日本的半導(dǎo)體生態(tài)策略似乎在進(jìn)入加速度階段。

2月24日，臺積電（TSMC）宣布其在日本的第一座晶圓制造廠，位于熊本縣的JASM（Japan Advanced Semiconductor Manufacturing株式會(huì)社）正式開幕。同月27日，日本半導(dǎo)體晶圓制造廠Rapidus宣布與RISC-V芯片設(shè)計(jì)獨(dú)角獸Tenstorrent合作，雙方將共同推進(jìn)在2nm工藝AI邊緣訓(xùn)練芯片的制造工作。再往前的2023年末，晶圓代工巨頭力積電也已規(guī)劃在日本建設(shè)工廠JSMC。

日本的主要半導(dǎo)體廠商一直以采取IDM（縱向垂直整合）模式運(yùn)營為主，也即從芯片制造到芯片設(shè)計(jì)全流程都由一家集團(tuán)型大公司來完成。但全球產(chǎn)業(yè)趨勢是在臺積電創(chuàng)始人張忠謀推出獨(dú)立的晶圓代工業(yè)務(wù)之后，產(chǎn)業(yè)分工成為主流，IDM模式只有少數(shù)公司還堅(jiān)持至今。

新的變化源于近些年來全球地緣環(huán)境變化，而此前新冠疫情在某些時(shí)刻也一度影響過芯片產(chǎn)品的及時(shí)供應(yīng)。

這令半導(dǎo)體“在地化”建設(shè)成為趨勢。才有了日本、美國、德國等主要經(jīng)濟(jì)體在積極引進(jìn)頭部半導(dǎo)體機(jī)構(gòu)，希冀進(jìn)而帶動(dòng)當(dāng)?shù)卣w半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的合力發(fā)展。

也因此，當(dāng)下日本對半導(dǎo)體發(fā)展的大力支持，是全球趨勢變化下的一個(gè)縮影，其進(jìn)度也備受關(guān)注。 

晶圓巨頭扎根

不同于臺積電在美國制造工廠開工即面臨人員支持不夠、政策補(bǔ)貼不到位等一系列問題，其與日本合作的晶圓代工廠正快速實(shí)現(xiàn)落地。

據(jù)JASM官網(wǎng)介紹，臺積電很早便與日本半導(dǎo)體業(yè)界建立了合作關(guān)系，2019年設(shè)立了臺積電日本設(shè)計(jì)中心，2021年設(shè)立日本3D IC研發(fā)中心。JASM成立于2021年，工廠在2022年4月開始動(dòng)工，在2024年2月開幕建成，計(jì)劃2024年底開始投產(chǎn)。這是臺積電在日本的首座工廠。

（臺積電日本熊本一廠開幕公告）

這被官方定義為“重要里程碑”（a significant milestone）。基于JASM一廠，近期索尼半導(dǎo)體、DENSO（電裝）、豐田等公司宣布將進(jìn)一步投資，參與建設(shè)二廠，計(jì)劃2024年底開始施工，2027年底開始運(yùn)營。

由此，目前JASM的股東中，臺積電持股約86.5%、索尼半導(dǎo)體約6.0%、電裝約5.5%，豐田約2.0%。綜合這兩家工廠，JASM熊本廠預(yù)計(jì)將每月可提供超過10萬片12英寸晶圓的生產(chǎn)能力，主要工藝布局在40、22/28、12/16、6/7納米制程，用于汽車、工業(yè)、消費(fèi)者、HPC（高性能計(jì)算）等相關(guān)應(yīng)用。在日本政府支持下，JASM總投資將超過200億美元。

JASM所在的熊本縣，位于日本九州的中心，一度有日本“硅谷”之稱。據(jù)悉九州目前聚集了日本1/3以上的半導(dǎo)體企業(yè)和諸多汽車零部件制造商。可見無論從產(chǎn)業(yè)一體化還是人才角度，區(qū)域內(nèi)都有一定支撐。

調(diào)研機(jī)構(gòu)集邦咨詢認(rèn)為，由于JASM緊鄰索尼在當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有的CIS（圖像傳感器）工廠，所以又是JASM投資方之一，未來雙方不論在半導(dǎo)體制造或封測技術(shù)的合作都將更加緊密。

