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光变：一个企业及其工业史 [:1703989331]
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光变：一个企业及其工业史 第二节 一个国际化的高技术工业
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TFT-LCD工业从诞生起就是国际化的，它的起飞也凭借了非日本企业特别是美国企业的核心能力。从供给角度讲，虽然率先进入大批量生产阶段的是日本企业，但使这种生产得以实现的制造平台（产业链）却是几个国家的企业共同努力的结果。从需求角度讲，这个工业的第一个“杀手”客户是笔记本电脑工业，而这个高度国际化的客户也使TFT-LCD工业具有国际化的性质。于是，来自几个国家的企业在同一个地点（日本）创造出一个全新的工业，这在技术史上是没有前例的（Murtha et al．2001，p.5）。
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虽然美国企业对TFT-LCD的研发半途而废，但在以日本为集聚地的TFT-LCD工业从孕育到崛起的过程中，却有若干美国企业迅速进入，并成为推动这个工业崛起的重要力量和参与者。这些美国企业获得成功的主要原因，是它们通过与日本企业的合作而参与了产业主流的知识创造过程。IBM、应用材料公司和康宁是其中三个具有代表性的企业。
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IBM公司
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IBM很早就在平板显示领域发展出很强的优势。在进入液晶平板显示领域之前，IBM的沃森实验室已在研究气态等离子显示技术，它通过与东芝、dpiX（施乐分出来的企业）的成功合资，开发了适合军方的高分辨率显示面板，只是对于普通顾客过于昂贵。在1970年代早期，IBM公司是全球电脑主机的主导者。在1980年代早期，分散化、个人化并以显示为中心的计算机世界开始出现，致使IBM面临着战略危机。不过，IBM作为1970年代后期第一个进入气态等离子平板显示商业市场的企业，产品很有销路，主要应用于金融交易大厅的数据显示。IBM对进入平板显示产业的兴趣开始于进入电脑桌面显示器业务，它想在某种能替代CRT或能弥补CRT缺陷的显示制造技术上有所突破。IBM公司在重新审视战略时，发现等离子技术更适用于电视而不是电脑，因为那时的等离子显示是单色的，重量很大，对于便携式应用来说消耗太多能量。于是，IBM把纽约州的等离子工厂卖掉了。
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放弃等离子开发使得IBM更关注其他的平板显示技术，而IBM日本（IBM设在日本的子公司）的高管此时看到了全球显示技术向TFT-LCD转变的潜力。当IBM内部还在对技术争论不休时，精工在1983年的国际信息显示年会（SID）上展出的彩色TFT-LCD显示器像是一颗炸弹给IBM以巨大冲击，这一展示清晰地表明TFT-LCD满足了市场对便携彩色显示的需求和期望。正如IBM高级工程师史蒂夫·德普在2000年评论说，当时“TFT-LCD就像已经藏在岩石的某个角落的极小的哺乳动物，尽管恐龙还活在这个世界上”（Murtha et．al 2001，p．74）。在是否对新型显示开展研究的争论中，IBM的执行副总裁麦格罗蒂表示了支持态度，理由是在将来很多的重要产品中，显示会成为“所有这些电子产品的集成点。”他相信，如果IBM要成功地把TFT-LCD商业化，这个项目就必须像早年IBM建立个人电脑部门一样，“不能在大象的笼子里养老鼠”，必须进行“系统外的管理，在新的市场竞争中需要有一个新的组织，因为原有的组织会（对新业务）有所限制”（ibid.，pp．75-76）。IBM的管理人员饶有兴趣地参与了这场争论，他们也相信IBM应该在TFT技术方向有大的进展，而且相信IBM日本有独特的位置在这个新业务中领先。TFT-LCD似乎给IBM日本提供了称为一个首创者的独特机会——液晶产业的发展演进在日本最为迅速，很多IBM日本的设备供应商都参与其中。IBM的四位高管组成了“平板显示指导委员会”，鼓励IBM日本开始进入TFT研究，为将来生产做准备。
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于是，IBM日本与东芝结成了研发战略联盟。1986年4月，两个企业同意对为期两年的合作研究分摊成本。这项研究由东芝、IBM日本以及IBM在美国的约克城高地实验室共同进行。每个企业都会用各自的设施进行研究，从东芝开始尽快建立第一条研发生产线，最后每个企业都可以自由地追求自己的生产计划。达成协议后，东芝的工程师立即投入到产线设计工程中，订购设备，并于8月开工。仅一个月以后，试验产线已经建好并开始运营。IBM的管理层相信与东芝的合作是实现商业化的最快途径。在第一年的合作中，IBM日本在显示技术方面的高级技术人员和项目主管平野真一的监督下，建造了达到最新技术发展水平的洁净车间设备。当IBM工程师第一次去日本的研发产线工作时，每个人都配了一个伙伴共同负责产线上的一块玻璃，而每一个合作伙伴都是特定工艺步骤的专家。从1986—1988年，双方工程师的第一年在东芝实验室共同工作，第二年在IBM日本的研发洁净室共同工作。
