日本半導體興衰的隱秘角落

1949年，日本一個叫山內(nèi)溥的大學生，原本即將從早稻田大學法律系畢業(yè)，突然接到父親病逝的消息，家里讓他中途退學，回家繼承一家家族企業(yè)。

這家企業(yè)已頗有點歷史，最早是山內(nèi)的曾祖父山內(nèi)房治郎于1889年成立的一家小作坊，傳到山內(nèi)溥這兒已經(jīng)是第四代，有100多名員工，主要制作花牌、撲克等賭具。

山內(nèi)溥年紀雖輕，經(jīng)營企業(yè)卻很有一套，回家后短短幾年時間就把祖業(yè)發(fā)揚光大，靠著做紙牌，居然把公司做到了上市。不過山內(nèi)溥是個胸懷大志的人，他可不滿足于只做做花牌。

問題是，接下來往哪走呢？

這個不安分的年輕人跑到美國轉(zhuǎn)了一圈，然后找到了一個新的方向：電子游戲。這玩意兒在當時絕對算得上新潮的娛樂產(chǎn)業(yè)，山內(nèi)溥一眼就看出了這里面的巨大潛力。

二戰(zhàn)后，日本經(jīng)濟復蘇迅猛，60年代時已經(jīng)是亞洲頭號發(fā)達國家，但在各方面仍是對美國亦步亦趨的小弟。美國文化在日本大行其道，日本電視上播出的節(jié)目幾乎全都來自于美國，像昭和天皇最愛看的，是超人。

那是美國在各領(lǐng)域全面引領(lǐng)世界潮流的時代，電子游戲也不例外。原因無他：任何商業(yè)產(chǎn)品，說到底都要被底層技術(shù)規(guī)律支配，對電子游戲來說，這個底層技術(shù)是半導體，而美國，是半導體技術(shù)的發(fā)源地。

1947年，在當時世界上最強大的企業(yè)實驗室貝爾實驗室，威廉·肖克利和另外兩位物理學家共同發(fā)明了“20世紀最重要的發(fā)明”，晶體管，由此引發(fā)半導體技術(shù)革命。但在之后的很長時間里，由于價格昂貴，半導體技術(shù)還無法進入民用市場，只能用在實驗室和軍用產(chǎn)品上。

半導體后來能夠走進大眾生活，一方面離不開自身技術(shù)演進，另一方面，還要有足夠廣闊的市場應用來拉動。

今天，聊起芯片，我們第一個想到的往往是電腦、手機，但在歷史上，芯片最早的大規(guī)模應用，其實是游戲機。

山內(nèi)溥正是看到了這一點，于是決定對企業(yè)進行轉(zhuǎn)型。最終這個家族企業(yè)成為了全球聞名的名字：任天堂。

然而在當時，任天堂還只是游戲行業(yè)的“小學弟”，在上世紀70年代，在游戲世界獨領(lǐng)風騷的，是一家美國企業(yè)。

1971年，英特爾推出世界第一顆微處理器4004，一個叫布什內(nèi)爾的美國工程師受到啟發(fā)，在臥室設計出了世界上第一臺名為“乒乓”(Pong)的雙人對戰(zhàn)游戲機，將它扛到酒吧后發(fā)現(xiàn)大受歡迎。

布什內(nèi)爾看到商機，果斷辭職，創(chuàng)立了一家叫雅達利的公司。

這是一個在今天略顯陌生的名字，但在當時，雅達利在硅谷是一個堪比今天蘋果公司一樣的存在。

這家公司曾在短短6年里，市值上漲60多倍，成了第一家靠賣游戲機躋身世界五百強的企業(yè)。喬布斯的第一份工作，就是在雅達利開發(fā)單機版“打磚塊”。

布什內(nèi)爾(左二)與Pong街機

正是看到了雅達利的成功， 讓日本企業(yè)敏銳地嗅到了機會。于是像世嘉、南夢宮、任天堂等公司都在1970年代中期進軍街機市場，并取得了一些成功。

不過，此時電子游戲行業(yè)的風口浪尖在美國，日本是跟在美國后面的山寨大戶。

比如雅達利推出PONG僅僅8個月后，世嘉就拿著樣機說明書，弄明白了Pong的電路邏輯，照貓畫虎地鼓搗出了日版的山寨機；另一家游戲公司南夢宮，原本是雅達利在日本的唯一經(jīng)銷商，結(jié)果在買了15臺雅達利“打磚塊”后，自己仿制了成千上萬臺。

