台積電熊本廠催生半導體大聯盟,台日關係將再次昇華?

作者 | 發布日期 2023 年 12 月 17 日 9:00 | 分類 人力資源 , 半導體 , 晶圓 line share follow us in feedly line share
台積電熊本廠催生半導體大聯盟,台日關係將再次昇華?


台積電熊本廠(JASM)完工在即,《遠見》記者直擊,聳立在一片農地中的 JASM,生產工廠基本完工,研究大樓內燈光閃爍,一位位工程師已開始進駐。當地政府在 JASM 旁設立公車站,上午跟下午共只有 10 班車次,完全應付不了龐大的人潮,一輛輛計程車來回奔波,熟悉的台灣腔更時常在耳邊響起。台積電這座新廠,是台日半導體合作的象徵,而未來雙方關係有望藉這樣的合作,再更上一層樓。

台日關係走過數十年,日本做為老牌工業國家,以往台灣在科技、產業等多個領域,都時常向日本取經,沒想到十年河西、十年河東,現在日本看待台灣,已經從過往的俯視、平視,到現在的仰視。其中代表高科技產業核心的半導體,更成為這種態度轉變的最佳例證。

日本第一不再,日商喊要跟台灣學習

熊本縣工業連合會、金剛株式會社社長田中稔彦(Tanaka Toshihiko)直言,近期帶了許多日商赴台參訪,除了台積電外,也參訪許多台灣的工廠與企業,「台灣的技術有的部分已比日本領先,」熊本縣的製造業「應該要跟台灣製造業多多學習,彌補自己的不足之處,以往日本第一的印象,必須要好好改變。」

田中稔彦並稱,相較台灣人,熊本人較封閉且欠缺國際觀,「有的連英文都不太會說,只會說日文,」希望透過台積電這波投資強化雙方間的交流,幫助熊本人提升國際觀。

他特別點名輝達(NVIDIA)執行長黃仁勳,期望未來數十年後,日本也能產生這樣的人才,在國際舞台上發光發熱。

▲ 金剛株式會社社長田中稔彦直言,台灣的技術部分已比日本領先,熊本縣製造業應跟台灣多多學習。

日本這樣的態度轉變,可從自身半導體製造的失落過程得出解答。1990年是日本半導體實力頂峰之時,當時全球前10大半導體廠商,有6家日商(NEC、東芝、日立、富士通、三菱電機、松下電器)擠入前10窄門,6家日商搶下全球逾四成市占率;2000年,全球前10大半導體廠商,日商只剩下3家(東芝、NEC、日立),市占率僅剩13.2%;2010年只剩下兩家(東芝、瑞薩電子),市占率繼續跌至8.6%;而到了2020年,只剩下一家鎧俠,市占率再跌2.2%。

九州半導體數位創新協會(SIIQ)事務局長藤井博信(Hironobu Fujii)也坦言,九州半導體產業約於1970年代開始發展,至今約有50年左右的歷史,約2000年左右他來到九州,當時九州雖已發展半導體30年,但自台積電於1987年成立後,「我們的感覺是,TSMC(台積電)創立後,九州這邊的半導體發展就每況愈下。」

「從排名來看,日本半導體的衰退是非常明顯的」,專精台日關係、半導體研究的中華經濟研究院副研究員魏聰哲指出,半導體大體上可分為4大類:感測元件、分離式元件、光電元件、積體電路(IC),其中IC的營收額占全體半導體的八成以上,最受大家重視。而IC中,又以台積電專精的邏輯IC營收額最高,其次才是記憶體IC、微元件IC、類比IC等等。這樣的因果關係使得台灣,或說台積電成為兵馬必爭之地。

邏輯IC這一塊始終不是日本的強項,上世紀80、90年代,日本是以記憶體IC稱雄世界,1981年記憶體IC的全球市占率,日本超越美國稱雄全球,到了1987年市占率更近一步提升至80%;若將整體半導體納入計算,日本在全球的市占率於1986年來到46%,兩年後的1988年超過五成。但巔峰之後,緊接而來的就是持續衰弱。

