工匠精神、日本人精益求精的品格,做到了让其他国家不可替代、无法超越地步,在至目前,技术依然牢牢掌握在日本手中,垄断地位牢不可破。

  日本限制含氟聚酰亚胺、光刻胶,以及高纯度氟化氢这三种材料的对韩出口,引起了全球整个半导体领域的极大震动。

  毕竟韩国也是全球半导体强国之一,特别是在液晶面板、OLED屏、内存上处于全球领先地位,而日本限制出口的这三种材料,不但严重影响韩国产业的产能,甚至导致整个世界产业格局发生很大变化,可见,日本在半导体材料的地位是举足轻重的。

  日本半导体材料为什么如此生猛?首先需要了解半导体材料是什么。半导体材料,是一种存在导体与非导体之间的一种特殊物质,它的电阻率相对比较低。半导体材料的加工可以后可以制作出发光二极管、晶体管、集成电路以及电子管等,半导体材料对通讯、计算机、网络等很多行业发展起着决定性作用。

  上世纪40—50年代,晶体管和集成电路诞生在美国。二战后的美苏冷战时期,美国战略上为应对苏联威胁,对日本半导体产业提供了慷慨的援助。而美国对日本的“技术慷慨”重要原因是美国根本没把日本当成竞争对手,最终让日本半导体产业获得快速发展。

  当时,日本的工程师被允许频繁参加各种国际会议、访问美国的半导体公司,日本技术人员能够比较自由地接触到美国半导体生产现场,而此时中国的半导体产业却始终受到美国的出口管控。

  美苏冷战格局,让日本趁机成功地从美国持续不断地引入半导体领域的先进技术,并凭借开发出大量的民生产品获得了对美国半导体领域的竞争优势。

  特别是在有机硅产业方面,二战后,日本开始接触到美国有机硅产业,日本的东芝、信越化学和岛津三个公司分别展开有机硅工业化技术研发工作。1952 年,信越化学公司采取粉末触体搅拌式直接法完成了单体模型试验,有机硅产品开始打入国际市场,日本有机硅产业由此强势发展。

  日本信越化学是全球最大的硅圆片制造企业,能够制造出99.999999999%的纯度与均匀的结晶构造的单晶硅,日本的技术在全球处于领先水平。

  1953 年,日本信越化学公司获得了专利权持有者—美国通用电气公司(GE)的 “专门技术” 使用权, 同时又拿到了日本通产省的硅橡胶工业化补助金。特别是在1957 年,日本和 DC 公司签定了相关产品的专利使用权协议, 1960 年开始正式生产高纯度硅、醋酸乙烯单体、聚乙烯醇,有机硅系列业务开始进入快车道。

  信越化学借助于政府的工业化补助金,大力展开研发,独自开发了诸如新型结构的聚氨醋用匀泡剂、加成型液体硅橡胶等新硅橡胶产品,大幅提升了公司市场份额。

  1960 年 3 月,信越化学公司的有机硅产品全球销售额首次突破一亿日元大关。此后,信越化学公司的有机硅单体产量,仅次于美国的 GE、 DC 和 UC 三大公司,一举跃居全球第四位。

  值得一提的是,凭借信越化学的快速发展,1960-1970 年日本的有机硅产量增长接近了惊人的 6 倍,日本有机硅完成了从弱到强的华丽转身。

  1967年,美国DC、GE 公司在有机硅单体合成及水解方面的专利在日本相继失效,美国公司又于1967、 1971年分别与东丽和东芝公司合办了东丽有机硅公司和东芝有机硅公司,该两家公司与信越化学形成了三足鼎立的局势。信越化学作为 “国产技术” 的典型代表,采取了多项措施稳固了国产有机硅的地位,让信越化学在与美国企业的竞争中逐渐取得优势。

  1970-1986 年,日本有机硅产量从约 6000 吨增长至超 60000 吨,产量大幅增长超过 10 倍。日本有机硅完成了对美国的全面反超,同时,日本有机硅产品输入36亿日元,输出37亿日元,日本也完成了从有机硅输入国到输出国的重要转变。

