产业政策与“自由市场”、国产替代与全球合作,将是未来半导体发展重要的“代名词”,而对峙与博弈也将常态化。因此,技术、投资、市场都将是日本半导体产业需要认真对待的重要课题。

回顾过去数十年,半导体产业是一个周期性很强的产业,但其不仅仅体现在市场表现上,“似乎”还体现在产业国际竞争上。

在上世纪80-90年代日美半导体贸易战之后,日本半导体产业可以说“沉寂”了30多年。然而,近日丰田、索尼、日本电气、铠侠、三菱日联银行等8家企业共同出资73亿日元成立了一家名为Rapidus的高端半导体公司。

据悉,日本经济产业大臣西村康稔宣布公司成立消息,并表示政府将向该公司提供700亿日元补贴,以资助其芯片开发及生产。同时,日本还将年内将设立新的研究开发基地,名为技术研究组合最尖端半导体技术中心(LSTC),以对日本半导体产业发展提供技术支撑。

值得关注的是,Rapidus还定下了未来5年即2027年量产2纳米以下工艺半导体芯片的计划。由此可见,在跟随美国芯片“指挥棒”的同时,日本也有独立发展高端半导体技术的“私心”,在谋求扩大国内芯片产能、确保供应链安全稳定的同时,进而试图恢复当年日本半导体产业巅峰时期的“荣光”。

尖端半导体领域动作频频

2021年6月,日本经济产业省(METI)发布了“半导体和数字产业战略”,特别提到了振兴该国半导体产业的潜在战略。

今年4月以来,为了扩大日本国内的半导体产能,日本政府已投入6000多亿日元用于各种补助,仅支援台积电与索尼公司合资在熊本县建设新厂的补贴就高达4760亿日元。

此外,铠侠与美国西部数据公司在三重县新建合资工厂获得政府929亿日元援助,美国美光科技在广岛县新建生产设施也获得465亿日元补助。

今年5月,日本电子信息技术产业协会(JEITA)半导体部宣布,其已向经济产业省商业和信息政策局信息产业司提交了题为“2022年版半导体战略,以提高国际竞争力”的建议。

近日,日本产业界和金融界集各自技术优势以及资本力量,又成立了Rapidus公司。

可以说,日本政企自上而下都在酝酿新的半导体产业发展计划,以在全球半导体产业与技术竞争上“割据一方”。

据悉,未来Rapidus将与IBM等欧美公司展开合作,汇聚各方力量,从共同研发入手,重点开发未来经济社会不可或缺、能够瞬间处理大量数据的高端半导体,目标是5年后即2027年量产2纳米以下制程的半导体,将用于超级计算机、自动驾驶、人工智能、智慧城市等领域。

目前2纳米以下尖端半导体在世界上尚未量产,即使台积电和三星量产的最先进工艺芯片也主要是5纳米,3纳米芯片工艺应该还在技术爬坡中,2023年才能真正实现量产。那么,缺乏高端芯片研发基础的日本,即使联合美国半导体企业,能否实现2纳米工艺芯片,仍然是未知数,即使能成功,而要在2027年量产2纳米芯片是否有些太乐观?但是这也凸显了日本在半导体产业上不甘于独守一隅的雄心。

翻版“VLSI研究计划”

据悉,在日本经济产业大臣西村康稔宣布Rapidus成立的当天,日本经济产业省还宣布,年内将设立新的研究开发基地,名为技术研究组合最尖端半导体技术中心(LSTC)。日本产业技术综合研究所、理化研究所、东京大学等机构都将共同参与,新成立的Rapidus也将参与其中。Rapidus董事长东哲郎兼任LSTC理事长。

有媒体称,Rapidus和LSTC将是日本下一代半导体战略的两大支柱。实际上,日本政府2021年6月在最新版半导体战略中明确提出,将致力于推动高端半导体研发、吸引制造商在日本国内建立生产基地。

