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日本真能透过TSMC设厂振兴半导体产业吗?
日本产业观察评析
[作者 盧傑瑞]   2021年11月23日 星期二 浏览人次: [1603]

当日本政府和经济产业省积极争取TSMC到日本建立生产基地,期望确保半导体供应链未来发展,但此举是否真能够增强日本半导体产出能力和自主性,并对经济安全作出重大贡献?本文透过日本产业观察家的角度探讨事件后续的效应。


当日本政府和经济产业省争取台积电(TSMC)到日本投资时,曾公开强调「从经济安全的角度来看,确保半导体供应链的安全是很重要的」。因此「半导体供应链」一词似乎已经成为高科技产业的热门用词。


在2021年10月14日下午7点召开记者会的日本首相岸田文雄表示:「几乎垄断了先进半导体制造技术的台湾公司今天宣布,计画在日本建立生产基地。这将增强日本半导体产出能力和自主性,并对经济安全作出重大贡献。同时我们将对此投资案提供一半以上的补助金额。」这段谈话是在当天稍早的TSMC财报发表会上,宣布将在日本新建一座工厂之后,日本政府所做出正式且正面的讯息。根据新闻报导,TSMC将与DENSO、SONY合资设立22-28nm制程晶圆厂,而这项总投资金额约为8000亿日元,预计将于2024年5月开始生产。



图1 : 日本首相岸田文雄召开记者会宣布,支持TSMC在日本投资1亿日圆建厂投资案。(source:智动化整理)
图1 : 日本首相岸田文雄召开记者会宣布,支持TSMC在日本投资1亿日圆建厂投资案。(source:智动化整理)

日本官僚下的副产物:一个曾经失败的日之丸半导体计画

消息一出,日本各媒体、产业专家、资深媒体工作者皆以不同面向分析了此投资案。例如,一些经济媒体解释,由于预期中国未来的崛起,日本和美国将更加深与台湾的往来,加快先进技术的开发。并且相信这项投资案的被公开,是在经济产业省默许与暗中推动的。有位评论家更认为,这项投资案极有可能是一些始终无法提振日本半导体产业的官僚,在多方运作下达成所期望的结果,借此希望吸引外国半导体业者到日本投资,振兴日本半导体产业。


一位资深评论家指出,一些已经离开经济产业省的官方人士也曾提出相同的观点。这让他想起了,以东芝和SONY联合开发了用于PS3的CELL处理器的90nm制程技术为目标,高达315亿日圆的ASPLA(先端SoC基盘技术开发)专案(2002-2005年)的噩梦,而该计画是由经济产业省一位电子部门的负责人一时兴起而开始的,最后却是无功而返。


至于会推动TSMC与SONY的背景,日本半导体业界人士免不了评论,在2019年半导体短缺之前,日本领先的半导体制造商只有逻辑半导体领域的瑞萨电子、CMOS感测器领域的SONY,和快闪记忆体领域的铠侠(Chioxia)。其中,瑞萨推出了Fab Lite(轻晶圆厂)策略,以巩固其生产基础。而铠侠由于其大股东东芝的管理不稳定,并不具备积极的投资条件。唯一的希望是SONY,它在智慧手机的CMOS感测器有很高的市占率,并且正在寻求扩展到汽车和工业应用。


在当时,日本政府并不鼓励企业加大对半导体的投资,因此,这些半导体自然要规划对未来的投资,以便具有合理的可行性,不过演变迄今,令人惊讶的是日本政府现在居然愿意为该投资案补助多达5000亿日元。


一位媒体工作者认为,日本政府会对半导体产业采取某种意义上的冷漠态度,是因为对2000年代所有各种日之丸半导体计画(日?丸半导体??????)失败的反应。他表示在2002年刚开始当记者时,第一个采访的产业是半导体制造设备和材料,当时报导了在政府支持下进行的各项半导体专案,如MIRAI、Selete、HALCA和EUVA等。这位记者心想,「日本半导体产业的基本实力令人难以置信」。他曾希望,如果所有力量结合在一起,日本的半导体产业将能够再度站上世界舞台。


最后是这些计画并没有带来任何重大成果,日本许多主要的半导体业者先后地退出了先进制程的开发。这对当时主导「日之丸半导体计画」的经济产业省来说是相当大的挫折,可能也是导致时至今天,对半导体产业持续冷淡态度的原因。


这一次,日本政府准备通过《半导体和数位产业战略》再次支援半导体产业,几乎所有的产业评论家都不希望看到过去的失败重演,更希望日本政府能够反省上一次日之丸半导体计画中的问题,并在此基础上吸取教训。例如迄今除了正在开发EUV曝光技术的EUVA之外,其他研发几乎被丢在一旁。就像参与EUVA的NIKON被ASML抢走了大量的市场给ASML的惨况,为数不少的评论家都认为,日本的半导体设备和材料产业的业者,不应该对这个半导体和数位产业策略投入太深。就今天来看,无论在哪一方面,对日本来说都是非常困难的。



图2 : 日本政府期??透过半导体和数位产业战略再次支援半导体产业
图2 : 日本政府期??透过半导体和数位产业战略再次支援半导体产业

(source:日本经济产业省,智动化整理)


借此真能振兴日本半导体产业?