  信越公司共设有七家研发中心:有机硅电子材料研究中心、先进功能材料研究中心、磁性材料研究中心、新型功能材料研究中心、半导体材料研究中心、特种化工材料研究中心和 PVC 研究中心。

  日本政府在行业发展前期给予的多种优惠政策及补贴功不可没。特别是通产省 1989 年再次制定了投资160亿日元的“硅类高分子材料研究开发基本计划”,在日本政府的大力投入下,信越化学一步步地发展壮大成了世界最大的半导体材料制造商。

  日本依靠长期推进的工业化的雄厚技术积累,迅速发展成自己的IC生产基地,迅速扶持培育出“尼康”、“佳能”等制造光刻机等IC生产设备的企业,成功实现了独立自主、相互衔接的包括“材料—晶圆—设备—制造—封装测试—应用” 等环节的全产业链。

  90年代,日本信越化学的有机硅业务在全球竞争中占据了绝对优领先势,并且开始国际化扩张,分别在:台湾、美国、新加坡、荷兰建立了分公司与工厂。比如1998年开始光刻胶的企业化、2007年开发RoHS限制对应光隔离器并共同开发了凸版印刷和最尖端光刻掩膜版、2008年开发世界最大级别的永久磁铁式磁电路。2015年 6月宣布与中国最大的光纤生产企业合资成立公司,投资 125 亿日元在湖北省建设光纤材料“光纤预制棒”的生产厂。

  虽然目前日本半导体行业看上去“日薄西山”,特别是日本从“台前”走到“幕后”。但是,不要忘记,瘦死的骆驼比马大。日本企业在全球仍然保持绝对优势。半导体属于技术密集型产业,业内认为得核心技术者得天下,越往上游,核心技术越密集、且越高端,特别是在半导体材料和设备领域,日本在高端领域仍然占据强大的优势。

  据 SEMI 推测,日本企业在全球半导体材料市场上占据的份额达到约52%,而北美和欧洲分别占15%左右。日本的半导体材料行业在全球占有绝对优势,特别是在硅晶圆、光刻胶、键合引线、模压树脂及引线框架等重要材料方面占有非常高份额,假如没有日本半导体材料企业,可以说全球半导体制造都将大幅受挫。

  全球的半导体材料几乎已经被日本企业垄断,比如闻名遐迩的日本信越、SUMCO(三菱住友株式会社)、住友电木、日立化学、京瓷化学等。作为 IC 电路板硅片的领导企业,信越始终奔驰在大口径化及高平直度的技术最尖端,并且是全球最早研制成功最尖端的 300mm 硅片的公司。

  日本在光刻胶上独领风骚。业内都知道,光刻胶专用化学品生产壁垒非常高,国产化需求十分强烈,化学结构很特殊、并且保密性强、用量少、对纯度要求高、生产工艺非常复杂、品质要求十分苛刻,生产、检测、评价设备投资非常大,技术需要长期的积累。至今,全球光刻胶专用化学品主要被日本合成橡胶(JSR)、东京应化(TOK)、住友化学、美国陶氏等化工寡头所垄断。

  因此,日本在半导体设备和材料领域,经过多年的投入、研发、技术、人才的积累,让日本至今在这个产业上有着极强的话语权。

  再回到日韩矛盾上,日本限制出口了三个韩国短期之内难以找到替代的材料:比如用于将电路图案转移到半导体晶片上的光刻胶;在芯片制造过程中用作蚀刻气体的氟化氢;用于智能手机显示屏的含氟聚酰亚胺。

  韩国的一家芯片制造商发言人曾经表示:“日本这些材料,我们无法迅速地在其他地方找到,也根本买不到。即使在日本之外找到替代品,我们也必须对其进行测试,以确保质量足够好,能够生产出高产量的芯片。重要的是,这三种材料中的两种是不能储备的,特别是氟化氢是剧毒气体,而光刻胶则会变质。氟化氢还能够从中国进口,但是光刻胶和含氟聚酰亚胺是真的很难找到替代产品。”

  据日本媒体报道,日本生产的含氟聚酰亚胺约占世界总产量的90%,而且,它还占据着全球大约90%的光刻胶产量。韩国工业数据显示,2019年前五个月,韩国从日本进口了 1.44 亿美元的光刻胶、氟化氢和含氟聚酰亚胺。

  日本针对韩国限制供应的三种材料中,除氟化聚酰亚胺主要是用于液晶显示器的制作工序以外,氟化氢禁售成为对韩国的半导体产业最致命的一击!