當時的日本，半導體產(chǎn)業(yè)剛起步，要技術(shù)沒技術(shù)，要人才沒人才，所以對老大哥奉行拿來主義，毫不客氣。

可以說，對日本半導體產(chǎn)業(yè)來說，山寨游戲機起到了“啟蒙”的作用，幫助日本培養(yǎng)起了第一批半導體技術(shù)人才。

但話又說回來，單純依靠山寨，永遠別想超越對手引領(lǐng)潮流，這是商業(yè)領(lǐng)域不變的真理。對像山內(nèi)溥這樣有志向的日本企業(yè)家來說，也不愿止步于靠山寨過日子。

問題是，他們需要一個時機，一個突破口，來重新定義這個行業(yè)。

02

在游戲史上，一個重要的年份是1977年。因為那一年，雅達利推出了劃時代的Atari 2600，這款游戲機獨特在哪呢？

在半導體工業(yè)早期，通用CPU尚未誕生，軟硬件不分家，游戲主機用的都是定制電路板，玩家也只能玩主機內(nèi)嵌的幾個游戲。而Atari 2600主機，第一次采用了通用CPU芯片，然后可以通過更換游戲卡帶，玩不同的游戲。

當時有一款叫SpaceInvader的街機游戲，被雅達利移植到Atari2600，賣了600多萬份，火爆得一塌糊涂。那年圣誕節(jié)，全美國的小孩都在吵著要Atari游戲主機做禮物。

雅達利2600的廣告

而在日本，市場上還沒有像Atari 2600這樣的家用主機，Space Invader只能在街機上玩，100日元打一局，很多父母對此難免還是覺得肉痛的。

市場的痛點，往往就是商家的機會。早就對游戲市場虎視眈眈的山內(nèi)溥，覺得機會到了，他決定做出一款劃時代產(chǎn)品，一舉超越對手。

當時日本市場的消費能力還遠不如美國人，山內(nèi)溥常對下屬說：“消費者要深深愛上游戲機產(chǎn)品，首先他必須買得起?！?/p>

為了盡可能壓低成本，任天堂決定大幅度簡化游戲機：鍵盤和軟盤驅(qū)動器被砍掉，源自街機上的控制桿被改為十字鍵手柄。

作為游戲機最重要的核心部件，CPU的成本如何控制尤為關(guān)鍵。

任天堂本打算用英特爾或摩托羅拉兩巨頭的芯片，但供應商理光半導體提出了另一種方案：使用羅克韋爾6502 CPU代替。這款芯片推出不久，不僅成本超低，還能節(jié)省四分之三的電路空間，理光也擁有了它的使用許可。

6502的好處是便宜，而且在日本尚未流行，容易建立技術(shù)壁壘，但問題是，任天堂自己也不熟悉它的電路邏輯。怎么辦？山內(nèi)溥決定賭一把：就用6502芯片，沒人懂，那就現(xiàn)學。

好在也不是完全沒人懂。

1983年春天，任天堂招了一個叫加藤修平的年輕人，因為他的簡歷上有這樣一句話：“本人在大學期間通過雜志自學了6502的機器語言”。入職第一天他就被告知：新人培訓是沒有的，倒是有個十萬火急的任務需要交給你。

事實證明，這位自學成才的小伙很靠譜，他就像一本移動的技術(shù)手冊，幫助任天堂解決了很多技術(shù)難題。

與上一世代的霸主Atari 2600相比，紅白機的硬件配置有較大提升：8位CPU，2K內(nèi)存，增設了專門的圖形處理單元和2K顯存，畫面表現(xiàn)能力遠超前者。山內(nèi)溥對這款機器充滿信心。

任天堂經(jīng)典之作紅白機

就在任天堂摩拳擦掌的時候，行業(yè)老大雅達利又主動送上來一份“大禮”。由于占據(jù)壟斷地位，雅達利非常傲慢，對游戲制作人各種壓榨，程序員們怒而出走。

而雅達利徹底擺爛，放任各種粗制濫造的游戲涌入市場，徹底砸了自己的牌子，產(chǎn)品滯銷，股價暴跌，美國電子游戲市場也跟著一落千丈。這就是著名的“雅達利大崩潰”。 很多美國人覺得，游戲市場這下算是徹底完蛋了。

