日本真能透過臺(tái)積電設(shè)廠振興半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)嗎？

2021年10月14日，日本首相岸田文雄在記者會(huì)上表示，「臺(tái)積電計(jì)劃在日本建立生產(chǎn)基地。這將增強(qiáng)日本半導(dǎo)體產(chǎn)出能力和自主性，并對(duì)經(jīng)濟(jì)安全作出重大貢獻(xiàn)。同時(shí)我們將對(duì)此投資案提供一半以上的補(bǔ)助金額?！?br/>
根據(jù)媒體的報(bào)導(dǎo)，臺(tái)積將與DENSO、SONY合資設(shè)立22～28nm制程的晶圓廠，總投資金額約為8000億日元，預(yù)計(jì)將于2024年5月開始生產(chǎn)。

消息一出，日本各媒體、產(chǎn)業(yè)專家、資深媒體工作者，均以不同面向分析了此投資案。例如，就有媒體認(rèn)為，此舉是忌憚中國的崛起，日本和美國將更加深與臺(tái)灣的往來，加快先進(jìn)技術(shù)的開發(fā)。并且相信這項(xiàng)投資案的被公開，是在經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省默許與暗中推動(dòng)的。

另外，也有評(píng)論家認(rèn)為，這項(xiàng)投資案極有可能是，一些始終無法提振日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的官僚，在多方運(yùn)作下達(dá)成的結(jié)果，藉此希望吸引外國半導(dǎo)體業(yè)者到日本投資，來振興日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。

日本產(chǎn)業(yè)評(píng)論人士指出，會(huì)推動(dòng)臺(tái)積與SONY合作的背景，是在2019年半導(dǎo)體短缺之前。當(dāng)時(shí)日本領(lǐng)先的半導(dǎo)體制造商只有邏輯半導(dǎo)體領(lǐng)域的瑞薩電子、CMOS傳感器領(lǐng)域的SONY，和閃存領(lǐng)域的鎧俠(Chioxia)。

其中，瑞薩推出了Fab Lite(輕晶圓廠)策略，以鞏固其生產(chǎn)基礎(chǔ)；而鎧俠由于其大股東東芝的管理不穩(wěn)定，并不具備積極的投資條件。唯一的希望是SONY，它在智慧手機(jī)的CMOS傳感器有很大的市場(chǎng)占有，并且正在尋求擴(kuò)展到汽車和工業(yè)應(yīng)用。

真能振興日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)？
在當(dāng)時(shí)，日本政府并不鼓勵(lì)企業(yè)加大對(duì)半導(dǎo)體的投資，但日本政府現(xiàn)在居然愿意為該案補(bǔ)助多達(dá)5000億日元。一位媒體工作者認(rèn)為，日本政府會(huì)對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)采取某種意義上的冷漠態(tài)度，是因?yàn)閷?duì)2000年代所有各種日之丸半導(dǎo)體計(jì)劃失敗的反應(yīng)。

這一次，日本政府準(zhǔn)備通過《半導(dǎo)體和數(shù)字產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略》再次支持半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，幾乎所有的產(chǎn)業(yè)評(píng)論家不希望看到過去的失敗重演，更希望日本政府能夠反省日之丸半導(dǎo)體計(jì)劃中的問題，并在此基礎(chǔ)上吸取教訓(xùn)。為數(shù)不少的評(píng)論家都認(rèn)為，日本的半導(dǎo)體設(shè)備和材料產(chǎn)業(yè)的業(yè)者，不應(yīng)該對(duì)這個(gè)半導(dǎo)體和數(shù)字產(chǎn)業(yè)策略投入太深。



 
圖一 : 日本政府期望透過半導(dǎo)體和數(shù)字產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略，再次支持半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。（source：日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)??；CTIMES整理）

但是，爭取臺(tái)積到日本設(shè)廠，是否真的會(huì)對(duì)日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)帶來幫助？甚多新聞媒體工作者，或產(chǎn)業(yè)界人士也紛紛提出一些看法和質(zhì)疑。

以與SONY合資設(shè)立工廠，來滿足SONY對(duì)于邏輯半導(dǎo)體的需求來看。基本上，SONY的影像傳感器需要整合三個(gè)不同的半導(dǎo)體組件，分別是將影像傳感器、DRAM和邏輯半導(dǎo)體封裝成一個(gè)模塊，才能對(duì)蘋果等客戶出貨。

如果臺(tái)積的新廠建在熊本，DRAM是從美光的廣島廠采購，SONY可以從日本國內(nèi)獲得這三種半導(dǎo)體組件，但是Wire bonding和Package等后段制程處理是在哪里進(jìn)行呢？

假設(shè)是委托ASE的臺(tái)灣工廠進(jìn)行后段制程，SONY在日本生產(chǎn)的芯片將會(huì)被送往臺(tái)灣完成后段制程，最后再出貨到例如鴻海的中國工廠，進(jìn)行手機(jī)或其他產(chǎn)品的組裝。

