斥巨資扶持半導體，日本的半導體野心，藏不住了？
半導體巨頭鎧俠公司將在巖手縣北上市的工廠新建制造大樓，建筑面積約為3.1萬平方米。該制造大樓將生產(chǎn)用于智能手機等設備的存儲用半導體“NAND型閃存”。據(jù)悉，項目費用為1萬億日元（約合77億美元），將于明年春天完工。估計鎧俠將與美國半導體巨頭西部數(shù)據(jù)公司共同承擔項目經(jīng)費。日本政府設立了6000億日元規(guī)模的基金以支持半導體行業(yè)，該工廠也有可能成為支持對象，對此鎧俠的社長早坂伸夫也表示期待。
在熊本縣，世界最大的半導體代工企業(yè)臺灣積體電路制造公司將與索尼集團、汽車零部件巨頭電裝公司一道建廠，生產(chǎn)負責數(shù)據(jù)處理的“邏輯半導體”等產(chǎn)品。項目總費用約為1萬億日元，將于2024年開始投產(chǎn)。作為政府支持基金的第一個扶持對象，該項目將得到大約4000億日元的經(jīng)費支持。政府為工廠建設投入資金非常罕見，政府提供支持的條件包括要求企業(yè)持續(xù)生產(chǎn)10年以上等等。此外，東芝公司和三菱電機公司也在強化與節(jié)能相關(guān)的“功率半導體”生產(chǎn)體制，相關(guān)投資接連不斷。
近日，安森美宣布將位于日本新瀉縣的工廠出售給JS Foundary。這是一家由日本開發(fā)銀行、伊藤忠商事投資基金等共同合作成立的半導體代工公司，主要從事模擬/功率半導體預處理、背面處理、EPI層壓和芯片尺寸封裝等業(yè)務。加之，此前還有索尼、電裝、豐田、鎧俠、軟銀、東京電氣、NEC等擬合資成立半導體代工企業(yè)發(fā)展超越2nm芯片技術(shù)的消息傳出。在半導體領域，日本企業(yè)一向缺乏代工文化，打造的企業(yè)多以IDM為主，現(xiàn)在卻開始大力發(fā)展半導體代工業(yè)務，這傳遞出了什么樣的信號？
半導體代工業(yè)前景看好
半導體代工是一種向芯片設計公司或電子廠商提供專門的制造服務的經(jīng)營模式，它可使設計公司無需承擔造價昂貴的設備、廠房以及生產(chǎn)人員費用就能進行生產(chǎn)。這種自20世紀80年代由臺積電開啟的經(jīng)營模式，正被越來越多企業(yè)所接受。
特別是當前隨著技術(shù)需求的多樣化，通用芯片越來越難以滿足用戶需求，大量系統(tǒng)廠商開始尋求差異化競爭，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、智能手機企業(yè)、汽車企業(yè)、家電企業(yè)等紛紛開始“跨界造芯”。半導體代工業(yè)務的發(fā)展前景更是被各方所看好?；蛟S這正是日本企業(yè)開始涉足半導體代工的重要原因之一。
TrendForce集邦咨詢資深分析師喬安表示，2020年全球晶圓代工產(chǎn)值增長24%，2021年增長26.1%，今年隨著業(yè)界擴增的產(chǎn)能大量開出，及晶圓漲價，晶圓代工產(chǎn)值可望增長28%，增幅將高于過去兩年水平。晶圓代工業(yè)進入庫存調(diào)整階段的影響會在明年顯現(xiàn)。不過，在臺積電營運持續(xù)成長的驅(qū)動下，明年全球晶圓代工產(chǎn)值仍可望維持增長趨勢，將增長2.7%。
不甘心過度依賴外部企業(yè)
日本大力發(fā)展半導體代工也有不甘心過度依賴臺積電等外部公司的因素。根據(jù)此前消息，臺積電將在日本熊本縣建設22nm和28nm的半導體生產(chǎn)線，預計于2024年開始量產(chǎn)。該產(chǎn)線月產(chǎn)能為5.5萬片12英寸晶圓，用于車規(guī)和家電用芯片產(chǎn)品的生產(chǎn)。未來還將升級至更高性能的12~16nm工藝，后續(xù)不排除再提升工藝。
近年來，在國際貿(mào)易摩擦日益加劇的情況下，各國日益重視半導體制造的本土化進程，以確保境內(nèi)設計企業(yè)的供應鏈安全。隨著芯片工藝不斷推進，臺積電的技術(shù)優(yōu)勢越來越明顯。日本雖然也是半導體傳統(tǒng)強國，在先進工藝方面卻存在缺失。因此，不排除其有開發(fā)2nm工藝，擺脫對外部生產(chǎn)能力過度依賴的計劃。
此前便有消息稱，索尼、電裝、豐田、鎧俠、軟銀、東京電氣、NEC等企業(yè)計劃每家出資10億日元，成立合資公司打造超越2nm的芯片技術(shù)，預計在2030年左右建成生產(chǎn)線并為其他公司代工生產(chǎn)芯片。
而此次收購安森美工廠的JS Foundary，重點則放在特色工藝。JS Foundry首席執(zhí)行官Noriaki Okada表示：“我們不僅僅從事代工業(yè)務。我們旨在通過支持機構(gòu)中模擬/功率半導體的研發(fā)，推動日本半導體的發(fā)展?！?/span>
