日本的F-2战斗机，这是世界上最昂贵的战斗机之一，也是世界上产量最少的三代战斗机。总产量不会超过99架该型战斗机将在2012年以前停产
日本目前拥有大约90架F-4EJ战斗机，这些飞机的机龄长达20多年，面对中国空军日新月异的快速发展，已经严重不堪重用。特别是中国空军近五年来，三代战机机队大幅度扩充，中日空军之间的质量差距消失殆尽，而在数量上日本航空自卫队面对中国空军已经毫无优势。在产量上，据外媒估计，中国每年新生产的战斗机数量经次于美国，几乎是日本产量的十几倍。日本在上世纪80年依靠引进F-15战斗机而积累起来的技术优势已经荡然无存，而甚至是邻国韩国在引进F-15K战斗机之后，也在质量上明显优于日空自。
在日本周边国家普遍升级空中力量的今天，航空自卫队已经丧失了技术上的绝对优势。日本一直在寻求新的机型以替换九十余架使用六十年代技术与麦道合作生产的F-4EJ战斗机。在过去一年中，外界将注意力聚集在日本在外交上的努力，该国试图购买洛克希德·马丁公司生产的F-22A战斗机，这是世界上惟一已经投入现役的第五代战斗机。不过由于美国军方高层一些人认为F-22A不得出售国外，并且国会曾在1998年立法禁止“猛禽”外销，美国一直拒绝提供机密资料。日本对于同为洛·马公司生产的F-35也很感兴趣，不过要到下一个十年末期才能获得此型战机。防卫省长官石破茂甚至表示如果日本不能获得F-22A的话，日本也可以採购欧洲的“台风”。
面对中国空中力量的崛起，日本焦虑不安。日本军方既关注中国4代战机，也担心丧失空中优势。
更让日本人尴尬的是，如果F-X战斗机项目不能尽快的部署，那么日本航空自卫队要么只能减少现役F-4EJ战斗机的飞行时间，要么就要大规模停飞这些“老爷车”飞机。据汉和防务报道，为了对抗中国空军和海航部队的苏-30战斗机，日本航空自卫队将F-15战机部署在冲绳那霸基地，由于那里过去仅仅部署了F-4EJ战斗机，这些战斗机根本无法对抗解放军的新型战斗机，日本航空自卫队只能调拨日本本岛的防空部队进驻冲绳。但是在面对即将进入中国海航部队的新一代歼-11B和歼-11BS战斗机，日本的F-15也只能硬着头皮勉强应付。
2009年，日本共同社报道说，中国人民解放军空军11日迎来了成立60周年纪念日。中国军费已连续21年以两位数的速度增长，以巨额军费为后盾，中国空军正在研发最尖端战斗机，还部署空中预警机(AWACS)，这些都不由令日本军方担心“日本即将失去空中优势”。
在10月1日的建国六十周年阅兵式上，中国空军首次展示了自主研发的预警机“KJ2000”。KJ2000曾参与去年5月的四川大地震救援活动以及8月北京奥运会的反恐工作，事实上已经开始了在高空开展收集情报及指挥控制等“实战”运用。
据加拿大汉和防务评论员平可夫称，中国空军拥有约280架“歼-11”战斗机，性能与日本航空自卫队拥有约200架的F-15战斗机不相上下，而可与F-16匹敌的“歼-10”战斗机也拥有140架。日本军方人士指出，“此前虽然在数字上处于劣势，但日本可以与空中预警机合作在质量上取胜”。该人士进一步分析称，“一旦中国也部署预警机，可以认为日本的空中优势将逐渐消失”。
此外，中国空军还在开发具有不易被雷达发现的隐形功能及超音速巡航功能的第4代战斗机，预计8至10年后开始部署用于实战。第4代战斗机中，目前全球只有美军F-22已完成部署，据称一架就可以击落200架第3代战斗机。
日本人的如意算盘是通过F-X项目来引进F-22A战斗机，来继续保持对中国空军的技术优势。但美国死活不肯卖给日本，让日本航空自卫队基本断了买F-22战斗机的念头。
关于日本新一代主力战斗机，日本已放弃购买F-22，选定工作主要围绕第五代F-35展开，但进展情况并不顺利。另一名军方人员表示，“如果日美不切实协商如何应对的话，10年后空中优势可能消失殆尽。”