  高精度机床被称为工业之母。假如一个国家工业,如果缺乏这个,再强大也是虚胖。在高精度机床方面,日本占据绝对优势,比如美国先进的F22战机就是由日本SNK(新日本工机)的5轴龙镗铣机床加工生产的。

  日本最牛的超高精度机床公司yamazaki mazak(日本山崎马扎克):曾经被瑞典皇家科学院评出的世界最佳公司、英国本地最佳工厂兼出口成就奖、美国制造工程师学会惠特尼生产力奖获得者、美军US.ARMY岩岛兵工厂联合制造技术中心的机床供应商及机械师培训方、波音集团的最佳机床设备供应商等等。mazak最拿手的地方,当属machining center(加工中心)。

  全球超精密加工领域中精度最高的母机,来自于日本捷太科特Jtket的AHN15-3D自由曲面金刚石加工机,这个设备主要用来对各种光学镜头和蓝光镜片模具进行超精密车削及研磨。这台机床仅从加工精度上比全球三台军工神器——美国LLNL的LODTM和DTM-3、英国CUPE的OAGM2500还要高出接近8倍,高精度水平十分惊人。

  全球唯一一台突破纳米级加工精度的慢走丝电火花加工机来自——日本sodick(沙迪克):sodick将电火花式加工与水刀式加工结合成功开发出全球首台混合动力线切割放电加工机。

  值得一提的是,在全球任何尖端工业机械上都不可缺的传动部件上,日本HDS的高精密、大扭矩、轻量化、回力小的谐波减速机在全球拥有4成以上份额,特别是NASA、空中客车公司、蔡司外科手术镜等都是依靠它来传递反馈设备的停走、动力转向、精度定位。

  日本amada:在2000年推出的畅销欧洲的astro-540 interpro机型基础上,开发出了全球首台将激光溶接-成型-攻丝-折弯4项钣金制造工序集成于一体的复合钣金加工机LASBEND-AJ。

  日本的双主轴双刀塔车床的典型代表——okuma(大隈株式会社):okuma最令人称赞的是这家公司是世界机床界中唯一的“全能型制造商”,大隈株式会社几十年来始终坚持从核心部件(驱动器、编码器、马达、主轴等)到数控操作系统到终端,全部由自主设计开发完成,真正实现了技术上的软硬兼备。

  德国权威机械技术杂志maschinemarket曾经将最佳革新技术奖连续授予okuma的Machining Navi自动加工导航技术和多层狭缝永久磁铁磁阻电机prex motor。

  日本的松浦机械:几乎霸占了欧洲高端发动机加工,自始至终都是著名超跑法拉利、布加迪威航的重要客户。

  日本生田产机:中国高精尖科研设备铜材主要提供商,国家重点扶持机构中铝洛铜曾经向购买一整条伸铜双面铣面切削生产线。全球几乎所有的汽车品牌上的铜材的加工过程都要利用日本生田产机的设备完成。

  高精度的床要把每个部件都做的很到位,不能存在一点误差,也不允许存在一点点的失误,总之每个细节,每个部件,每个结合,每个制作都要做到极致才能成为一个合格的高精度机床。

  日本经济学家长谷川庆太郎曾发表过一篇文章,文中观点认为中国的经济发展受制于日本,认为“没有日本的机床,中国的汽车产业将寸步难行”。

  长谷川庆的文章激起无数国人的愤怼。确实,我国工业基础薄弱,机床发展起步也较晚。在至目前,我国的数控品牌设备在机器寿命、刚性、尺寸稳定性、精确度上还存在有较大差距。

  虽然如此,我国仍然是当今世界的机床制造大国,我们的数控系统在性能、功能和成套化应用方面都取得了比较大的进步,特别是低档数控系统以物美价廉的价格赢得了不少市场份额,在高档数控系统方面已实现了五轴联动功能,逐渐挺进高端市场。