除了臺積電的動(dòng)態(tài)，另一家晶圓代工巨頭力積電近期也在日本有新布局，此時(shí)日本方面的表態(tài)更能體現(xiàn)其背后產(chǎn)業(yè)化動(dòng)機(jī)。

2023年7月力積電與日本SBI控股株式會(huì)社（SBI）達(dá)成協(xié)議，擬合作在日本境內(nèi)籌設(shè)12寸晶圓代工廠。當(dāng)年10月，力積電確認(rèn)JSMC（力積電日本廠統(tǒng)稱）首座晶圓廠，將選定日本宮城縣第二北仙臺中央工業(yè)園區(qū)為預(yù)定廠址。

（力積電確認(rèn)日本建廠信息）

官方表示，日本政府在2021年6月制定半導(dǎo)體等產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略，表明在日本國內(nèi)重建半導(dǎo)體完整供應(yīng)鏈的必要性。SBI董事長北尾吉孝指出，2030年世界半導(dǎo)體市場規(guī)模將達(dá)100兆日元，此刻日本企業(yè)與在全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中處于領(lǐng)先地位的企業(yè)合作，是日本振興半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的絕佳時(shí)機(jī)。

力積電董事長黃崇仁介紹，將以22/28納米以上制程和晶圓堆棧（Wafer on Wafer)技術(shù)，來滿足未來AI邊緣運(yùn)算所產(chǎn)生的多重應(yīng)用，同時(shí)補(bǔ)強(qiáng)本土車用芯片缺口。

這兩家晶圓代工廠在當(dāng)?shù)氐慕ㄔO(shè)落地，日本官方機(jī)構(gòu)無論是從工廠選址、加快基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，還是補(bǔ)貼方面都有大力支持。

當(dāng)下為什么以臺積電為首的晶圓代工巨頭在各經(jīng)濟(jì)體扎根顯得重要？這一方面是全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正從“全球化”走向“在地化”的趨勢驅(qū)動(dòng)，本土有晶圓生產(chǎn)能力日益重要；另一方面則是，臺積電作為核心供應(yīng)商，也能帶動(dòng)其上下游（尤其是日本本土之外）的材料、設(shè)備等廠商前來聚集，進(jìn)而不僅可以帶動(dòng)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，也能吸引更多人才支撐。

從臺積電公告中可以大約看到在股東之外的支持力量，其供應(yīng)商一列還包括：佳能、Ebara、日立、Lasertec、東京電子等，目前來看主要還是本土廠商為主。

對于獨(dú)立晶圓代工廠來說，進(jìn)入日本，既可以滿足晶圓廠自身全球化發(fā)展的需要，又可以擴(kuò)充其在對應(yīng)市場優(yōu)勢品類能力的進(jìn)一步聚合，比如日本和德國均強(qiáng)于汽車行業(yè)；日本身處的東亞文化圈與中國接近，其溝通和工作效率會(huì)更高。

發(fā)力先進(jìn)工藝

臺積電、力積電目前在日本的工廠可能主要是面向成熟工藝，臺積電有部分開始延伸到偏先進(jìn)的工藝制程落地。除了采用引進(jìn)方式，日本對本土晶圓制造能力也寄予了厚望。

Rapidus就是其中之一。這家同樣得到諸多日本本土廠商（鎧俠、索尼、軟銀、電裝、豐田、NEC等共參與投資73億日元）參與投資設(shè)立的晶圓代工廠，從設(shè)立之初就提到，中長期（2020年代后）的事業(yè)發(fā)展構(gòu)想是，通過與美歐等合作，推進(jìn)面向下一代半導(dǎo)體制造技術(shù)的發(fā)展，希望在日本本土實(shí)現(xiàn)2nm制程以下的先進(jìn)晶圓制造。

其早期受爭議可能被“拔苗助長”，但目前似乎正接近這一目標(biāo)。2021年IBM宣布開發(fā)出2納米節(jié)點(diǎn)芯片；2022年12月，IBM宣布與Rapidus建立聯(lián)合開發(fā)伙伴關(guān)系，雙方預(yù)計(jì)2025年左右試點(diǎn)、2027年開始量產(chǎn)。此后Rapidus還加入Imec核心合作伙伴計(jì)劃，計(jì)劃從中獲取EUV光刻技術(shù)。