平心而论，拥有F-22对日本航空自卫队来说是一步好棋，一方面可以继续保持对周边国家战机的代差，另一方面，通过引进生产，日本将掌握大量先进技术，对发展日本本国的航空技术产业具有重要作用，第三，使得三菱公司的战斗机生产线在F-2战斗机停产之后得以延续，确保每年都有战斗机出厂。避免过度依赖美国的情况出现，但是这算盘打得未免太精了，美国人却在打自己的算盘，向日本出口F-22技术对美国的国防安全和国防产业也许不是个好消息。
在这种情况下，日本人只能对对F-15进行现代化改进。
众所周知，日本航空自卫队的F-15的现代化改进计划，除了是针对日渐老化的零部件外，一个更主要的原因便是提高防空能力，以应对2010年之后军事航空技术的进步对其领空所带来的威胁。该现代化改型计划从1997年便已开始，其目的是使日本航空自卫队能对付未来可预见的威胁，确保其在电子战环境下导弹战的优势，提高对战场态势感知和把握能力，并据此做出必要的判断与决策。因此在F-15的现代化改进中，航空自卫队主要是对火控雷达、中央计算机、发电机、制冷系统进行换装，并装备战术数据交换系统的终端以及综合电子战系统。
但是，由于日本财政状况的恶化，F-15的现代化改进计划的每年所占的防卫预算逐年减少。该现代化改进计划共分为2阶段：当初的试改1号机是对雷达、中央计算机、发电机以及制冷系统换装的型态1型，型态2型在1型的基础上装备了综合电子战系统和战术数据交换系统终端。
试改1号机从1997年开始设计，经过了基本设计、细部设计、搭载设备以及制作等流程，2002年4月供试改的F-15J被运送到三菱重工名古屋航空宇宙系统制作所的小牧南工厂，开始进行机体改进。试改1号机改进后的效果如下：
雷达：换装了由现有的APG-63发展来的APG-63（V）1。换装后探测距离延长了，抗电子干扰能力提高，如果再装备远距空空导弹，就可以对抗电子战能力优异的作战飞机。APG-63（V）1综合了美国空军F-15E“攻击鹰”上APG-70的技术，所以总体性能及可靠性都有所提高。
中央计算机：采用洛克希德 马丁公司制造的计算机替代现有的AP-1R。随着运算能力的增强，存储容量也得到很大的增加，因此，完全可以适应雷达换装后所应具备的更高的运算和处理能力。
发电机：由于进行了相应部件的换装，要求发电能力也相应提高。更换发电机后完全可以达到要求。
制冷装置：换装所带来的发热量的增大，必然需要相应的制冷装置。
试改1号机的机体改进工作，已于2003年7月3日接受技术确认试验审查，7月18日在公司内部进行首飞。如果一切顺利，紧接着在10月16日进行交付前的再次完全技术测试，测试合格后的飞机在21日开始交付。
除了外购外，自研下一代战机也是日本的选项。今年的8月10日，防卫省决定继续推动第五代战斗机项目，将下一年度国防预算的主要开销用于尖端国产战斗机技术的研究，并计划开发能够进行测试飞行的“先进技术验证机”，也就是所谓的ATD-X，或者称为“心神”。预计ATD-X将兼具隐形性和高机动性，并且将装备本国研发的发动机，首次飞行时间定在5年内。
乐观派认为，如果利用ATD-X研制隐形战斗机，并能在2017至2018年投入使用，虽然赶不上F-X计划的进度，但可以在今后用来替换自卫队现有的F-15早期型战斗机。
然而，F-22和F-35的“难产”使人很难对新战斗机的研制保持乐观。特别是发动机、雷达和各种传感器，都要“从零开始”，这极为耗费时间。此外，模型机和实战用飞机的飞控系统软件也有很大区别，如果ATD-X于2011年首飞，到2017年实用化，其间只有6年时间，要解决全部问题是相当困难的。
作为第五代战斗机，F-22不仅强调隐形性能、超音速巡航和高机动性，还装备有高性能的雷达和电子战设备，并具备网络中心战能力和高度的可维护性。如果要以ATD-X为基础研制F-3战斗机，必须克服大量技术障碍。而且，美国在隐形、雷达和数据链等技术的输出方面更为敏感，可能会在日美关系中造成外交难题。从这一角度看，ATD-X战斗机究竟能发展成为F-3战斗机，抑或是以“心神”验证机而告终，最终可能要取决于政治判断。