東芝發明快閃記憶體在日本被遺忘——NHK紀錄片講述舛岡富士雄的功績

日本東芝旗下半導體子公司 “東芝存儲器” 的購買方最終確定為以美國基金貝恩資本為主的 “日美韓聯合體”。目前,併購交易的順利完成面臨兩個問題,東芝和西部數據之間仍然存在法律糾紛,並需向相關的各國申請《反壟斷法》審查。如果2018年3月底之前不能完成《反壟斷法》審查,東芝將因為連續兩年債務超標而面臨退市。

東芝發明閃存在日本被遺忘——NHK紀錄片講述舛岡富士雄的功績

據《日本經濟新聞》2017年11月21日的報道,東芝試圖通過發行股份的方式更快地獲得融資,決議通過向第三方分配方式發行新股總額約為6000億日元給所定的投資機構。高盛作為東芝的諮詢方,找來了對沖基金領域的全球60多家投資機構,計劃於12月5日繳清款項。東芝表示,籌集的資金預定用於與西屋電氣的美國核電站建設項目相關的母公司保證金6000億日元的一次性償還。這些可被視為稅法上的虧損額,預計能通過減輕稅務負擔而增加約2400億日元純利潤,從而可避免出現約為7500億日元的超標債務。

由此推斷,東芝即使趕不及通過反壟斷法的審核,導致 “東芝存儲器” 的出售推遲,但仍可保持上市公司地位。而筆者產生了這樣的疑問:既然有解決的辦法,為何還要出售東芝約佔9成營業利潤的內存業務呢?

東芝發明閃存在日本被遺忘——NHK紀錄片講述舛岡富士雄的功績

NOR型閃存和 NAND型閃存發明者舛岡富士雄(Fujio Masuoka)

從發明NOR型 NAND型閃存到離開東芝

正當筆者思考上述問題時,2017年11月23日NHK電視臺播放了名為《勇敢者-硬骨頭的工程師》的50分鐘紀錄片。在紀錄片中,NOR型閃存和 NAND型閃存發明者舛岡富士雄(Fujio Masuoka)以及該產品開發初期的成員都以實名登場。期間,通過穿插專訪等內容,生動的講述了從研發初期到實現產業化生產的過程。

NOR型閃存主要用來存儲程序,NAND則是存儲數據的半導體存儲器。通過IoT和大數據的普及,NAND型以出奇速度急速擴大市場。

曾有傳言說舛岡富士雄是一位特立獨行的人,然而在節目中人們對他的描述讓人驚歎。在NAND的產業化方面,也讓人們理解了他們所面臨的超出想象的困難。

本文將介紹舛岡富士雄的經歷,並將以節目中的內容為基礎,介紹他的奇人奇事。同時,討論舛岡富士雄為什麼發明了NAND,東芝又是如何將其實現了產業化。

筆者作為一名原日立的半導體技術人員,想在文章開頭提出一個論點 “在日立,(即使有舛岡先生)這項研究開發和產業化也是不可能實現的。”

舛岡先生的創意在日本並未得到肯定

下圖是2種有代表性的半導體存儲器 DRAM和 閃存(NOR及NAND)的世界市場規模變化,和舛岡富士雄的職位變動。

東芝發明閃存在日本被遺忘——NHK紀錄片講述舛岡富士雄的功績

圖1 DRAM和閃存(NOR&NAND)的市場規模和舛岡富士雄的職位變動。

舛岡富士雄在1971年完成日本東北大學工程系電子工程專業的博士課程之後,成為東芝的正式員工。最初,他被分配到半導體的研究開發部門,1977年被調至營業部門。當時,雖然他針對 IBM 和英特爾等開展了各種推銷活動,但是什麼都沒有銷出去。


一年後,舛岡富士雄被調離營業部門轉入半導體工廠的製造技術部門。當時的東芝銷售業績非常好,1M DRAM 的銷量佔據全球份額的六成,舛岡富士雄似乎也為該產品的開發做出了卓越的貢獻。

3、4年後,由於ULSI 研究中心的當時研究中心所長武石喜幸先生的原因,舛岡富士雄於1980年後再次回到半導體的研究開發部門。這時,他想起了1980年時關於 NOR的創意,於是1984年舛岡富士雄首先提出了快速閃存存儲器ULSI 的概念。然而,這並未得到東芝及日本社會的重視。