  全球目前投入使用的机器人大约有95万台,其中日本就占了38%,位居世界各国之首,占据了全球机器人产业的半壁江山,日本机器人不但技术先进、而且品种齐全,先进机器人企业更是多如牛毛。

  日本历来拥有”机器人王国“的美誉,日本是全球最大机器人的生产大国和出口大国,早在2014年之前就是全球最大的应用国及消费国(但在目前已被中国取而代之)。

  机器人技术起源于美国,却最终在日本实现了产业化及规模发展,现如今,日本制造的工业机器人无论在技术上还是应用上,都处于世界领先水平。

  全球机器人四大家族:日本发那科,安川电机,瑞典ABB,德国库卡。其中,日本的发那科成为全球工业机器人销售记录保持者、利润保持者、技术领导者。

  工业机器人具有三大核心零部件关键性技术:一是控制器(控制技术),二是减速机技术,三是机器人专用伺服电机及其控制技术。

  机器人一线厂家包括:发那科(Fanuc 日本)、安川(Yaskawa 日本)、ABB(瑞士)、库卡(KUKA 德国)。 二线厂商包括Comau(意大利)、OTC(Daihen旗下 日本)、川崎(Kawasaki 日本)、那智不二越(Nachi-Fujikoshi 日本)、松下(Panasonic 日本)等等。可见,无论一线还是二线,日本都占据垄断性地位。

  日本在高精密仪器具有全球一流水平,并且具有深厚的技术积累和研发实力。比如韩国的三星是手机OLED屏幕的大哥大,并牢牢控制着OLED屏技术性能水平和出货量全球第一的宝座。市场上高端旗舰手机几乎都必须采用三星的高清OLED屏才能符合旗舰机的定位,尤其在最高端的QHD甚至分辨率更高的WQHD(2560x1440)的OLED领域,三星仍然独领风骚。但不要忘记的是,在三星高分辨率OLED屏领域背后,却是以日本设备厂商的强大实力做支撑。

  手机OLED显示屏生产中最重要的设备——蒸镀机。这台设备就是完成OLED屏最重要的一道工序——蒸镀。在世界上,只有采用日本Canon Tokki公司生产的蒸镀机才能蒸镀出最高品质的OLED屏幕。

  岂不知日本的Canon Tokki公司在研发OLED蒸镀工艺时,由于工艺十分复杂,优良率太低,使得投资Canon Tokki公司的几十家厂商知难而退、纷纷退出,从而导致Canon Tokki公司差一点破产。当时看好OLED屏在手机领域应用前景的只有韩国三星,因此,韩国三星也是咬紧牙关继续在Canon Tokki公司身上下订单,帮助了Canon Tokki公司走出困境,最终蒸镀机的工艺改良成功,OLED屏不但优良率上升,而且成本下降,重要的是还能大规模普及,最终三星也才凭借OLED屏成了手机屏幕的霸主,当然日本的Canon Tokki公司功不可没,起到了关键性作用。

  就像生产最先进性制程必须拥有AMSL的光刻机一样,要想生产最高品质的OLED屏幕,必须拥有Canon Tokki公司的蒸镀机。而三星凭借和Canon Tokki公司的特殊关系,始终垄断着Canon Tokki公司全部蒸镀机的产量,由此一直垄断着全球OLED屏幕老大的地位。直到近些年Canon Tokki公司扩大了产能,中国的京东方才有了购买Canon Tokki公司蒸镀机的可能。但即使购买到了最先进的蒸镀机,还需要研发生产工艺、逐步提升优良率及产能。

  在蒸镀工序中,除了需要日本的蒸镀机,还需要一个十分重要的小零部件——蒸镀掩膜板。恰恰是这个小部件,决定了最终面板的分辨率,及生产OLED面板的优良率。

  原因是这个掩膜板上的小孔对应的是蒸镀到屏幕上的像素点,因此,孔越小密集度越高,生产出来的OLED面板分辨率越高。要想生产能够达到WQHD分辨率的OLED屏幕,尤其需要精度达到10~20微米等级的掩膜板。而在全球市场上,只有一家日本公司——大日本印刷,才能生产出这种最高精度的蒸镀掩膜板。问题是这家公司的产量也同样全部被三星所垄断,造成其它国家的竞争对手根本无法生产WQHD等级分辨率的OLED屏幕。最终,三星就是凭借这个最高精度的蒸镀掩膜板,才生产出全球最高分辨率的OLED屏。