但美國人沒想到，游戲行業(yè)不僅沒完蛋，反而即將迎來大爆發(fā)，只不過，是日本公司替他們爆發(fā)。

1983年7月，幾乎在雅達利跌落神壇的同時，任天堂FC推向市場，一炮而紅。

任天堂吸取雅達利的教訓，不光自家開發(fā)了像《大金剛》《超級馬里奧兄弟》和《塞爾達傳說》這樣的爆款游戲，還將《魂斗羅》《雙截龍》《勇者斗惡龍》等第三方游戲拉入自家陣營，這些經(jīng)典游戲紛紛登陸FC平臺，陪伴了全世界無數(shù)人的童年。

就這樣，憑借一手軟硬兼顧、內(nèi)容為王的打法，任天堂壟斷了行業(yè)標準，幾乎以一己之力復興了游戲市場，成為全世界的游戲霸主。

FC全球市場上一共賣出了6000多萬部，其中一半都賣給了美國人，任天堂在主機平臺層面實現(xiàn)了壟斷。

03

整個80年代，任天堂打敗天下無敵手，像FC這樣的明星產(chǎn)品，銷量都是千萬的量級。另一款叫Game Boy的掌機更夸張，全系列共賣了2億多部。

任天堂Game Boy

這里有一個大背景，就是70年代開始，日本半導體產(chǎn)業(yè)的崛起。

1974年，日本政府制定“超大規(guī)模集成電路計劃”，砸下720億日元，整合全國產(chǎn)、學、研界資源集中攻關(guān)，結(jié)果只花了6年時間就攻下了美國30%的內(nèi)存市場，就連靠存儲芯片起家的英特爾都被日本企業(yè)逼到墻角，差點沒破產(chǎn)倒閉。

到1986年時，全球前10大半導體企業(yè)中，有6家來自日本，前三名更是被日電、東芝、日立壟斷。

任天堂的爆發(fā)，與日本半導體產(chǎn)業(yè)的崛起密不可分，但另一方面，游戲市場的繁榮，帶來了龐大的市場需求，也反過來拉動了日本半導體技術(shù)的迭代。

當時在發(fā)達國家，游戲機和電視、冰箱等家電一樣，有著非常高的普及率，屬于大規(guī)模生產(chǎn)的電子消費產(chǎn)品。而另一個或許讓很多人感到意外的事實是：游戲機硬件的技術(shù)含量遠遠高于電視、冰箱。

90年代以前，游戲機硬件和個人電腦硬件，在技術(shù)上幾乎是同步的，區(qū)別只是游戲機用來娛樂，個人電腦側(cè)重于辦公。但電腦由于價格太過昂貴，當時還遠未普及開來，民用芯片市場上，游戲機才是需求大戶，銷量遠高于電腦。

當時游戲機是芯片軍備競賽的重要戰(zhàn)場，為了吸引用戶，廠商總是試圖將最先進的芯片塞進自家游戲機。

還是拿任天堂為例。

理光原本只是一家不大的半導體供應商，結(jié)果任天堂一下子下了300萬枚芯片的訂單。基于6502芯片，理光開發(fā)出了一款名為“Ricoh 2A03”的中央處理器，成為FC一炮而紅的幕后功臣。

據(jù)統(tǒng)計，在1991年，任天堂消耗的特定半導體總量遠超日本其他公司，其使用的半導體數(shù)量占到了全日本半導體產(chǎn)量的3%以上。

不過對日本半導體產(chǎn)業(yè)來說，另一家影響更大的游戲巨頭，是后來者索尼。

索尼是家電巨頭，一開始宣稱要開發(fā)一部次世代游戲主機時，沒有人相信它是認真的。畢竟，索尼從來沒做過任何游戲，是個徹頭徹尾的門外漢，但很多人沒注意到，索尼在半導體領(lǐng)域深耕已久，做游戲機是順理成章的事。

早在1953年，盛田昭夫就盯上了誕生沒幾年的晶體管，他專門跑到美國取經(jīng)，花2萬5千美元購買了晶體管專利，當時一度被人認為是冤大頭。

所有人都想不到，在半導體領(lǐng)域的先行一步，將成為索尼日后輝煌的起點。

1955年，索尼推出日本第一臺晶體管收音機“TR-55”，重量只有同性能真空管收音機的五分之一，價格只有三分之一，輕巧、便宜、實用，很快在日本大賣，接著暢銷全球。