另一方面,英特爾看到了這項發明的潛力,與東芝簽訂了交叉授權許可協議,成立了300人的閃存事業部。當時英特爾技術製造本部副社長、香港出身的Stefan Lai 評價稱,英特爾改良了東芝發明的 NOR,併成功實現批量生產和低價格,同時炫耀著自己豪宅,讚美 “這就是美國夢”。

儘管東芝發明了 NOR,但英特爾先行將其發展起來。舛岡富士雄並不服氣,在1987年又提出 NAND 的概念,並且和10位各具特色的同事共同研發,僅3年時間就獲得成功,並準備推動新發明實現產業化。當時的研發團隊包括 “優雅的天才” 項目負責人白田理一郎先生(現任臺灣清華大學教授)、舛岡的大管家兼出氣筒、俗稱 “沙袋” 的作井康司先生(後轉職到索尼和英特爾)、原橄欖球選手、被稱作 “隱形的領導人” 百富正樹先生(現任東芝內存技術研究所長)等。

然而在1991年,舛岡富士雄的事業後盾、即 ULSI 研究所長武石喜幸突然去世(享年63歲)。舛岡富士雄失去了最理解和最支持他的領導。當時,東芝主力商品DRAM日均2億日元的利潤收益,而逆流而上研發 NAND 的舛岡富士雄卻失去了理解者和支持者。

曾任舛岡富士雄領導的飯塚尚和評價說,舛岡富士雄是一個口直心快的人,他的行為很少有讓上司喜歡的。他在別的領導手下幹得也不太順心吧。

之後,舛岡富士雄在1993年升職為技監,但也只是空職。他沒有自己的辦公室和部下,研發預算也沒有,在東芝不能開展任何研發工作。於是,在1994年他辭職離開東芝,轉職到東北大學任教授。也是那時,NAND 開始實現了產業化生產。

舛岡富士雄,一個具有強烈個人色彩的工程師

傳聞舛岡富士雄是一個極具獨特個性的工程師,巧妙形容的話是一位天才,說難聽點他就是一個怪人。在 NHK 的節目中,記者採訪了舛岡富士雄在 NAND 研發初期的團隊隊友,講述他的奇人怪事。

作井康司從早到晚被舛岡富士雄訓斥,曾被形容是他的出氣筒。目前任職湘南工科大學教授渡邊重佳說:“他總是容易發火,不過有時候他發著火就睡著了。”

目前任職東洋大學教授的堀口文雄說,舛岡富士雄給人一種 “唯我獨尊” 的感覺,經常把那句 “地球可是為了我而轉” 掛在嘴邊。

現在跳槽到外資半導體生產廠家的有留誠一回憶說,舛岡富士雄平時有工作嗎? 說實話我也不清楚。他在公司時常是在睡覺,到5點下班時間還會問大家:“一起去喝點吧?”。舛岡富士雄這個人在團隊中十分惹眼,作井康司說:“再也沒有像他那樣的人了。非常的引人矚目。也許是幹了一份好工作的緣故吧,總是能獲得別人的諒解。”

作井提到:“舛岡先生曾在下午三點讓總務的女員工倒了一杯紅茶,之後卻說 ‘香味不夠’,又往裡面加了白蘭地。” 據伊藤寧夫回憶,當時能容納100人的屋子裡一直飄著一股酒味。

舛岡回到家之後好像整夜都在撰寫專利,所以在公司才會經常睡覺。不過,正因為如此,他才能在東芝註冊500件專利申請。其中 NOR 和 NAND 的專利佔了多數。

舛岡和他的直系下屬也是 NAND 團隊負責人白田關係不好。許多成員都提到當時 “白田先生一直躲著舛岡先生,他們之間水火不容。” 白田也講到:“說實話,我在和舛岡先生保持距離。” 有留也說:“早上上班的時候,舛岡先生和白田先生之間放著一個花盆,有那個花盆在,兩個人就不用直接面對面了。” 白田說道:“是我放的。不過舛岡先生還嘲笑了一番。” 有留說:“他們的關係普通人難以理解。”

這樣的例子不勝枚舉。發明 NAND 的舛岡先生毫無疑問是怪人奇人這是公認的。不過,關於 NAND 項目負責人的白田,作井表示他也是 “在東芝以外的其他地方找不到工作” 的怪人,是一位 “與舛岡不同類型的天才”。

為什麼舛岡能夠發明 NAND,為什麼東芝能夠將其發展起來

接下來我們來分析為什麼舛岡能夠發明NAND,東芝能將其發展起來呢?

