半导体 日本

日本的半导体生态战略似乎正在进入加速阶段。

2月24日，台积电宣布其在日本的第一家晶圆制造厂JA（日本先进半导体制造有限公司）正式开业。同月27日，日本半导体晶圆制造商Rapidus宣布将与RISC-V芯片设计独角兽Tenstorrent合作，双方将共同推进2nm工艺的AI边缘训练芯片制造。晶圆代工巨头立基电也计划在2023年底在日本JC建厂。

日本的主要半导体制造商一直主要以IDM（垂直整合）模式运营，即从芯片制造到芯片设计的整个过程由一家大型集团公司完成。然而，全球产业趋势是，在台积电创始人张忠谋推出独立晶圆代工业务后，产业分工成为主流，只有少数公司仍坚持IDM模式。

这一新变化源于近年来全球地缘环境的变化，新冠肺炎疫情曾一度影响芯片产品的及时供应。

这使得半导体“本土化”建设成为一种趋势。只有日本、美国、德国等主要经济体在积极引入头部半导体机构，希望进一步推动本土整体半导体产业链的共同发展。

因此，目前日本大力支持半导体发展是全球趋势变化的一个缩影，其进展也备受关注。

晶圆巨头登陆

与台积电在美国建厂时面临的人员支持和政策补贴不足等一系列问题不同，其与日本合作的晶圆代工厂正在迅速落地。

根据JA官方网站，台积电与日本半导体行业建立了长期合作关系。2019年成立台积电日本设计中心，2021年成立日本3D IC R&D中心。JA于2021年成立。该工厂于2022年4月开工建设，2024年2月投产，计划于2024年底投产。这是台积电在日本的第一家工厂。

这被官方定义为一个重要的里程碑。以JA第一工厂为基础，最近索尼半导体、电装、丰田等公司宣布将进一步投资并参与第二工厂的建设。计划2024年底开工建设，2027年底投入运营。

因此，在JA的股东中，台积电持股约86.5%，索尼半导体持股约6.0%，电装持股约5.5%，丰田持股约2.0%。结合这两家工厂，JA熊本工厂预计每月可提供超过100，000片12英寸晶圆。主要工艺布局为40、22/28、12/16、6/7纳米工艺，应用于汽车、工业、消费、HPC等相关应用领域。在日本政府的支持下，JA的总投资将超过200亿美元。

JA所在的熊本县位于日本九州岛的中心，曾被称为日本的“硅谷”。据悉，九州已聚集了超过三分之一的日本半导体公司和许多汽车零部件制造商。可以看出，无论从产业融合还是人才角度，区域内都有一定的支撑。

研究机构集邦咨询认为，JA是JA的投资者之一，因为它靠近索尼在当地现有的CIS（图像传感器）工厂。未来，双方在半导体制造或封装测试技术方面的合作将更加紧密。

除了在台积电的发展，另一家代工巨头立基电最近也在日本进行了新的布局。此时，日本的立场更能体现其工业化动机。

2023年7月，利济电与日本I控股有限公司（I）达成协议，将在日本联合建立一家12英寸晶圆代工厂。当年10月，李记电气确认JC（简称李记电气日本工厂）是第一家晶圆厂，位于日本宫城县的第二个北仙台工业园区将被选为预定地点。

立基电董事长黄崇仁介绍，将采用22/28 nm以上制造工艺和晶圆上晶圆技术，满足未来AI边缘计算产生的多种应用，同时补强本土汽车芯片的缺口。

这两个晶圆代工厂的当地建设已经落地，日本官方机构在工厂选址、加快基础设施建设以及补贴等方面都给予了大力支持。

为什么以台积电为首的代工巨头在各个经济体扎根很重要？一方面，全球半导体产业在“全球化”到“本土化”趋势的推动下，本土晶圆产能越来越重要；另一方面，台积电作为核心供应商，还可以带动其上下游（尤其是日本以外）的材料和设备制造商聚集，这不仅可以带动当地经济和产业发展，还可以吸引更多的人才支持。

强制先进技术

目前，日本台积电和利济电的工厂可能主要面向成熟工艺，一些台积电已经开始向更先进的工艺延伸。除了引进之外，日本还对本土的晶圆制造能力寄予厚望。

Rapidus就是其中之一。这家晶圆代工厂也是由许多日本本土厂商投资建立的（总投资73亿日元，包括凯夏、索尼、软银、电装、丰田、NEC等。），从一开始就提到了中长期（2020年代以后）的职业发展思路是通过与美国和欧洲的合作推动下一代半导体制造技术的发展，希望在日本实现2nm工艺以下的先进晶圆制造。

其早期的争议可能是“拔苗助长”，但目前似乎正在接近这一目标。2021年，IBM宣布开发出2纳米节点芯片；2022年12月，IBM宣布与Rapidus建立联合开发合作伙伴关系。双方预计在2025年左右进行试点，并在2027年开始大规模生产。此后，Rapidus还加入了Imec核心合作伙伴计划，并计划从中获得EUV光刻机技术。

2023年11月，Rapidus宣布与加拿大半导体独角兽Tenstorrent合作，后者主要基于2 nm工艺的AI边缘计算芯片ip。今年2月，双方正式确认就芯片研发和制造展开合作。腾讯云是RISC-V架构的全球领导者，其CEO Jim Keller曾参与苹果A4和A5处理器芯片的研发，这也是AMD追赶英特尔路上的关键人物。

对于工业发展，Rapidus总裁小池正一在去年年中的一次演讲中公开表达了他的反思。他说，从20世纪80年代开始，日本半导体占据了全球50%以上的份额，然后逐渐陷入低迷，这可能是由于“骄傲”。Rapidus将采用新的商业模式，并打通前后方项目以提高效率。

“目前，日本的目标是重新获得此前在地区竞争中的优势，并希望从原来的原材料国转型为半导体制造国之一。”集邦咨询高级研究部副总经理郭分析说，据估计，从2022年到2027年，日本将占世界先进技术的3%。

根据该机构的分析，Rapidus位于日本北海道，其工厂将有机会吸引上游设备和原材料供应商在北海道设厂，带动附近地区半导体集群的形成。

与此同时，日本地方政府仍在争取台积电尚未敲定的第三座核电站。在工艺方面，第三工厂目前计划专注于6/7纳米产业。但是，如果宣布开业时间，台积电最先进的工艺已经推进到2纳米甚至1.4纳米，并且不排除使用5纳米或3纳米作为其在日本的第三工厂。

Rapidus和日本官方机构也曾在公开场合表示，在汽车智能化和电气化发展的浪潮中，2 nm以下的先进半导体能力将变得越来越重要。

从全球趋势来看，成熟制程目前主要在各个经济体进行扩产，但主流晶圆代工厂仍面临产能利用率较低的局面，这意味着成熟制程在经济承压环境下将面临更大挑战。目前，先进技术的竞争由台积电主导，并逐渐扩展到三星和英特尔之间的积极竞争。作为一条新路线，尚难下定论，其背后是技术路线和商业模式的差异化探索。

不过可以确认的是，在行业“本土化”发展成为全球趋势后，晶圆代工行业也将面临新的变数。

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