日本真能透過臺積電設(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上表示，「臺積電計劃在日本建立生產(chǎn)基地。這將增強日本半導(dǎo)體產(chǎn)出能力和自主性，并對經(jīng)濟(jì)安全作出重大貢獻(xiàn)。同時我們將對此投資案提供一半以上的補助金額。」

根據(jù)媒體的報導(dǎo)，臺積將與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灣的往來，加快先進(jìn)技術(shù)的開發(fā)。并且相信這項投資案的被公開，是在經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省默許與暗中推動的。

另外，也有評論家認(rèn)為，這項投資案極有可能是，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)評論人士指出，會推動臺積與SONY合作的背景，是在2019年半導(dǎo)體短缺之前。當(dāng)時日本領(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，它在智慧手機的CMOS傳感器有很大的市場占有，并且正在尋求擴展到汽車和工業(yè)應(yīng)用。

真能振興日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)？
在當(dāng)時，日本政府并不鼓勵企業(yè)加大對半導(dǎo)體的投資，但日本政府現(xiàn)在居然愿意為該案補助多達(dá)5000億日元。一位媒體工作者認(rèn)為，日本政府會對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)采取某種意義上的冷漠態(tài)度，是因為對2000年代所有各種日之丸半導(dǎo)體計劃失敗的反應(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)體計劃中的問題，并在此基礎(chǔ)上吸取教訓(xùn)。為數(shù)不少的評論家都認(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)該對這個半導(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)?。籆TIMES整理）

但是，爭取臺積到日本設(shè)廠，是否真的會對日本半導(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對于邏輯半導(dǎo)體的需求來看?；旧?，SONY的影像傳感器需要整合三個不同的半導(dǎo)體組件，分別是將影像傳感器、DRAM和邏輯半導(dǎo)體封裝成一個模塊，才能對蘋果等客戶出貨。

如果臺積的新廠建在熊本，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的臺灣工廠進(jìn)行后段制程，SONY在日本生產(chǎn)的芯片將會被送往臺灣完成后段制程，最后再出貨到例如鴻海的中國工廠，進(jìn)行手機或其他產(chǎn)品的組裝。

換言之，即使臺積在日本建新廠，還是需要將CMOS影像感測芯片等運送到臺灣，再出貨到中國。對于這樣的「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。

部分評論者難以理解，為什么臺積選擇日本。因為在日本之前，臺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。但對于臺積而言，中國是一個巨大而有潛力的市場，那里有許多大規(guī)模的客戶，這與日本完全不同。

日本評論家認(rèn)為，臺積在美國建立晶圓廠是有經(jīng)濟(jì)理由的，因為美國也有大客戶訂單，并一直在持續(xù)增加中。然而，臺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，而且日本與臺灣最大不同的是，日本沒有對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的稅收優(yōu)惠政策，同時電力等基礎(chǔ)設(shè)施成本都相當(dāng)高。

雖然一些專家認(rèn)為，臺灣海峽的地緣政治緊張局勢，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)該會比在日本更有利，因為日本靠近臺灣海峽，并無法避免尖閣群島(釣魚臺)的領(lǐng)土爭端。

新建的工廠「不是最新的技術(shù)」
臺積規(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)制程投資案補助4000億日元？

在今年中的一個采訪中，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)備來建造一個新廠，就會折舊攤提的負(fù)擔(dān)。如果能得到政府的財政支持，這對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。因為除了最新的制程技術(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，因為新工廠一開始就會面臨的折舊的成本。

一位日本評論家表示，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。而政府的補貼就是其中一個實現(xiàn)的方法。

目前的半導(dǎo)體短缺并不是單純因為COVID-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?；蛟S日本政府的補助不僅是為了維護(hù)自己國內(nèi)的產(chǎn)業(yè)，也是為了應(yīng)對地緣政治風(fēng)險。


 
圖二 : 臺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)日本時事通信社的報導(dǎo)，臺積在日本的新廠，預(yù)計將雇用約2000人，將會有一半左右的人員負(fù)責(zé)運營，而另外數(shù)百人則是作為技術(shù)核心，負(fù)責(zé)生產(chǎn)線的運作。但以目前日本的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，臺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，但因為成本的原因，完全沒有任何的競爭力。因此日本的工程師并沒有臺積在其新工廠生產(chǎn)的22-28nm制程技術(shù)的能力，因為對日本半導(dǎo)體制程技術(shù)人員來說，這是一個未曾探索過的領(lǐng)域。

更困難的是，臺積根本不太可能派遣數(shù)百名工程師到日本工作。臺積在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，臺積還希望將他們聘雇到其臺灣總部。

那么，如何啟動臺積將在熊本建設(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，臺積應(yīng)該會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)尋求工作機會。

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)果因為缺乏受過訓(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)或新聞盛傳的臺積美國工程師在臺灣受訓(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。

吸引臺積到日本將只是一個產(chǎn)業(yè)OK繃
日本為了提升先進(jìn)半導(dǎo)體制造技術(shù)，由財團(tuán)在2006年至2011年間，推動了Consortium計劃，以及國家級計劃的「ASUKA」。這兩個計劃結(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)日報；CTIMES整理）

曾經(jīng)擁有全球近一半市場占有的日本半導(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。可以肯定的是，引進(jìn)臺積對日本的逆轉(zhuǎn)攻勢還具有重要意義性，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積到日本并建立一個新的工廠，那么這將只是一個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。