日本建立大型半導(dǎo)體工廠的動向增多。用于智能手機(jī)、家電、汽車等產(chǎn)品的半導(dǎo)體在全世界都處于短缺狀態(tài)，對半導(dǎo)體的爭奪非常激烈。日本企業(yè)將進(jìn)行巨額投資，政府也基于經(jīng)濟(jì)安全考慮而提供補(bǔ)貼，以期提高半導(dǎo)體生產(chǎn)能力。

半導(dǎo)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(jī)等設(shè)備的存儲用半導(dǎo)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(dǎo)體巨頭西部數(shù)據(jù)公司共同承擔(dān)項目經(jīng)費。日本政府設(shè)立了6000億日元規(guī)模的基金以支持半導(dǎo)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(dǎo)體代工企業(yè)臺灣積體電路制造公司將與索尼集團(tuán)、汽車零部件巨頭電裝公司一道建廠，生產(chǎn)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理的“邏輯半導(dǎo)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(shè)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(jī)公司也在強(qiáng)化與節(jié)能相關(guān)的“功率半導(dǎo)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(dǎo)體代工公司，主要從事模擬/功率半導(dǎo)體預(yù)處理、背面處理、EPI層壓和芯片尺寸封裝等業(yè)務(wù)。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(dǎo)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(dǎo)體領(lǐng)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(dǎo)體代工業(yè)務(wù)，這傳遞出了什么樣的信號？

半導(dǎo)體代工業(yè)前景看好

半導(dǎo)體代工是一種向芯片設(shè)計公司或電子廠商提供專門的制造服務(wù)的經(jīng)營模式，它可使設(shè)計公司無需承擔(dān)造價昂貴的設(shè)備、廠房以及生產(chǎn)人員費用就能進(jìn)行生產(chǎn)。這種自20世紀(jì)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(dāng)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(jī)企業(yè)、汽車企業(yè)、家電企業(yè)等紛紛開始“跨界造芯”。半導(dǎo)體代工業(yè)務(wù)的發(fā)展前景更是被各方所看好。或許這正是日本企業(yè)開始涉足半導(dǎo)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(kuò)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(jìn)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(dǎo)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(shè)22nm和28nm的半導(dǎo)體生產(chǎn)線，預(yù)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(dǎo)體制造的本土化進(jìn)程，以確保境內(nèi)設(shè)計企業(yè)的供應(yīng)鏈安全。隨著芯片工藝不斷推進(jìn)，臺積電的技術(shù)優(yōu)勢越來越明顯。日本雖然也是半導(dǎo)體傳統(tǒng)強(qiáng)國，在先進(jìn)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(yù)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(wù)。我們旨在通過支持機(jī)構(gòu)中模擬/功率半導(dǎo)體的研發(fā)，推動日本半導(dǎo)體的發(fā)展?！?/span>


缺乏代工文化是挑戰(zhàn)

盡管發(fā)展半導(dǎo)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(dǎo)體專家莫大康的介紹，日本不僅在半導(dǎo)體材料與設(shè)備占據(jù)優(yōu)勢，許多企業(yè)同樣有著豐富的半導(dǎo)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(dǎo)體業(yè)務(wù)，索尼更是當(dāng)今世界CIS圖像傳感器巨頭，鎧俠是主要的3D NAND供應(yīng)商之一。

不過日本的半導(dǎo)體業(yè)務(wù)以IDM模式為主，企業(yè)基本采用IDM模式運營，缺乏半導(dǎo)體代工方面的經(jīng)驗?？此贫紡氖掳雽?dǎo)體制造，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(jìn)行文化變革。這一點從英特爾發(fā)展半導(dǎo)體代工業(yè)務(wù)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(wù)收入僅為1.71億美元。另有消息稱英特爾代工服務(wù)（IFS）負(fù)責(zé)人Randhir Thakur將辭去IFS業(yè)務(wù)的職務(wù)。這些均顯示出，半導(dǎo)體公司從IDM轉(zhuǎn)向代工服務(wù)的復(fù)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(jìn)工藝。而半導(dǎo)體代工則是消化先進(jìn)工藝開發(fā)所需巨額資金、分擔(dān)風(fēng)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(jì)、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(jìn)日本在半導(dǎo)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(jì)產(chǎn)業(yè)省成立合資公司，在東京設(shè)立先進(jìn)封測廠。而根據(jù)《日刊工業(yè)新聞》報導(dǎo)，臺積電是要在日本茨城縣筑波市新設(shè)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(jìn)封裝可以繼續(xù)推進(jìn)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(jìn)芯片制造做好了一部分準(zhǔn)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(jì)產(chǎn)業(yè)省最快在本周內(nèi)，會召開與日本半導(dǎo)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(zāi)對汽車生產(chǎn)的影響，以及汽車業(yè)供應(yīng)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(dāng)前經(jīng)濟(jì)，讓半導(dǎo)體供應(yīng)鏈體質(zhì)更加強(qiáng)韌，并從經(jīng)濟(jì)安全保障等觀點，重新擬定中長期的政策。

日經(jīng)進(jìn)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(dǎo)體制造技術(shù)。為實現(xiàn)這個目標(biāo)，他們除了繼續(xù)保持和臺積電、Intel等半導(dǎo)體大廠進(jìn)行大范圍的意見交換來進(jìn)行研發(fā)外，他們還將與佳能、東電、SCREEN等本土設(shè)備巨頭攜手，重振日本在先進(jìn)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(tuán)隊目標(biāo)在2020年代中期確立2nm以后的次世代半導(dǎo)體的制造技術(shù)，并設(shè)立測試產(chǎn)線，研發(fā)細(xì)微電路的加工、洗凈等制造技術(shù)。