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这一联盟在1987年开发了两个9.5英寸的展示样机，1988年又开发了一个14英寸的样机，后者让IBM高层印象深刻。此后，IBM决定扩大和东芝的研究合作，利用曾经参与合作研发的工程师以使投产的速度更快、成本更低。1989年的8月30日，在IBM和东芝合作研发的样机公布一年之后，两家公司决定成立DTI（Display Technologies In.）制造联盟，双方各占50％的股份。DTI的总部和第一条生产线都设在姬路，于1991年投产。DTI充分利用了合作双方的不同能力所带来的学习机会，东芝公司的DRAM（半导体存储芯片）工程师在TFT阵列（Array）制程上工作，而STN-LCD工程师则在液晶灌注成盒（Cell）制程上工作；IBM在约克城高地实验室的显示小组和DTI一起工作，为TFT阵列制程配置新的测试设备，在后一制造步骤前测试TFT玻璃基板，使得操作工能在高成本的后续步骤之前就除去或修复有问题的阵列，减少了浪费。知识的创造使得DTI有了一个紧密联系的独立身份，IBM和东芝都从DTI中学习，获得新专利的知识基础，确保他们在彼此互相竞争的笔记本生产上使用最先进的TFT-LCD显示技术。（进入21世纪后，随着IBM向服务商的转型，它最终退出了TFT-LCD工业。）
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应用材料公司
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应用材料（Applied Materials）公司是美国重要的半导体设备制造商。与IBM一样，它也是为了能够在日本市场上竞争，于1979年在日本设立子公司——应用材料日本。到1989年，应用材料在日本的销售量已经占到其全球总销量的40％。
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1991年，还在为提高良率而挣扎的东芝和夏普找到应用材料公司，探讨如何把他们的半导体设备改变为TFT-LCD的生产工艺，当时夏普和东芝的1代线只达到10％的良率。这次接触使应用材料公司看到了TFT-LCD工业的潜在市场，于是在同年成立了应用显示技术公司（ADT，Applied Display Technologies.，AKT公司的前身）。应用材料的管理者认识到他们大多数的平板显示客户在日本，所以把总部设在了日本神户，但是把后端的制造和组装留在了加利福尼亚。这种地理上的接近确保了他们能更好地理解客户战略信息。
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为解决客户的问题，应用材料公司派出工程师参观了夏普和东芝的生产设备，并向它们学习TFT-LCD的制造工艺。经过分析，应用材料公司决定专注于化学气相沉积（CVD）设备，因为这是生产过程中的关键部分(3)。为了开发新的CVD设备，应用材料的工程师和他们的竞争对手在夏普和东芝紧密合作。从夏普和东芝反馈回来的材料和设备运行情况，对于他们开发新设备的能力非常重要。为了获得他们所需要的数据，应用材料的工程师需要和面板厂商的人员一起工作，每周7天，每天3班。只有通过这样的方式，应用材料的工程师们才理解了如何改进CVD设备的可靠性。在开发过程中，东芝和夏普也把他们的工程师送到应用材料公司工作。
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1993年10月，应用材料公司宣布CVD商业化，推出的产品命名为AKT-1600，它能够使面板生产线的产出良率从10％上升到90％。1994年，当TFT-LCD工业的第一批2代线开建时，这些厂商都有机会从这种新设备的创新中获益。每条2代线都需要四台AKT-1600这样的机器。到1994年年底，应用材料公司的产品在日本CVD市场的占有率已经位居第一，获得大幅利润。AKT-1600的引入标志着TFT-LCD工业演进到了一个历史时刻，跨越了生产率缺陷对TFT-LCD技术前景的限制，第一次使得平板显示技术挑战了CRT在显示市场的主导地位（Murtha et al．2001，p．113）。通过解决CVD技术问题，应用材料公司最终稳定了高产出的过程，这个过程使得建立高度竞争性的产业结构满足大众市场成为可能。AKT-1600一夜之间成功克服了混乱的设计工艺对TFT设备和材料制造商利润的持续挑战。
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从1993年6月到1998年3月的5年间，应用材料和日本一家重型机械制造商小松（Komatsu）结成了战略联盟，即AKT（Applied Komatsu Technology），各占50％的股份。这次合资的动机与寻求市场、技术或资本的传统标准不同（应用材料有足够的研发和资金投资，在日本半导体工业中拥有令人尊敬的地位），应用材料积极寻求合作伙伴是想了解客户对新业务的持续和增长的需求，希望小松很多有才华的年轻人快速进入这个领域。