換言之，即使臺(tái)積在日本建新廠，還是需要將CMOS影像感測(cè)芯片等運(yùn)送到臺(tái)灣，再出貨到中國。對(duì)于這樣的「半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈」或「半導(dǎo)體生產(chǎn)自主性」的到底有多大的效果。

部分評(píng)論者難以理解，為什么臺(tái)積選擇日本。因?yàn)樵谌毡局?，臺(tái)積不只在美國投資建立晶圓廠，甚至在更早之前已經(jīng)在中國設(shè)立了晶圓廠。但對(duì)于臺(tái)積而言，中國是一個(gè)巨大而有潛力的市場(chǎng)，那里有許多大規(guī)模的客戶，這與日本完全不同。

日本評(píng)論家認(rèn)為，臺(tái)積在美國建立晶圓廠是有經(jīng)濟(jì)理由的，因?yàn)槊绹灿写罂蛻粲唵?，并一直在持續(xù)增加中。然而，臺(tái)積在日本建廠卻沒有任何經(jīng)濟(jì)理由，這里并沒有大客戶，而且需求在下降，而且日本與臺(tái)灣最大不同的是，日本沒有對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的稅收優(yōu)惠政策，同時(shí)電力等基礎(chǔ)設(shè)施成本都相當(dāng)高。

雖然一些專家認(rèn)為，臺(tái)灣海峽的地緣政治緊張局勢(shì)，使得在日本建立晶圓廠是值得的，但出于安全和安保的考慮，在美國本土建立新的晶圓廠，應(yīng)該會(huì)比在日本更有利，因?yàn)槿毡究拷_(tái)灣海峽，并無法避免尖閣群島(釣魚臺(tái))的領(lǐng)土爭端。

新建的工廠「不是最新的技術(shù)」
臺(tái)積規(guī)劃的日本新廠所采用的是22至28nm技術(shù)。那為什么SONY和DENSO要投資22-28nm制程的晶圓廠？而日本政府又為什么要為這座并非最先進(jìn)制程投資案補(bǔ)助4000億日元？

在今年中的一個(gè)采訪中，SONY半導(dǎo)體事業(yè)群的社長清水照士曾表示，40nm和28nm的生產(chǎn)設(shè)備，在目前全球的晶圓廠中已經(jīng)是快要攤提完畢的生產(chǎn)線。如果以40nm和28nm的新設(shè)備來建造一個(gè)新廠，就會(huì)折舊攤提的負(fù)擔(dān)。如果能得到政府的財(cái)政支持，這對(duì)降低成本和國際競爭力都有好處。

但即使SONY等日本企業(yè)，要求像臺(tái)積這樣的代工廠增加產(chǎn)量，但他們也不可能為了滿足客戶的要求，而投資數(shù)千億日元建立舊制程的晶圓廠。因?yàn)槌俗钚碌闹瞥碳夹g(shù)，芯片的生產(chǎn)已經(jīng)沒有那么大的利潤。

就如前述，如果想以合資企業(yè)的形式建立一座舊制程技術(shù)的新工廠，也無法在成本上與已經(jīng)擁有折舊生產(chǎn)線的晶圓代工業(yè)者競爭，因?yàn)樾鹿S一開始就會(huì)面臨的折舊的成本。

一位日本評(píng)論家表示，以今天全球都飽受半導(dǎo)體短缺的痛苦，芯片需求者皆哀鴻遍野，除了以某種特殊方式來創(chuàng)造成本競爭力外，根本別無選擇。而政府的補(bǔ)貼就是其中一個(gè)實(shí)現(xiàn)的方法。

目前的半導(dǎo)體短缺并不是單純因?yàn)镃OVID-19造成的需求激增，需要重度依賴某些地區(qū)，所面臨的挑戰(zhàn)已經(jīng)凸顯出來。或許日本政府的補(bǔ)助不僅是為了維護(hù)自己國內(nèi)的產(chǎn)業(yè)，也是為了應(yīng)對(duì)地緣政治風(fēng)險(xiǎn)。


 
圖二 : 臺(tái)積在中國南京的十二吋廠，以生產(chǎn)28奈米為主，目前產(chǎn)能供不應(yīng)求。（source：TSMC）

嚴(yán)重的半導(dǎo)體工程師問題
根據(jù)日本時(shí)事通信社的報(bào)導(dǎo)，臺(tái)積在日本的新廠，預(yù)計(jì)將雇用約2000人，將會(huì)有一半左右的人員負(fù)責(zé)運(yùn)營，而另外數(shù)百人則是作為技術(shù)核心，負(fù)責(zé)生產(chǎn)線的運(yùn)作。但以目前日本的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，臺(tái)積新廠是否可以招募到這么多的技術(shù)人員，且確保這些工程師能穩(wěn)定的在廠內(nèi)工作？