在研发方面,为吸引台积电在日本筑波市建立研发中心,日本政府今年6月决定拿出190亿日元补贴,支持台积电与日本国内约20家机构共同进行尖端半导体研发。

日本政府11月初批准的本财年补充预算案将促进半导体产业发展列为紧迫课题,为资助高端半导体研发及生产共计划投入1.3万亿日元。

从日本近几年半导体产业政策,我们似乎可以看到上世纪60-80年代日本出台的各种利好半导体产业发展政策的“影子”。1976年日本政府启动了“DRAM制法革新项目”,推动日本在半导体领域加快发展。具体而言,是由日本政府出资320亿日元,日立、NEC、富士通、三菱、东芝五家企业联合出资400亿日元,总计投入720亿日元,组成研发联盟,实施“超大规模集成电路(VLSI)技术研究计划”,每家企业各自牵头部分研发领域。

实际上,在日本半导体产业崛起过程中,日本VLSI研究计划发挥了重要作用,其囊括了日本五大企业,分工竞合,减少内耗,甚至在1986年日本DRAM的全球市场占有率达到80%,1988年日本半导体产业全球占比达到50.3%的巅峰水平。

因此,除了直接的产业政策之外,日本还将通过企业与科研机构、高校之间、企业之间深度技术合作,实现一系列技术攻坚,再次复制曾经的成功经验与模式。

对峙与博弈将常态化

毫无疑问,美国的“以本国利益为中心的政策”,早已引起其他国家半导体背离美国,比如荷兰政府高官就表示,美国不应指望荷兰完全遵守美国的芯片禁令,荷兰有自己的评估;韩国同意加入美国发起的“芯片联盟”,但也把“不刺激中国”作为协商原则并纳入会晤议题。尽管日本被美国政治裹挟似乎更严重一些,但曾经的美日芯片战显然难以让日本完全放下戒心。

日本加入“芯片联盟”以及在高端半导体技术上展开深度合作,只能说明双方存在共同的利益,而其组建企业研发联合体——Rapidus,以及LSTC技术研发中心,则表明日本对自身独立发展半导体留有很大的余地。

正如一些业内人士的分析,虽然日本在存储器、图像传感器等半导体领域市场占有率较高,但高性能计算半导体发展相对滞后。即使日本引入台积电投资建厂,但台积电与索尼建设的熊本新厂主要生产300毫米晶圆,主要制造12纳米—28纳米级芯片,属于相对成熟芯片工艺。显然,由于日本在尖端半导体技术开发方面起步较晚,与世界先进水平差距较大。

不过,日本半导体产业在全球仍然有极高的影响力,特别是日本在半导体设备领域的企业,多年之后仍然是日本半导体的核心竞争力所在。这里也特别再次提一下VLSI研究计划,其曾让日本在数年之内就在电子束光刻机、干式蚀刻设备等半导体核心加工设备,以及领先制程工艺和半导体设计能力方面实现突破,相关的技术储备直到今天也让日本在全球半导体竞争格局中受益。

以东京电子为例,该企业是日本最大的半导体制造设备提供商,也是世界第三大半导体制造设备提供商。东京电子的产品几乎覆盖了半导体制造流程中的所有工序。其主要产品包括:涂布/显像设备、热处理成膜设备、干法刻蚀设备、CVD、湿法清洗设备及测试设备。其中,东京电子的涂布设备在全球占有率达到87%。另外,FPD制造设备中,蚀刻机设备占有率达到71%。其他设备的占有率也有相当的份额。

当然,在半导体领域,日本还有Sumco、瑞萨、ROHM、东芝、日亚化学、三菱电机、富士、佳能、日立、爱德万等半导体产业链企业,而且很多企业都是细分领域的技术垄断者。因此,日本半导体产业“家底”殷实、技术雄厚,也是美国拉日本加入“芯片联盟”的重要原因。

不过,除了技术之外,尖端半导体产业还需拼投资,特别是3纳米以下芯片工艺将考验日本和相关企业的经济实力和决心。正如Rapidus董事长东哲郎所期待的那样,需要日本政府今后能在资金方面给予长期支援。与此同时,日本半导体产业还需确保半导体最终产品拥有切实的市场需求,这样才能形成长期的正循环效应。

半导体产业是一个非常复杂的产业,其有着很深的政策烙印,基于各国或地区自身的利益,将形成一个个相对独立的“割据”势力,而且在极端产业政策影响下,全球化大分工与合作的圈子也将越来越小。产业政策与“自由市场”、国产替代与全球合作,将是未来半导体发展重要的“代名词”,而对峙与博弈也将常态化。因此,技术、投资、市场都将是日本半导体产业需要认真对待的重要课题。

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