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日本真能透過TSMC設廠振興半導體產業嗎?
日本產業觀察評析

【作者: 盧傑瑞】   2021年11月23日 星期二

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當日本政府和經濟產業省積極爭取TSMC到日本建立生產基地,期望確保半導體供應鏈未來發展,但此舉是否真能夠增強日本半導體產出能力和自主性,並對經濟安全作出重大貢獻?本文透過日本產業觀察家的角度探討事件後續的效應。


當日本政府和經濟產業省爭取台積電(TSMC)到日本投資時,曾公開強調「從經濟安全的角度來看,確保半導體供應鏈的安全是很重要的」。因此「半導體供應鏈」一詞似乎已經成為高科技產業的熱門用詞。


在2021年10月14日下午7點召開記者會的日本首相岸田文雄表示:「幾乎壟斷了先進半導體製造技術的台灣公司今天宣佈,計畫在日本建立生產基地。這將增強日本半導體產出能力和自主性,並對經濟安全作出重大貢獻。同時我們將對此投資案提供一半以上的補助金額。」這段談話是在當天稍早的TSMC財報發表會上,宣布將在日本新建一座工廠之後,日本政府所做出正式且正面的訊息。根據新聞報導,TSMC將與DENSO、SONY合資設立22-28nm製程晶圓廠,而這項總投資金額約為8000億日元,預計將於2024年5月開始生產。



圖1 : 日本首相岸田文雄召開記者會宣布,支持TSMC在日本投資1億日圓建廠投資案。(source:智動化整理)
圖1 : 日本首相岸田文雄召開記者會宣布,支持TSMC在日本投資1億日圓建廠投資案。(source:智動化整理)

日本官僚下的副產物:一個曾經失敗的日之丸半導體計畫

消息一出,日本各媒體、產業專家、資深媒體工作者皆以不同面向分析了此投資案。例如,一些經濟媒體解釋,由於預期中國未來的崛起,日本和美國將更加深與台灣的往來,加快先進技術的開發。並且相信這項投資案的被公開,是在經濟產業省默許與暗中推動的。有位評論家更認為,這項投資案極有可能是一些始終無法提振日本半導體產業的官僚,在多方運作下達成所期望的結果,藉此希望吸引外國半導體業者到日本投資,振興日本半導體產業。


一位資深評論家指出,一些已經離開經濟產業省的官方人士也曾提出相同的觀點。這讓他想起了,以東芝和SONY聯合開發了用於PS3的CELL處理器的90nm製程技術為目標,高達315億日圓的ASPLA(先端SoC基盤技術開發)專案(2002-2005年)的噩夢,而該計畫是由經濟產業省一位電子部門的負責人一時興起而開始的,最後卻是無功而返。


至於會推動TSMC與SONY的背景,日本半導體業界人士免不了評論,在2019年半導體短缺之前,日本領先的半導體製造商只有邏輯半導體領域的瑞薩電子、CMOS感測器領域的SONY,和快閃記憶體領域的鎧俠(Chioxia)。其中,瑞薩推出了Fab Lite(輕晶圓廠)策略,以鞏固其生產基礎。而鎧俠由於其大股東東芝的管理不穩定,並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感測器有很高的市占率,並且正在尋求擴展到汽車和工業應用。


在當時,日本政府並不鼓勵企業加大對半導體的投資,因此,這些半導體自然要規劃對未來的投資,以便具有合理的可行性,不過演變迄今,令人驚訝的是日本政府現在居然願意為該投資案補助多達5000億日元。


一位媒體工作者認為,日本政府會對半導體產業採取某種意義上的冷漠態度,是因為對2000年代所有各種日之丸半導體計畫(日?丸半導体??????)失敗的反應。他表示在2002年剛開始當記者時,第一個採訪的產業是半導體製造設備和材料,當時報導了在政府支持下進行的各項半導體專案,如MIRAI、Selete、HALCA和EUVA等。這位記者心想,「日本半導體產業的基本實力令人難以置信」。他曾希望,如果所有力量結合在一起,日本的半導體產業將能夠再度站上世界舞台。


最後是這些計畫並沒有帶來任何重大成果,日本許多主要的半導體業者先後地退出了先進製程的開發。這對當時主導「日之丸半導體計畫」的經濟產業省來說是相當大的挫折,可能也是導致時至今天,對半導體產業持續冷淡態度的原因。


這一次,日本政府準備通過《半導體和數位產業戰略》再次支援半導體產業,幾乎所有的產業評論家都不希望看到過去的失敗重演,更希望日本政府能夠反省上一次日之丸半導體計畫中的問題,並在此基礎上吸取教訓。例如迄今除了正在開發EUV曝光技術的EUVA之外,其他研發幾乎被丟在一旁。就像參與EUVA的NIKON被ASML搶走了大量的市場給ASML的慘況,為數不少的評論家都認為,日本的半導體設備和材料產業的業者,不應該對這個半導體和數位產業策略投入太深。就今天來看,無論在哪一方面,對日本來說都是非常困難的。



圖2 : 日本政府期望透過半導體和數位產業戰略再次支援半導體產業
圖2 : 日本政府期望透過半導體和數位產業戰略再次支援半導體產業

(source:日本經濟產業省,智動化整理)


藉此真能振興日本半導體產業?