索尼的第一款明星產(chǎn)品，TR-55收音機

打通了任督二脈的索尼，從此開掛一般，朝著帝國之路不斷邁進：1960年推出世界上第一臺晶體管電視機，1968年推出大名鼎鼎的“特麗瓏”彩色電視，1979年問世的Walkman更是直接成為一種文化現(xiàn)象，成了隨身聽的代名詞，前后一共賣了2億多部……

由于索尼在半導體領(lǐng)域的積累，1986年，任天堂找上門來，表示希望兩家開發(fā)一款帶有CD-ROM的SFC兼容機。

索尼大喜過望，畢竟，如前文所說，當時游戲機的技術(shù)含量是高于電視、收音機的，借這個機會索尼也能夠進一步提升自家技術(shù)。

只是索尼萬萬沒想到，濃眉大眼的任天堂很不地道，單方面撕毀了合約。一只腳已經(jīng)邁進游戲行業(yè)的索尼索性單干，于1994年12月，正式推出了第一代Play station(PS)。

索尼組建了龐大的游戲工作室開發(fā)第一方內(nèi)容，還把南夢宮、科樂美、史克威爾等第三方大廠都找來，說服他們在索尼身上賭一把。出于迎戰(zhàn)，任天堂在1996年拿出了新型N64主機，但這一次，運氣不再站在他們這邊。

贏家是索尼，PS游戲機全球銷量超過1億臺，任天堂N64只有3263萬部，帝國開始崩塌。

一代傳奇索尼PS

相比于任天堂，索尼在核心技術(shù)的追求上，野心要大得多。

作為一家靠紙牌起家的企業(yè)，任天堂缺少技術(shù)基因，山內(nèi)溥沒有意識到：日本游戲產(chǎn)業(yè)的起步，是建立在起源于美國的半導體技術(shù)上的；任天堂最受歡迎的FC，也是建立在6502芯片基礎上才大獲成功。

今天我們常說，二流的企業(yè)做產(chǎn)品，一流的企業(yè)做標準。但標準也有食物鏈，在電子產(chǎn)業(yè)，這條食物鏈的最頂端，是芯片。

打敗任天堂后，索尼想利用自己在游戲主機市場的地位，實現(xiàn)另一個夢想：進軍芯片產(chǎn)業(yè)，建立一個具備核心技術(shù)的生態(tài)系統(tǒng)。

2013年諾貝爾化學獎得主邁克爾·萊維特教授曾公開表示，“為什么今天我們有這么強大的計算機？其中一個很重要的原因是年輕人玩電子游戲，如果沒有電子游戲，我們就不會有機器學習，不會有人工智能。”

索尼不想像任天堂一樣只做個游戲平臺商，它的目標是成為日本的英特爾+微軟。

04

在大獲成功的PS2游戲機上，索尼使用了深度定制的CPU和GPU，但問題是，這些都建立在美國的芯片技術(shù)上，底層技術(shù)它尚未掌握。

這里說一句，“深度定制”聽起來好像很厲害，其實不是什么特別高深的事，說白了，只是在別人底層架構(gòu)上修飾下罷了。

80年代，芯片行業(yè)百花齊放，市場上存在多種架構(gòu)、多種技術(shù)路線，游戲主機廠商可以從中選擇性價比最高的。

但到了90年代，這種玩法逐漸玩不下去了，因為計算機領(lǐng)域，幾乎都已被x86統(tǒng)一。放眼望去，唯一能夠與英特爾x86一戰(zhàn)的，也只剩下IBM的PowerPC架構(gòu)了，當時的蘋果電腦用的就是它，索尼覺得是個機會。

2000年，索尼和東芝聯(lián)手敲開了IBM的大門，三家達成技術(shù)同盟，聯(lián)合開發(fā)基于PowerPC架構(gòu)的下一代芯片——Cell。

索尼的如意算盤是這樣的：憑借Cell的強大性能，PS在下一代游戲主機上徹底擊潰對手，同時，利用索尼在游戲主機市場的規(guī)模優(yōu)勢，反攻PC市場，使Cell能夠與x86架構(gòu)分庭抗禮。