  为什么这种高精度蒸镀掩膜板只有一家公司能生产呢?原因是用到一种特殊的金属原材料——超因瓦板。因为掩膜板要经过蒸镀的高温环境,因此比较容易变形,而只有热膨胀系数接近0的超因瓦板,才能生产出符合技术要求的高精度蒸镀掩膜板,而这种特殊材料同样也只有唯一的一家日本公司——日立金属才能生产出来。而日立金属的产品也和同样三星签订了独家供货协议,因此,三星依靠垄断生产最高分辨率OLED所需最关键的日本公司的设备、零件和材料,才生产出清晰度最高的WQHD OLED屏幕。

  日本和德国一样都是后起工业国,都走了一条自上而下的工业化道路。比如德国人的习惯就是对一切都喜欢采取程序化,而且使用数字使之绝对精确化。日本人更是如此,日本人喜欢在过程中对一切细节都精细化,成品丝毫不马虎,可见日本的工匠精神让日本的精密仪器精益求精。

  比如日本在声、光、图像、办公设备中的小型、超小型电子和光学零件的超精密加工技术方面,具有绝对领先的技术优势,甚至超过了欧美发达国家。日本超精密加工最初从铝、铜轮毂的金刚石切削开始,到集中于计算机硬盘磁片的大批量生产,然后是用于激光打印机等设备的多面镜的快速金刚石切削,之后是非球面透镜等光学元件的超精密切削,技术都十分先进。

  比如世界上能够提供规模化且性能可靠的精密减速器生产企业不多(虽然精密减速器不是精密仪器),绝大多数市场份额都被日本企业占据:日本的Nabtesco的RV减速器约占60%、日本的Harmonica的谐波减速器约占15%、日本的住友重工(SUMITOMO)。特别是在机器人领域的应用比例,同样是压倒性的。

  比如日本HDS的高精密大扭矩轻量化回力小的谐波减速机,在全球拥有4成以上份额。日本的NASA空客蔡司外科手术镜等都是靠它来传递反馈设备的停走动力转向精度定位。

  世界最精密光学天象仪——来自日本五藤光学。这台当今世界上最先进的光学天象仪能准确投影1亿4千万颗恒星,五藤光学和柯尼卡美能达加起来在此领域已握有全球7成左右份额。

  日本中小型企业mitaka kohki(三鹰光器),利用自己独步全球的尖端技术占据了美国外科手术镜市场的7成份额,目前在售的Leica M系脑外科手术镜就是在三鹰光器的技术授权基础上开发出来的。

  日本的鹤见精机,是全球仅有的两家掌握在海洋气侯海事等领域极为重要的精密测量仪器制造技术的厂商。

  日本的daido steel出品的商飞引擎用传动轴和船舶柴油引擎用开关阀分别占到了全球36%的份额,尤其是在传动轴市场是当之无愧的全球第一。空客及波音在2010年到2025年期间要从日本东丽进口价值21-32亿美元的碳纤维材料。

  日本的天田FOL3015AJ SNK(新日本工机)的5轴龙镗铣在美国后勤车间对F22的发动机和kc135加油机的机翼进行超精密加工(以上介绍过)。

  全球粉体装备老大——日本Hosokawa micron(细川密克朗)。假如Hosokawa micron的粉体微粒加工机械出现停产,全球各大医药糖果点心商的生产车间也将随之面临瘫痪状况。细川密克朗的粉体加工机械是全球著名医药企业辉瑞,罗氏,诺华,阿斯利康,葛兰素史克等全球制药大厂的御用设备。

  医疗硬件的巅峰——全球仅有的6台投入使用的重离子癌放疗设备有5套在日本1套在德国,欧洲最大规模肿瘤科的德国海德堡大学医院都在利用日立的质子束放疗设备。

  日本的片冈机械,在内燃机超大型活塞环的专用精密加工母机领域拥有全球60%份额,被全球23个国家的各类工业厂商广泛使用。