（Rapidus與IBM合作主要時(shí)間線）

2023年11月，Rapidus宣布與加拿大半導(dǎo)體獨(dú)角獸Tenstorrent合作，主要基于2納米工藝的AI邊緣計(jì)算芯片IP。今年2月雙方正式就芯片開發(fā)制造確認(rèn)合作。Tenstorrent是RISC-V架構(gòu)的全球領(lǐng)軍公司，其CEO Jim Keller曾參與研發(fā)蘋果A4、A5兩款處理器芯片，在AMD趕上英特爾的道路上也是關(guān)鍵人物。

對于產(chǎn)業(yè)發(fā)展，Rapidus社長小池淳義在去年年中的一次演講中曾公開表達(dá)其反思。他說道，從1980年代日本半導(dǎo)體占據(jù)全球超過50%份額，到之后逐漸陷入低迷，原因可能在于“驕傲”。Rapidus將采用新的商業(yè)模式，打通前后道工程以提升效率。

“目前看日本的目標(biāo)是在區(qū)域競爭中找回之前的優(yōu)勢，希望從原本的原材料大國，轉(zhuǎn)變成半導(dǎo)體制造大國之一。”集邦咨詢資深研究副總經(jīng)理郭祚榮分析，預(yù)計(jì)先進(jìn)工藝制程方面，日本將從2022年的基本為0到2027年占全球比重的3%。

根據(jù)該機(jī)構(gòu)分析，Rapidus位于日本北海道地區(qū)，其工廠將有機(jī)會(huì)吸引上游設(shè)備及原材料供應(yīng)商前往北海道設(shè)廠，帶動(dòng)附近地區(qū)形成半導(dǎo)體集聚。

與此同時(shí)，日本各個(gè)地方政府還在爭取臺積電尚未定案的第三座廠，制程方面，第三座廠目前暫規(guī)劃以6/7納米工業(yè)為主，但倘若宣布蓋廠時(shí)間時(shí)，臺積電最先進(jìn)工藝已經(jīng)推到2納米甚至1.4納米，不排除使用5納米或3納米當(dāng)作其在日本的第三座工廠主力。

從需求端看，日本積極建設(shè)本土半導(dǎo)體生態(tài)鏈。一方面由于汽車相關(guān)芯片需求旺盛，強(qiáng)化車用芯片的制造能力，可以與本土整車廠能力協(xié)同，這將很大程度緩解再出現(xiàn)此前全球汽車芯片緊俏的情況；另一方面則是AI計(jì)算芯片，雖然當(dāng)前日本強(qiáng)勢的本土半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)偏向于功率半導(dǎo)體，這類芯片對計(jì)算和工藝要求沒有特別高，但隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)進(jìn)階發(fā)展，先進(jìn)工藝芯片的需求將隨之而來。

Rapidus和日本官方機(jī)構(gòu)也曾在公開場合表示，汽車智能化和電氣化發(fā)展浪潮中，2納米以下先進(jìn)半導(dǎo)體能力將顯得愈發(fā)重要。

從全球趨勢看，當(dāng)前各經(jīng)濟(jì)體主要擴(kuò)建的還是成熟工藝制程，但目前主流晶圓代工廠依然面臨產(chǎn)能利用率偏低的態(tài)勢，意味著成熟工藝在經(jīng)濟(jì)承壓環(huán)境中，會(huì)面臨更大挑戰(zhàn)。先進(jìn)工藝的爭奪當(dāng)前正從臺積電為主導(dǎo)，逐漸延伸到三星和英特爾積極爭奪，日本作為一種新路線前路還難下定論，這背后是對技術(shù)路線、經(jīng)營模式等方面的差異化探尋。

但可以確認(rèn)的是，產(chǎn)業(yè)“在地化”發(fā)展成為一種全球傾向后，晶圓代工行業(yè)也將面臨新的變數(shù)。

轉(zhuǎn)載來源：21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道 作者：駱軼琪