(1)舛岡富有才幹

舛岡於1971-1993年在東芝工作的22年間裡,申請了大約500件專利。平均大約一年23件,一個月2件,其專利的申請頻率非常恐怖(順便一提,筆者16年申請了55件,在日立算是較多的一類)。

據瞭解舛岡的人講到,參加國際學會回來,拿到厚厚的草稿合集後,他會從頭到尾地通讀一遍,僅這樣就能撰寫幾十個專利。

從這些事例中,評價舛岡是極其優秀的技術人員,甚至是 “天才” 也不為過。不僅如此,他既充滿自信又非常強勢地堅持自己的主張,似乎可以說出 “地球是因為我才轉動的” “誰的話我也不聽” 這樣的話。

因為有這樣鮮明的個性,他才會想出 “突破當時常規” 的想法,這正是創造 NOR 和 NAND 的靈感源泉。

(2)從銷售部門和工廠來到了研究開發部

舛岡在銷售部門時經歷過 “無論性能多好的存儲器,價格高就完全賣不出去” 的困境。而且還曾在(可能是DRAM的)工廠從事生產技術的相關工作。因為有這些經歷,他才會對 “必須要讓存儲器降價,必須要降低成本” 有深切的體會。

因此他才會考慮 “故意降低性能以削減成本”。這就是以 “創新的窘境” 聞名的哈佛大學商學院克里斯坦森教授所提出的 “顛覆性技術”。

事實上,在 NOR 之後發明的 NAND 最初的傳輸速度比 NOR 慢1000倍。任何人都會對這種超慢的存儲卡 “瞠目結舌”。

筆者從日立企業離職後,從2003年到2008年在同志社大學研究 “為什麼 DRAM 產業會衰退”。然後得出以下結論:雖然日本曾經生產出了保質25年的高品質 DRAM 並行銷世界,但是在進入PC時代後沒有轉變生產方式,對於用在PC,其所生產的 DRAM 技術卻過於先進且質量過高。結果被低成本大規模生產 PC專用產品的三星公司的顛覆性技術取代。

因此筆者認為考慮 “生產低成本存儲器” 的舛岡在當時可能是 “打破常規” 的人,而且 “獨具慧眼”。我認為他的想法有可能是基於在銷售部門和工廠的經驗所得出的。

(3)描繪宏偉夢想

同時,在開發的初期階段,舛岡還在求職面試中對前來面試的學生講過他未來的夢想:“NAND會取代硬盤!” “出氣筒”作井當時就嚇了一跳:“他居然說出來了!”。長谷川也說大家都想不到應該有那樣 “傻事”。

可是,現在,舛岡的夢想實現了。對此,伊藤說道:“在某種程度上,舛岡先生所說的實現了,我有點後悔沒有相信他。” 舛岡所貫徹的 “非常識” 經歷了30年的歲月成為了 “常識”。

筆者從這件事上體會到了在開始一項新事業時,懷揣巨大的夢想有多麼的重要。有一句諺語叫 “著眼大局,著手小局”,身為負責人,必須能夠描繪出大局的 “夢想。”

(4)讓充滿個性的下屬自由行動

但是,“著眼大局” 描繪出了夢想,就必須 “著手小局” 開始動手了。在 NAND 的初期開發團隊中有 “不緊不慢的天才” 負責人白田,他設計出 “控制電子量回路(Bit by bit verify)”,提高了數據刻錄速度,大大提高了性能。

這位白田先生試圖打造一個 “暢所欲言” 的自由團隊,這就是團隊特色。結果開會時常常沒法做出決議。百富則成為了 “幕後負責人” 來領導團隊。再加上 “舛岡的管家兼出氣包” 的作井,白田、百富、作井三個人形成了優勢互補的絕妙組合,雖然個性迥異卻能擰成一股繩。

白田說:舛岡不會追究細節,讓我們自由地去做。在某種意義上,這或許是對我們的一種信任。但舛岡本人卻說:“實際技術開發都是由他們來做,我只是在一旁發號施令。”

堀口說:舛岡特別討厭,下面的人唯有團結起來抗衡。百富說:舛岡完全不考慮戰略方案等複雜的問題,根本不管理。但堀口也說:我覺得實際上舛岡很會管理,他做到了絕佳的排兵佈陣。

渡邊說:舛岡沒喝酒的時候會把自己比作 “釋迦牟尼”,只管安排方針策略,而部下都是 “孫悟空”,舛岡一吹氣,部下們自己就開始幹活兒了。雖然他常常如此誇張地聯想,但實際上卻起到了給部下自由發揮空間的效果。作井說,舛岡時常會讓我們做 “主角”,現在想來,舛岡也許就是 “黑子”(譯註:日本的歌舞劇表演中身著黑衣、負責換道具,使得以表演順利進行的人)一樣的存在。