但是,爭取TSMC到日本設廠,是否真的會對日本半導體產業帶來一定程度的幫助性?甚多新聞媒體工作者或產業界人士也紛紛提出一些看法和質疑。從與SONY合資設立工廠來滿足SONY對於邏輯半導體的需求為例,基本上,SONY的影像感測器需要整合三個不同的半導體元件,分別是將影像感測器、DRAM和邏輯半導體封裝成一個模組,才能向APPLE等客戶出貨。目前的供需情況是,SONY自行生產影像感測器,DRAM是從Micron採購,而邏輯半導體則是由TSMC代工生產。


當然,如果TSMC的新廠建在熊本,DRAM是從美光的廣島廠採購,SONY可以從日本國內獲得這三種半導體元件,但是Wire bonding和Package等後段製程處理是在哪裡進行呢?包括ASE、Amkor、JCET等業者都是專門代工後段製程OSAT(Outsourced Semiconductor Assembly and Test),分別在台灣、韓國、中國、亞洲等地設有工廠。假設是委託ASE的台灣工廠進行Wire bonding、Package和Testing等製程的話,SONY在日本生產的影像感測晶片、從Micron採購的DRAM和委託日本TSMC代工的邏輯晶片,將會被送往台灣的ASE完成後段製程,最後再出貨到例如鴻海的中國工廠,幫APPLE進行手機或其他產品的組裝。


換言之,即使TSMC在日本建新廠,還是需要將CMOS影像感測晶片等運送到台灣,再出貨到中國。對於這樣的「半導體產業供應鏈」或「半導體生產自主性」到底會有多大的效果,日本當地一些新聞工作者都存在一些疑問性。


TSMC在日本建廠合理嗎?

部分評論者難以理解,為什麼TSMC選擇日本?畢竟在日本之前,TSMC不只在美國投資建立晶圓廠,甚至在更早之前已經在中國設立了晶圓廠。對於TSMC而言,中國是一個巨大而有潛力的市場,那裡有許多大規模的客戶,這與日本完全不同。TSMC位於南京的Fab16晶圓廠,到目前為止的產能一直維持在滿載狀態,而且TSMC正考慮在附近再建置一個新的晶圓廠。


評論家認為,TSMC在美國建立晶圓廠有經濟理由,因為美國也有大客戶訂單,並一直在持續增加中。然而TSMC在日本建廠卻沒有任何經濟理由,這裡並沒有大客戶,而且需求在下降,而且日本與台灣最大不同的是,日本沒有對半導體產業的稅收優惠政策,同時電力等基礎設施成本都相當高。


評論家表示,雖然一些專家認為,台灣海峽的地緣政治緊張局勢,值得在日本建立晶圓廠,但出於安全和安保的考慮,在美國本土建立新的晶圓廠,應該會比在日本更有利,因為日本靠近台灣海峽,並且無法避免釣魚台的領土爭端。新工廠也將能夠從與亞利桑那州的前端工廠的協同效應中獲益。事實上,TSMC已經要求半導體供應鏈上的業者前往規劃原物料供應。



圖3 : TSMC位於南京Fab16晶圓廠迄今產能一直維持在滿載狀態。(source:元崇設計工程)
圖3 : TSMC位於南京Fab16晶圓廠迄今產能一直維持在滿載狀態。(source:元崇設計工程)

補貼可能導致未來在WTO的立場問題

日本政府承諾補貼一半的投資額,被認為意味著人民承擔的財政資金將流向海外。然而這還有另一個風險是,在日本合資業者能完全接管新進半導體技術之前,TSMC突然退出日本市場。日本政府會選擇TSMC,這可能符合美國所要求的,透過採購半導體減少對中國的依賴,以及日本政府的經濟安全政策的政治決定。


然而不僅如此,或許是考慮未來台灣海峽緊張局勢加劇後,在緊急情況下難以從台灣採購半導體預作準備,以及如果台灣與中國發生衝突後,吸引台灣更多企業到日本投資。不過另一個觀點是以台積電的新廠刺激中國。如此一來,豈不是增加了繞台海的風險?


更重要的是,對TSMC的巨額補貼,也可能違反世界貿易組織(WTO)的規則。日本與美國一直強烈批評中國的補貼政策,主要集中在出口補貼上。現在對台積電的巨額補貼,可能會成為日本未來批評中國補貼政策的制約。


至於日本的半導體人力是否真的有能力承接TSMC的製程技術?後續筆者將進一步探討日本半導體產業的人力與技術問題。


**刊頭圖(source:TSMC)



圖4 : 參考資料
圖4 : 參考資料
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