但是,争取TSMC到日本设厂,是否真的会对日本半导体产业带来一定程度的帮助性?甚多新闻媒体工作者或产业界人士也纷纷提出一些看法和质疑。从与SONY合资设立工厂来满足SONY对于逻辑半导体的需求为例,基本上,SONY的影像感测器需要整合三个不同的半导体元件,分别是将影像感测器、DRAM和逻辑半导体封装成一个模组,才能向APPLE等客户出货。目前的供需情况是,SONY自行生产影像感测器,DRAM是从Micron采购,而逻辑半导体则是由TSMC代工生产。


当然,如果TSMC的新厂建在熊本,DRAM是从美光的广岛厂采购,SONY可以从日本国内获得这三种半导体元件,但是Wire bonding和Package等后段制程处理是在哪里进行呢?包括ASE、Amkor、JCET等业者都是专门代工后段制程OSAT(Outsourced Semiconductor Assembly and Test),分别在台湾、韩国、中国、亚洲等地设有工厂。假设是委托ASE的台湾工厂进行Wire bonding、Package和Testing等制程的话,SONY在日本生产的影像感测晶片、从Micron采购的DRAM和委托日本TSMC代工的逻辑晶片,将会被送往台湾的ASE完成后段制程,最后再出货到例如鸿海的中国工厂,帮APPLE进行手机或其他产品的组装。


换言之,即使TSMC在日本建新厂,还是需要将CMOS影像感测晶片等运送到台湾,再出货到中国。对于这样的「半导体产业供应链」或「半导体生产自主性」到底会有多大的效果,日本当地一些新闻工作者都存在一些疑问性。


TSMC在日本建厂合理吗?

部分评论者难以理解,为什么TSMC选择日本?毕竟在日本之前,TSMC不只在美国投资建立晶圆厂,甚至在更早之前已经在中国设立了晶圆厂。对于TSMC而言,中国是一个巨大而有潜力的市场,那里有许多大规模的客户,这与日本完全不同。 TSMC位于南京的Fab16晶圆厂,到目前为止的产能一直维持在满载状态,而且TSMC正考虑在附近再建置一个新的晶圆厂。


评论家认为,TSMC在美国建立晶圆厂有经济理由,因为美国也有大客户订单,并一直在持续增加中。然而TSMC在日本建厂却没有任何经济理由,这里并没有大客户,而且需求在下降,而且日本与台湾最大不同的是,日本没有对半导体产业的税收优惠政策,同时电力等基础设施成本都相当高。


评论家表示,虽然一些专家认为,台湾海峡的地缘政治紧张局势,值得在日本建立晶圆厂,但出于安全和安保的考虑,在美国本土建立新的晶圆厂,应该会比在日本更有利,因为日本靠近台湾海峡,并且无法避免钓鱼台的领土争端。新工厂也将能够从与亚利桑那州的前端工厂的协同效应中获益。事实上,TSMC已经要求半导体供应链上的业者前往规划原物料供应。



图3 : TSMC位於南京Fab16晶圆厂迄今产能一直维持在满载状态。(source:元崇设计工程)
图3 : TSMC位於南京Fab16晶圆厂迄今产能一直维持在满载状态。(source:元崇设计工程)

补贴可能导致未来在WTO的立场问题

日本政府承诺补贴一半的投资额,被认为意味着人民承担的财政资金将流向海外。然而这还有另一个风险是,在日本合资业者能完全接管新进半导体技术之前,TSMC突然退出日本市场。日本政府会选择TSMC,这可能符合美国所要求的,透过采购半导体减少对中国的依赖,以及日本政府的经济安全政策的政治决定。


然而不仅如此,或许是考虑未来台湾海峡紧张局势加剧后,在紧急情况下难以从台湾采购半导体预作准备,以及如果台湾与中国发生冲突后,吸引台湾更多企业到日本投资。不过另一个观点是以台积电的新厂刺激中国。如此一来,岂不是增加了绕台海的风险?


更重要的是,对TSMC的巨额补贴,也可能违反世界贸易组织(WTO)的规则。日本与美国一直强烈批评中国的补贴政策,主要集中在出口补贴上。现在对台积电的巨额补贴,可能会成为日本未来批评中国补贴政策的制约。


至于日本的半导体人力是否真的有能力承接TSMC的制程技术?后续笔者将进一步探讨日本半导体产业的人力与技术问题。


**刊头图(source:TSMC)



图4 : 叁考资料
图4 : 叁考资料
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