中井弘人說,沒有自由寬鬆的管理環境,技術是絕不可能蓬勃發展的,而舛岡的 NAND 團隊就是集結了一些個性鮮明的人才,在寬鬆的狀態下進行開發的。我推測這是他們成功的重要原因之一。

(4)堅實後盾武石所長

舛岡於1987年發明 NAND,初期開發團隊於1993年將其商業化,那時正值DRAM 鼎盛的時代。當東芝的半導體部門正全力發展 DRAM 時,只有舛岡的團隊看向了別的方向。

作井說:我們爬上了一個背陰坡,就像不見天日的夜行者。堀口說:當時東芝的立場是不允許我們研究這樣的東西的。渡邊說,很多人覺得舛岡是個 “包袱”。大家都跟他說,與其研究 NAND 還不如好好做 DRAM。

但堀口說:舛岡拼命地維護我們的團隊。實際上,舛岡常說:讓我做 DRAM 我卻偏要做 NAND。能接受我這樣做的只有東芝。

那時支持舛岡的 NAND 團隊的是 ULSI 研究所的武石所長。“舛岡的做法符合技術發展的方向,那就好好做吧。” 這句話成了抵抗 DRAM 派的防禦壁壘。舛岡的上司武石所長是最理解他的人,可能也是 NAND 商業化取得成功的真正功臣。

如前文所述,武石所長於1991年突然逝世。失去了最大的理解者、支持者的舛岡被提上了技術總監的位置,但這個架空的職位既沒有部下也申請不到預算。他被逼進了一個無法開展研發的環境,最終於1993年離開東芝。也許,如果武石所長再早幾年去世,東芝就無法實現 NAND 的商業化。

(5)只有東芝才能實現

“天才” 舛岡在經歷過銷售和製造的業務後,發明了 “降低性能、縮減成本的儲存卡”,給個性鮮明的部下們自由發展的空間,並且得到了武石所長的支持。由此,東芝才實現了 NAND 的商業化。

這就是筆者對於 “為什麼舛岡能夠發明出 NAND,又為什麼東芝能夠實現 NAND的商業化?” 這一問題的答案。

但還有一點必須補充。那就是 “這隻有東芝才能實現”。

正如文章開頭所述,筆者是日立的半導體技術人員。在日立,即使有同樣的團隊,即使舛岡發明出了 NAND(不,沒有他在銷售-生產-研究中心的工作經驗,也許發明都難以實現),NAND 商品化也是不可能實現的事情。NAND 團隊一定會被 DRAM 主流派擊潰。

筆者雖在日立工作,但有著許多在東芝的熟人、好友,也在東芝做過15次講座。在此過程中,多次接觸到了東芝的技術文化,毋庸置疑,東芝的技術人員的確比日立有著更高的自由度。東芝有著能夠容納舛岡這樣古怪奇人的寬廣胸懷(也許是緣於有武石所長作為堅實後盾吧)。

如果舛岡在日立,必定會被視為 “眼中釘”,飽受打壓和排擠,最終只能抽身而去。NAND商業化這樣的目標,是不可能實現的。

沒有 NAND 的世界已經無法想象/世界早已離不開 NAND

在節目的最後,作井漫步在街巷,對鏡頭說 :“現在無論是智能手機、家用電器,還是IC卡、信用卡中都裝有閃存卡。一想到那些電子迴路正在運轉我就很興奮,因為人人都在用裝有閃存卡的產品。這是前所未有的。”

“要是沒有閃存卡,不知道今天的世界會是什麼樣子,可能智能手機也不會這麼普及,真是不敢想象啊。”

除了作井所說的產品,隨著當今物聯網和大數據的不斷普及,物聯網的傳感器和儲存大數據的服務器都需要大量的 NAND。因此,物聯網與大數據將會掀起一場產業革命。

的確,東芝研發的閃存卡改變了世界。這是東芝自由的技術文化的產物。

東芝已經賣掉了儲存卡產業,但絕不能失去 “自由的技術文化”,因為 “自由的技術文化” 終將會孕育出第二個 “NAND”。


內容由不定時、不保證質量的三體評論(The Three-Body Review)精選並轉自

客觀日本

東芝發明閃存在日本被遺忘——NHK紀錄片講述舛岡富士雄的功績


分享到:


相關文章: