日本再加碼發展半導體。
當地時間11月11日晚間,日本首相石破茂提出了一項計劃,日本政府將在2030財年前提供至少10萬億日元(約合4688億元人民幣)的支援,來推動該國半導體和人工智慧產業的發展。
這一半導體政策也被視作對“日本半導體國家隊”Rapidus的利好。Rapidus成立於2022年8月,是由、索尼、豐田等8家日本大公司籌辦的半導體制造公司。此前日本政府也在考慮將政府資助建造的工廠和裝置轉讓給Rapidus來換取它的股權。Rapidus有著明確的發展計劃,在2025年前在日本製造最先進的2nm晶片,並在2027年起實現尖端晶片的量產。
日本政府對半導體的支援舉措遠不止於此。有報道稱,此次計劃是日本政府綜合經濟一攬子計劃的一部分。除了政府的直接投資外,該計劃還要求公共和私營部門在未來10年內共同投入50萬億日元,以推動日本晶片產業的全面復興。石破茂表示,預計這一項框架將帶來160萬億日元的整體經濟影響。
上世紀80年代,日本半導體市場份額曾在全球佔據半壁江山。然而近40年間,日本的半導體市場不斷萎縮,市場份額僅為8%左右,在行業頭部版圖中早已找不到日本的位置。作為對日本優勢產業失落的反思,長期在日本製造業生產第一線從事半導體研發工作的湯之上隆曾寫下《失去的製造業》一書,概括稱日本半導體企業的問題在於技術和經營管理。“大多數日本的補貼只是增加了海外公司的銷售額和提高技術能力,並沒有促進日本國內半導體市場份額或銷售的增加。”湯之上隆曾發表評論稱。
從資金量來看,日本政府對半導體產業的支援比歐美更優厚。這將對日本半導體產業發展起到多大作用?就目前而言,有哪些因素會對其發展形成阻礙?
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補貼利好直指Rapidus
“半導體即國家”成為了日本產業界的口頭禪。半導體的重要性不言而喻,而在業界看來,守住晶圓代工廠,才能守住世界第一。因此,日本政府將希望寄託在以量產新一代半導體為目標的Rapidus身上。
2022年,日本推動成立高階晶片公司Rapidus。Rapidus意為“快速”,蘊含了日本各界期待快速成長之意。Rapidus董事長東哲郎進一步強調了加碼上游的重要性。他表示,如今全球半導體行業的趨勢是朝著設計、晶圓代工廠、OSAT(Outsourced Semiconductor Assembly and Testing,外包半導體產品封裝和測試)分工的方向發展,而日本的半導體企業過分執著於傳統的“垂直整合”(IDM)模式,這導致了日本半導體在全球市場的佔比大幅度下滑。雖然日本國內也存在一些小規模的晶圓代工廠,但Rapidus工廠建成後將成為日本國內首個大型晶圓廠,將重新書寫日本半導體歷史。
“日本大規模投入半導體產業,主要原因在於全球地緣政治變化、供應鏈衝擊,以及對關鍵技術自主可控的需求。”對外經濟貿易大學金磚國家研究中心研究員譚婭向21世紀經濟報道記者表示,日本很有可能是意識到過度依賴海外,會使它在國際緊張局勢下面臨供應鏈中斷的風險。為了確保國家經濟安全,支援國內相關產業的發展,日本政府決心加強對半導體產業的投入,提升在全球晶片供應鏈中的地位和控制力。
日本政府發展Rapidus的目標也很明確,即製造最先進的2nm晶片,具體程序是在2025年之前建成晶圓廠並試生產,隨後在2027年量產2nm晶片,最終目標是成為繼美國、中國臺灣、韓國、愛爾蘭之後,全球第5個擁有匯入EUV的晶片量產線的地區。
為了達成這個目標,日本政府不停地為其“輸血”。在受訪專家看來,這10萬億日元的支援足可見日本政府全力發展半導體產業的決心。
日本企業(中國)研究院執行院長陳言在接受21世紀經濟報道記者採訪時表示,“以日本去年一年約591萬億日元的GDP規模來說,10萬億日元相當於GDP的1.7%。對於投資一個產業來說,投資規模是相當大的。相對而言,美國在半導體產業投入的資金比例就小得多了。”他表示,未來尖端晶片的製造關鍵還是得看Rapidus,包括建設晶圓廠、光刻機等等,都需要大量的資金投入。
有訊息指,Rapidus的北海道工廠計劃在2027年投產2奈米晶片,預計從今年12月開始接收極紫外光刻機裝置。公司預計要實現目標需要投資5萬億日元,去掉9200億日元的政府補貼,剩下的錢得靠市場籌集。
其實在此之前,Rapidus已經獲得了日本政府39億美元的補貼。日本政府還聯合企業共同參與,按照日本政府的計劃,要求公共和私營部門在未來10年內共同投入50萬億日元。在持續大額的資金投入下,短短兩年間,Rapidus的發展頗為迅猛。近期,Rapidus社長小池淳義透露,約八成建築已經建成,而且進一步表示,若實現目前計劃的2nm製程半導體量產則建第二工廠,計劃製造更高效能的需要1.4nm半導體。
此外,外界還關注到Rapidus所帶來的產業集聚效應。集邦諮詢分析稱,Rapidus位於日本北海道地區,其工廠將有機會吸引上游裝置及原材料供應商前往北海道設廠,帶動附近地區形成半導體集聚。
中關村資訊消費聯盟理事長項立剛也向21世紀經濟報道記者表示,日本在重整半導體產業方面確實下了很大的功夫,而且發展機會不僅在於半導體本身,還要有上下游配套和相對應的生態鏈和產業鏈。目前來看,日本在裝置製造、材料、生產製造方面做得相當不錯,所以之後估計會在這些方面取得一定的發展。
實際上,日本半導體行業在裝置裝備和材料方面都佔據明顯優勢。資料顯示,過去30年來,半導體裝置廠家一直保持全球30%的市佔率,且一直保持極高競爭力。2022年,有4家日本公司躋身全球銷售額排名前十的半導體裝置製造商行列,另外,日立高科技、尼康、佳能等公司緊隨其後。在半導體材料方面,日本富士經濟預計,2023年全球半導體材料的市場規模為465億美元,其中,日本企業預計佔五成。
發力先進工藝能復興半導體產業嗎?