目前日本主要的產(chǎn)能幾乎是落在45nm，雖然有28nm的制程能力，但因?yàn)槌杀镜脑?，完全沒有任何的競爭力。因此日本的工程師并沒有臺(tái)積在其新工廠生產(chǎn)的22-28nm制程技術(shù)的能力，因?yàn)閷?duì)日本半導(dǎo)體制程技術(shù)人員來說，這是一個(gè)未曾探索過的領(lǐng)域。

更困難的是，臺(tái)積根本不太可能派遣數(shù)百名工程師到日本工作。臺(tái)積在2020年征才人數(shù)約8,000人，員工總數(shù)在2020年底達(dá)到約56,000人；相反的，如果日本有優(yōu)秀的工程師，臺(tái)積還希望將他們聘雇到其臺(tái)灣總部。

那么，如何啟動(dòng)臺(tái)積將在熊本建設(shè)的新工廠？就如上述日本沒有22-28nm制程的量產(chǎn)技術(shù)，在初期，臺(tái)積應(yīng)該會(huì)派遣一些工程師到日本進(jìn)行技術(shù)轉(zhuǎn)移，但在此之后，日本的工程師能夠掌握22-28nm制程的量產(chǎn)技術(shù)嗎？另外，需要在日本當(dāng)?shù)渍心贾辽賻装倜陨系陌雽?dǎo)體制程工程師，這又能順利完成嗎？

從近十年日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的變遷推估，至少有5萬名工程師被解雇。而一些最好的工程師有可能已經(jīng)被調(diào)到海外，另外一些人應(yīng)該到制造設(shè)備制造商或材料供貨商工作，可能也有不少人被迫在半導(dǎo)體以外的其他行業(yè)尋求工作機(jī)會(huì)。

今天的日本是否能夠重新找回這些流離失所的半導(dǎo)體工程師？更大的問題是，隨著時(shí)光的流逝，這些人的年齡也在增加中。例如，2010年40多歲的工程師，現(xiàn)在可能已經(jīng)是50多歲，甚至接近60歲了，都已經(jīng)接近退休的年齡。這樣滄桑背景結(jié)構(gòu)下的工程師，如何在未知的領(lǐng)域掌握最先進(jìn)的制程技術(shù)，來生產(chǎn)邏輯半導(dǎo)體？

相對(duì)于設(shè)廠只是資本支出而言，工程師人才的穩(wěn)定才是重中之重。2年前鴻海到威州設(shè)廠，為美國打造「美國制造」之路，結(jié)果因?yàn)槿狈κ苓^訓(xùn)練的生產(chǎn)線人員與面板工程師，帶來最致命的一擊。而最近網(wǎng)絡(luò)或新聞盛傳的臺(tái)積美國工程師在臺(tái)灣受訓(xùn)后，公開發(fā)表的抨擊文，也再再顯示，人力的穩(wěn)定與工程師能力值、工作觀念、態(tài)度文化是最直接影響設(shè)廠順利與否的關(guān)鍵。

吸引臺(tái)積到日本將只是一個(gè)產(chǎn)業(yè)OK繃
日本為了提升先進(jìn)半導(dǎo)體制造技術(shù)，由財(cái)團(tuán)在2006年至2011年間，推動(dòng)了Consortium計(jì)劃，以及國家級(jí)計(jì)劃的「ASUKA」。這兩個(gè)計(jì)劃結(jié)束后，日本就再也沒有采取任何策略來提升半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。

有日本產(chǎn)業(yè)媒體工作者曾經(jīng)公開表示，今天的日本半導(dǎo)體行業(yè)是處于戰(zhàn)后的倦怠狀態(tài)。如果日本要從這種情況下恢復(fù)過來，將需要一個(gè)比韓國「K半導(dǎo)體帶(K-Semiconductor Belt Strategy)」倡議更大膽、更長遠(yuǎn)的政策，僅僅吸引一家晶圓代工廠是不夠的。


 
圖三 : 韓國的「K-半導(dǎo)體帶」倡議。（source：東洋經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)；CTIMES整理）

曾經(jīng)擁有全球近一半市場(chǎng)占有的日本半導(dǎo)體業(yè)者，如今已經(jīng)沒有一家的銷售規(guī)模進(jìn)入前10名，很難說還要如何崛起?？梢钥隙ǖ氖牵M(jìn)臺(tái)積對(duì)日本的逆轉(zhuǎn)攻勢(shì)還具有重要意義性，但需要采取其他措施快速接替產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

如果日本政府與半導(dǎo)體業(yè)界，今天所做的一切只是為了吸引臺(tái)積到日本并建立一個(gè)新的工廠，那么這將只是一個(gè)OK繃而已。如果日本政府真的想振興日本的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，它應(yīng)該認(rèn)真準(zhǔn)備，并且等待幾十年后再圖發(fā)展。