缺乏代工文化是挑戰(zhàn)
盡管發(fā)展半導體代工的意圖越來越明顯，但是日本能否做好代工事業(yè)，在業(yè)界卻存在不小的質(zhì)疑。根據(jù)半導體專家莫大康的介紹，日本不僅在半導體材料與設備占據(jù)優(yōu)勢，許多企業(yè)同樣有著豐富的半導體產(chǎn)品生產(chǎn)制造經(jīng)驗。松下、NEC、日立、三菱等都曾經(jīng)擁有半導體業(yè)務，索尼更是當今世界CIS圖像傳感器巨頭，鎧俠是主要的3D NAND供應商之一。
不過日本的半導體業(yè)務以IDM模式為主，企業(yè)基本采用IDM模式運營，缺乏半導體代工方面的經(jīng)驗?？此贫紡氖掳雽w制造，但從IDM到代工廠轉(zhuǎn)變并不簡單，需要許多操作方面的控制能力，并在開放方面進行文化變革。這一點從英特爾發(fā)展半導體代工業(yè)務過程中，其技術(shù)、良率都遭遇諸多質(zhì)疑就可一窺究竟。最新財報顯示，英特爾第三季度代工服務收入僅為1.71億美元。另有消息稱英特爾代工服務（IFS）負責人Randhir Thakur將辭去IFS業(yè)務的職務。這些均顯示出，半導體公司從IDM轉(zhuǎn)向代工服務的復雜性。
對日本來說，現(xiàn)在正處于一個產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)折的關(guān)鍵時期，AI和智能汽車等的興起，正倒逼日本本土廠商對外去尋找更先進工藝。而半導體代工則是消化先進工藝開發(fā)所需巨額資金、分擔風險的有利模式。但正如上文所說，這不僅是一個技術(shù)問題，與歷史、經(jīng)濟、文化等非技術(shù)問題也有著密切的關(guān)系。
日本的2nm雄心
在去年五月，就有外媒報道日本政府正在尋求吸引國外優(yōu)秀的芯片制造商能赴日本建立圓晶工廠，以促進日本在半導體行業(yè)的發(fā)展。臺積電后來也做了決定，雖然是28nm工藝，但也是個好的開始。
媒體在今年一月的報道也指出，臺積電將與日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省成立合資公司，在東京設立先進封測廠。而根據(jù)《日刊工業(yè)新聞》報導，臺積電是要在日本茨城縣筑波市新設技術(shù)研發(fā)中心， 研發(fā)中心包括晶圓制程及3D封裝。從過往的報道看來，日本的這個決定也是有其背后的考量的。
因為晶體管微縮受限，過去多年在業(yè)界就存在一個觀點，那就是借用先進封裝可以繼續(xù)推進芯片性能的提升。而臺積電在去年九月更是推出了其3D Fabric平臺，將SoIC、CoWoS、InFO等技術(shù)家族囊入其中，能串聯(lián)高頻寬存儲、異構(gòu)整合和3D堆疊，以提升系統(tǒng)能耗，并縮小面積。臺積電研發(fā)副總余振華也以TSMC的SoIC技術(shù)為例，講述他們這個平臺的優(yōu)勢。他指出，這個技術(shù)可將低溫多層存儲堆疊在邏輯芯片上，幫助延伸摩爾定律。而公司現(xiàn)在已成功將4層、8層與12層低溫多層記憶體堆疊在邏輯芯片上，其中12層總厚度更是低于600微米，這讓公司在未來可以實現(xiàn)堆疊更多層的可能。
雖然日本已經(jīng)緊抱臺積電，為未來發(fā)展先進芯片制造做好了一部分準備。但從日前的新聞看來，日本的野心并不止于此。
日經(jīng)新聞的最新報道指出，日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省最快在本周內(nèi)，會召開與日本半導體產(chǎn)業(yè)有關(guān)的檢討會，除了會探索瑞薩電子工廠火災對汽車生產(chǎn)的影響，以及汽車業(yè)供應鏈不穩(wěn)定的隱憂外，日本政府還計劃府著眼朝著數(shù)字化發(fā)展的當前經(jīng)濟，讓半導體供應鏈體質(zhì)更加強韌，并從經(jīng)濟安全保障等觀點，重新擬定中長期的政策。
日經(jīng)進一步指出，日本政府將提供資金支持、協(xié)助日本企業(yè)研發(fā)2nm以后的次世代半導體制造技術(shù)。為實現(xiàn)這個目標，他們除了繼續(xù)保持和臺積電、Intel等半導體大廠進行大范圍的意見交換來進行研發(fā)外，他們還將與佳能、東電、SCREEN等本土設備巨頭攜手，重振日本在先進研發(fā)方面的實力。
據(jù)報道，這支該獲得經(jīng)產(chǎn)省資金援助的研發(fā)團隊目標在2020年代中期確立2nm以后的次世代半導體的制造技術(shù)，并設立測試產(chǎn)線，研發(fā)細微電路的加工、洗凈等制造技術(shù)。
