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京瓷进军海外和硅谷的兴起




下面讲半导体封装的开发。

虽然我们成功开发了前面谈到的陶瓷新材料,但是在当时的日本,愿意使用的客户却不多。当我们去拜访当时日本著名的电器厂家比如东芝、日立、索尼等的研究室,拿着样品问他们“能不能考虑采用我们的产品”,他们都不理不睬。无奈之下,我就同上西阿沙先生(后来京瓷的副社长)商量,决定去美国找市场推销产品。上西是我在松风工业时期的前辈,他英语说得非常好。

东芝、日立、索尼等日本的电器厂家都从通用电气、威斯汀豪斯等美国响当当的大企业引进技术。我们应该去美国,如果我们能够说服美国的这些企业使用京瓷的产品,那么日本的电器厂家一定也会使用我们的产品。

当时我是这么想的:“不管我们如何费尽口舌去推销,日本的这些大企业还是无动于衷。这些企业的研究室里尽是名牌大学毕业的技术员,我这个从地方大学出来的人去拜访,给他们做说明:‘我们做出了这样的新东西,你们能采用吗?’他们总是不理不睬。既然如此,我们就去美国,想办法让美国企业用上我们的产品,那些美国企业是他们心中的上帝。”

经历千辛万苦之后,我们在海外的销售终于获得了成功。日本企业从美国企业引进技术用于生产产品的时候,美国企业会发给他们产品生产的规格书,规格书上标明使用什么原材料,以及制造方法等。

如果京瓷获得美国企业的认可,那么,当日本厂家说“想制造这样的真空管”时,同他们进行技术合作的美国企业就会告诉他们“要使用京瓷的产品”,并在规格书中注明了产品代码,这下就没有了商量余地,日本厂家只好使用京瓷的产品了。

而在这之前,上西可谓吃尽了苦头。当时,在加利福尼亚州中部旧金山港的南边,有一个名叫圣何塞的街镇,在斯坦福大学校园附近,后来成了硅谷的中心。上西和他夫人一起转移到那里,租了一套房子当京瓷的事务所,非常努力。

在硅谷的一角有一家仙童半导体公司,它从1957年开始就生产硅晶体管。当时,收音机上一般都使用锗半导体,但因为硅的性能更好,所以它开始批量生产硅晶体管。仙童半导体公司为了解决硅晶体管的绝缘问题,需要大量的晶体管基盘,这个基盘的核心零件是陶瓷串珠。当时,仙童公司给我们下的订单有几千万个,京瓷大批生产交货。

不久后,得克萨斯州达拉斯的德州仪器公司(TI)为了发展晶体管技术,提出了一个新的概念,就是把晶体管和二极管放在同一个基板上形成集成电路(integrated  circuit,IC),这是杰克·基尔比博士想出来的。就是把5~6个晶体管和5~6个二极管组成一个电路,这就是大规模集成电路(LSI)的雏形。现在的超LSI就是在一张小小的芯片上载有几百万个晶体管,完全是另一个数量级了,但当时只有几个晶体管和几个二极管。

这个IC就是在硅的芯片上形成电路,这个概念一经诞生,由德州仪器公司首创的这个事业一下子就传播开来,硅谷的企业开始制造IC,这时候,在仙童公司从事硅晶体管制造的技术员纷纷独立,办起了风险型企业。这样才开始有了现在的硅谷。这些独立创业的人中间有一个人名叫罗伯特·诺伊斯。大家使用的电脑中,我想大多装有英特尔的中央处理装置(CPU),这个英特尔就是罗伯特·诺伊斯从仙童公司辞职后创办的公司。

1968年诺伊斯从仙童离职并创办英特尔的时候,来京都访问过我。他说:“我想创建英特尔公司,但制造新的IC少不了稻盛先生做的陶瓷封装,希望你能供应。”也就是说,当时京瓷受到了仙童公司以及从仙童公司独立出来的硅谷各企业的广泛信赖。



从“口香糖”灵感产生的新概念


上西先生在拜访这些美国客人的时候,对方的技术员提出如下诉求:“为了发挥新的IC的功能,现有的靠压制成型的、形状简单的陶瓷零件已经不能满足要求。”

“硅对于环境变化的适应力很差,必须将它与外部的空气隔绝,不受温度和湿度快速变化的影响。而且外来的电信号输入以后,经过两层电路再输出信号,希望你们做出这样的东西。就是要把多层电路密封在陶瓷的烧制品中,这样的封装形状是扁平的,又要像蜈蚣一样伸出许多金属的脚。请你们开发出这样的封装产品。”

听到客户的要求,我们就开始试制。因为多层封装是一个全新的概念,所以最初的想法是:“这样的东西做不出来吧。”但想到客户的话:“如果你们能够做出这样的产品,我们制造IC的企业会下巨大的订单。”而且我们听说美国的陶瓷厂家也在试作产品,试图将两片陶瓷薄板重叠在一起,但进展不顺利。

但此时,我却来了一个灵感,“做一个像口香糖那样的东西试试怎么样”。

过去制造的陶瓷产品,都是采用将松脆的陶瓷粉末加压固定的方法。这次做一个有黏性的类似口香糖的东西会怎样呢,而且必须在高温烧结的陶瓷中有电路通过,所以应该采用耐高温的金属钨的粉末来制造。我这么思考。

正好京都有一家叫西阵的染坊,拥有丝网印刷技术,这项印刷技术可以派用场。先做出口香糖那样柔韧的陶瓷薄片,再用丝网印刷法将糊状的钨粉印刷在薄片上,印刷出的花形就是电路的形状。然后一层层累积后烧制。

金属钨虽然只在非常高的温度下才会熔化,但如果放在普通的炉子里烧制的话就会氧化。在印刷钨粉电路时没有问题,但陶瓷的烧制必须在钨粉不会氧化的条件下进行,为此,要向炉内灌入氢气。只有在含有氢气这种还原性气体的炉中烧制,用钨粉做成的电路才不会氧化,才能作为导体留在多层烧结后的陶瓷薄片之中。

然而,在1300~1400度高温的炉中注入纯氢气的话,有可能发生大爆炸,又要不让氧气混入,于是就想办法用氢气和氮气按一定比率做成混合气体,以避免发生爆炸。这样烧制时钨粉就不会氧化。因为开发出了这种烧制技术,才使多层封装的概念变成了现实。