除了致力於突破先進製程,日本還在逐步改變以前發展半導體產業的固有模式。
日本的主要半導體廠商一直以採取IDM(縱向垂直整合)模式運營為主,即從晶片設計到晶片製造全流程都由一家集團型大公司來完成。然而,自從臺積電推出獨立的晶圓代工業務之後,產業分工逐漸成為主流。
譚婭表示,日本電子產業過去採用的“垂直整合型”模式,在早期曾帶來巨大成功,但隨著半導體產業的發展,這一模式的侷限性逐漸顯現。IDM模式需要企業在設計、製造、封裝測試等全產業鏈上投入大量資源,靈活性較差,難以迅速應對市場變化。
在譚婭看來,造成日本半導體產業落後的原因是多樣的。她向記者表示,一是,日本半導體業未能及時適應全球半導體產業向專業化分工的轉變,過度堅持垂直整合模式;二是,韓國、中國臺灣地區等競爭對手在製造領域的快速崛起;三是,日本對半導體制造領域的投資和政策支援力度依然相對不足。
痛定思痛,為了重振半導體產業,日本在2021年制定了新的半導體戰略,並引進臺積電、美光、三星、微軟等企業建廠或投資。其中,臺積電是日本半導體產業系統性佈局的重要一環。按照日本政府初步的構想,第一步是引入臺積電,由日本政府提供總額約4760億日元的補貼,邀請臺積電在熊本縣建設半導體工廠。日本經產省表示,引入臺積電有助於半導體的穩定採購、促進尖端半導體研發。公司也注資加入,與臺積電共同建設熊本新工廠,計劃生產的晶片型別在日本國內屬於尖端技術。對於臺積電來說,部分先進技術早在10年前就已經掌握,而這可能成為日本九州地區構建純電動汽車(EV)供應鏈的基礎。
再如日本引進美國半導體巨頭美光科技,日本政府為其在廣島工廠的儲存晶片專案提供鉅額補貼。作為條件,美光不僅要幫助日本進行下一代產品的研發,還要在日本國記憶體儲晶片供需困難時增產。據瞭解,美光在日本採購了80%生產所需的零部件。
日本在半導體發展上“兩手抓”,一邊依託國外半導體巨頭做研發,一邊向Rapidus鉅額投資。還有訊息稱,Rapidus計劃從2027年起與IBM和比利時研究機構Imec合作生產尖端晶片。這就意味著,之後Rapidus將與英特爾、三星、臺積電等頭部企業一同向著2nm的晶片市場衝刺。
不過,現在掌握3nm晶片量產技術的公司都屈指可數,因此外界對於Rapidus的野心是存疑的。譚婭分析稱,首先,2納米制程是當前全球最先進的晶片製造技術,需要突破光刻、材料、工藝等多方面的技術瓶頸。其次,實現量產需要建立完整的供應鏈和產業生態,包括裝置、材料、人才等方面的支援。此外,培養和吸引足夠的專業技術人才也是一大挑戰。
相比起技術,更受質疑的是Rapidus產出2nm晶片後是否能獲得市場應用。
“現在日本2nm的潛在客戶是IBM,而美國今後也將生產2nm的晶片,日後是否會用日本晶片還未知,而臺積電生產2nm晶片的裝置已經完成折舊,成本會相對較低。”陳言表示,可以預見的是,未來日本在高階晶片領域的競爭力將不如中國臺灣地區和韓國,也不具備和美國企業競爭的能力。
回顧日本的半導體發展史,項立剛認為,導致日本半導體產業衰落最核心的原因是其製造業的衰落。他向記者分析稱,以前像電視機、手機、電腦等主要電子產品主要產自日本,因此日本晶片能夠形成配套能力,對日本晶片的銷售起到很大的推動作用。但現在,電子產品市場基本被中國佔據,日本自然失去了一個很大的市場,即便未來能夠生產出2nm晶片,缺乏大市場將很難有發展機會。
與中美以市場先導型的方式發展半導體不同,日本是先製造出產品再去尋找市場。然而,市場需求不足始終是日本半導體行業繞不過的一道難題。
對此,陳言認為,日本晶片業的發展,很大程度還要看日本政府在外交關係上保持怎樣的態度。“若日本願意與中國合作,就有望擁有一個巨大的市場,反之若石破茂政府繼續延續岸田政府的經濟政策和外交政策,與中國對立,那日本晶片業將喪失一個巨大的市場。”
談及日本半導體未來的發展,陳言直言並不是太樂觀,“接下來Rapidus很可能會缺乏資金進行下一步的研發,導致日本半導體市場份額再陷入萎縮。”