這是一個相當宏大的暢想，如果實現(xiàn)，日本IT產(chǎn)業(yè)將有希望與美國同行平起平坐。

2001年，索尼和IBM聯(lián)合舉行發(fā)布會，首次公布了Cell芯片的技術(shù)指標：集成2.5億個晶體管，每秒1萬億次浮點運算，堪比超級計算機！在擅長造熱點的媒體口中，后來成了“Cell處理器可以模擬地球”。

這個驚天地泣鬼神的宏大目標，要是真能做到，索尼何止贏得下一世代的游戲主機戰(zhàn)爭，連英特爾也得對它俯首稱臣，計算機將迎來Cell芯片時代。

然而，理想很豐滿，現(xiàn)實很骨感。

事實證明，做芯片可比做游戲難多了。Cell前前后后花了40億美元，性能卻始終未能達到預期，過于復雜的結(jié)構(gòu)，導致Cell成了燒錢無底洞。

索尼進退維谷，繼續(xù)投入吧，成本進一步飆升，完全喪失性價比，就此罷手吧，索尼的星辰大海，算是剛開個頭就煞了尾。索尼勉強把不著調(diào)的Cell芯片用在了PS3上，結(jié)果因為性價比太低，一直在虧錢。

命運多舛的Cell處理器

就這么折騰幾年后，Cell實在搶救不過來了，最后團隊解散，Cell被并入IBM的主流芯片產(chǎn)品線。

但不得不說，假如Cell成功了，對日本半導體產(chǎn)業(yè)而言將是一次極大的勝利。

相比之下，掌握半導體話語權(quán)的美國人，在進入21世紀后搞出了一套自上而下的打法。

2001年，微軟推出Xbox，比爾蓋茨親手在時代廣場將一臺Xbox交到用戶手里。與索尼、任天堂相比，Xbox的硬件空前強大：英特爾奔騰3處理器，英偉達NV2A定制版GPU，內(nèi)存也是PC通用型號——與其說是游戲主機，不如說是一部定制的游戲PC。

Xbox最終賣了2400萬部，雖然沒打贏索尼的PS2（這貨賣了1.59億部，簡直逆天），卻把任天堂從老二的位子上拉了下來，算是給美系游戲廠商出了口惡氣。

05

80年代后期，美日半導體戰(zhàn)爭爆發(fā)。

美帝一連串鐵拳落到日本頭上：制裁索尼、東芝這樣的頭部公司，征收反傾銷稅，簽訂《美日半導體協(xié)議》。

日本半導體產(chǎn)業(yè)放緩投資和研發(fā)，開始步入衰退之路。到2016年時，世界十大半導體公司榜單上，日本只剩下東芝一家在苦苦掙扎。

但有一點乍看起來卻似乎有點反常：獨霸游戲市場的任天堂，當時并沒有登上美國的黑名單。即使在今天，任天堂和索尼依然是游戲界最強大的存在，微軟在Xbox上燒了十幾年的錢，至今也只能勉強排老三。

這又是為什么呢？

仔細想一下就會明白這并不奇怪，日系游戲機的芯片架構(gòu)，幾乎都來自美國公司，看似強大的日本游戲廠商，其實并未掌握底層技術(shù)。這樣的話，任天堂和索尼的游戲機賣得越多，對美國半導體產(chǎn)業(yè)的“輸血”也就越多。

在科技史上，有句話常被引用：需求是技術(shù)之母。

在科技創(chuàng)新的規(guī)律中，有一個“死亡之谷”模型：人類絕大多數(shù)的技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)明，都會湮沒在歷史長河中，只有實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化，進而存活下來，得以傳承。

對于芯片這種技術(shù)門檻高、投資巨大的高科技產(chǎn)業(yè)來說，尤其如此。

娛樂是人類生活永恒的主題之一，電子游戲的流行催生出了龐大的需求，不斷刺激半導體技術(shù)升級，也通過攤平投入拉低了成本，從而促進芯片性能的持續(xù)迭代，最終導致了個人電腦時代的到來。

2022年7月，中科院發(fā)布了一項看起來很“不正經(jīng)”的研究《游戲技術(shù)——數(shù)實融合進程中的技術(shù)新集群》，核心觀點就一點：游戲在硬科技發(fā)展中起到了重要作用，算是給電子游戲“精神鴉片”的惡名非常有力的回擊。

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