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尽管应用材料公司和客户关系极为紧密，但管理层还是在各世代线设备的升级转换率上犯了严重错误。他们以为像半导体工业那样，玻璃基板的尺寸和晶圆（wafer）的尺寸都会在相当长的时间内保持不变。但实际上，他们后来发现在平板显示工业中，玻璃基板的尺寸会随着显示尺寸的增大和生产效率的提高而迅速变大。尺寸的增长要求重大的工程设计变动，这就使得应用材料公司很难享受到规模经济带来的好处，也不能把工程设计从生产中分离出来。为了将来更准确地参与到玻璃尺寸的变化中，应用材料加深了和客户以及客户的客户（笔记本电脑商）的联系。直到目前，AKT占等离子体化学气相沉积设备（CVD）的市场份额已经超过80％，成为全球TFT-LCD产业的核心设备生产领域的领头羊。
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康宁公司
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康宁公司（Corning，Inc.）是一家重要的材料公司（玻璃）。1970年代早期，康宁已经在向手表和计算器厂商销售液晶显示的玻璃，获得了很多经验。康宁的研发人员采用医学实验室显微镜盖玻片那样的玻璃，开发出极薄的玻璃用于液晶显示器。此外，康宁还开发了专有的熔融玻璃制造技术，用以生产超薄的、无需研磨和打光的光学无缺陷玻璃。但早期的液晶显示器并不需要这种先进的熔融玻璃（fusion glass），大多数康宁供应的玻璃仍然是采用传统方法生产。
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1980年代早期，负责康宁日本销售工作的古山（Furuyama）发现一件奇怪的事：一些主要的日本电子企业开始逐渐增加了高级产品（即熔融玻璃）的订单。在当时的液晶及其应用的技术水平下，这些订单发出了逐渐明朗的信号：很显然是有新的事物要发生了。古山根据订单访问了这些公司的实验室，他在那里发现了一些还处于早期阶段的新型液晶显示技术的研究项目。这种新技术那时被称为“主动矩阵”，还没有被足够地理解为TFT（即薄膜晶体管）技术。
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康宁日本加深了与TFT研究者的联系来学习这项新技术，以及学习如何应用自己的技术能力来服务于TFT的工艺开发。通过这些沟通，康宁的研究者得出结论，他们可以稳固地建立熔融玻璃生产能力，以帮助客户加速在TFT方面的进步。制造薄膜晶体管的非晶硅沉积要求玻璃基板能够承受住极端的高温。除了光学无缺陷和抗裂，TFT玻璃基板还要能够在生产过程中保持稳定的化学性能，而熔融玻璃就拥有以上的各种特性。此外，康宁的研究者还有信心在这些特性的基础上，满足TFT厂商未来扩大显示尺寸、降低厚度、增加亮度与视觉效果的雄心。
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1983年，康宁特殊材料集团准备关闭位于肯塔基州哈洛兹柏格的熔融玻璃厂。康宁日本向技术产品部建议不要关闭该厂房，因为再花100万—200万美元就可以使其转向生产TFT玻璃基板，尽管需要不同的化学合成，以及需要达到更高的熔化温度。当时技术产品部反对这个建议，因为他们看到美国在TFT方面几乎没有进展；即使有哪种平板显示技术有未来的话，也不会是TFT-LCD，而是PDP（等离子），但PDP是不需要熔融玻璃的。从一定程度上说，当时的液晶像是一个失败者。但是康宁日本的业务人员已经和日本的TFT-LCD制造企业建立了直接的密切关系，他们坚持这个工厂必须为了将来的机会而开着。但他们在美国的同事由于缺乏这种第一手的经验，不能从现有的市场数据中得出未来能产生财务收入的模型。
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特殊材料集团的经理吉姆·凯瑟听了康宁日本的建议，同意哈洛兹柏格工厂仍然开工。凯瑟认为先进显示项目为未来可持续的竞争力提供了最大的潜力，他有两个理由：第一，康宁专有的熔融玻璃技术是与TFT技术轨道唯一相配的技术，没有其他的竞争者参与；第二，康宁日本的管理层在努力培育市场过程中已经建立起宝贵的社会资本，积累了重要的市场知识。即使一个在技术上很匹配的日本竞争者也同样面临着建立网络、熟悉市场需求的困难，而对日本以外的竞争者来说，这个障碍更是难以逾越。因此，凯瑟说服了很多反对意见，同意投资哈洛兹柏格工厂。
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1986年，松下推出了第一个TFT-LCD的便携式电视，使用了康宁的玻璃基板，给康宁带来新的未来（此前，精工1984年的小电视使用的是高成本的石英基板来承受制造工艺中的极端高温）。松下的进入证明了平板显示业务的快速增长。康宁日本的新总裁让古山去美国总部，负责扩大哈洛兹柏格的设备，并在日本建立新的生产能力。1988年，康宁在日本静冈县建立了新的工厂，通过利用和日本客户的第一手知识把握住了竞争优势，通过培育客户关系扩大了业务范围。但在康宁和其他企业都没有人能完全理解这个技术怎么会突然兴起，也没有什么投资分析能证明从实验室到大批量生产是必要的。1989年，康宁的玻璃基板业务从技术产品部转到先进显示产品部，成为独立的全球业务。
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图3.1：Grid Systems的Compass笔记本电脑
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