▲ 距離JASM最近的火車站「肥後大津」站,寧靜的農村正迎來脫胎換骨的投資大潮。

日本已不再全部自己來,高階至成熟製程邀台廠相助

魏聰哲總結,日本半導體的衰落,大體上可歸咎:技術因素、美日半導體協定兩個因素。技術面來說,日本的記憶體IC強調高性能與耐用度,一顆DRAM(動態隨機存取記憶體)可用十餘年,但價格自然比競爭對手來得高。

而隨著日商對美國半導體產業的威脅與日俱增,美日雙方分別於1986、1991年簽訂兩次半導體協定,規定日本必須開放國內市場,外商在其國內市場的占有率須達到兩成以上,且規定每顆賣到美國市場的日本晶片須在一定價格以上,遏止美方所謂的「傾銷」,這樣的結果,限制日本半導體的發展前景。

同時,上世紀80年代後個人電腦風潮興起,為了讓個人電腦的價格平價到人人買得起,每台電腦內的記憶體IC性能不需太高,也不用太耐用,讓日本半導體廠商面臨台灣、韓國業者的強力競爭,全球市占因而年年滑落。營收無法提升,就沒有多餘的利潤投資新廠,再加上日本堅持IDM(垂直整合製造)模式,設計、製造、封測全都一把抓,不做代工,製程微縮逐漸跟不上對手的腳步,終至衰敗。

今年2月卸下中華經濟研究院日本中心主任、到日本立命館大學擔任一年客座研究員的魏聰哲,近期親身採訪日本九州多個產官學機構,將日本為復興自身半導體產業的科技佈局,依性能由高而低分為三塊範疇:

用於超級電腦、AI晶片的次世代技術(2奈米以下),生產面有8家日商於去年8月合資成立Rapidus株式會社,業界初始資金為73億日圓,日本政府則於2023年補助700至3,000億日圓;研發面有LSTC(尖端半導體科技中心)與美商IBM合作。

用於自動駕駛、IoT的成熟製程技術(12-28奈米),生產面由台積電和SONY、電裝合資的熊本廠攬下,日本政府已補助4,000億日圓;研發面也由台積電在筑波設立3D IC研發中心,這方面日本政府也出資190億日圓予以補助。

用於車用電子、家電的泛用製程技術(40奈米以上),生產面有包括瑞薩電子、USJC(日本聯合半導體)等台日企業,研發面則有JEITA(日本電子資訊技術產業協會)與日月光就Chiplet異質整合封裝技術進行合作。

▲ 用於車用電子、家電的泛用製程技術(40奈米以上),生產面有包括瑞薩電子、USJC(日本聯合半導體)等台日企業。(Source:Take242106, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons)

魏聰哲分析,從科技布局來看,在40奈米至2奈米部分,日本已經放棄過去「全部自己來」的想法,歡迎包括台積電在內的外國半導體廠商赴日投資;40奈米以上部分,日本雖有自己的半導體廠,例如瑞薩電子的車用半導體製程為40奈米至90奈米,但日本對海外的併購案持開放態度,USJC就是聯電併購富士通的半導體廠。

這兩個領域上,台日存在巨大的合作機會,最大的關鍵在於日本在12-28奈米這一塊存在缺口,「40奈米以上才有自己的工廠,」因此必須由台積電來補足。

但2奈米以下超高階製程部分,「他們(日本)就比較要自己做了」,2奈米以下的製程,日本正在學習台積電的代工模式,Rapidus其實就是一家半導體代工廠,本身並沒有自己的品牌。雖然日方的說法是,他們在這一塊不會跟台積電競爭,而是鎖定生產專用晶片,例如AI生成晶片等半導體產品,朝「多樣少量」發展,不過這樣的方向也是台積電未來的方向,台日半導體關係,在這一塊將「競爭大於合作」。

不過相較其他對手在2奈米以下的「砸錢力度」,魏聰哲坦言,目前日本政府的投入力道不太夠,雖說資金長期來看應會往2奈米匯集,但規模難以比肩美國,能否成功存在變數;而在12-28奈米的成熟製程部分,目前日本政府的補助效果顯著,吸引台積電等大廠進駐九州,這樣的政策支持應能維持3-5年,只要台日廠商的合作關係穩定下來,就算補助收手,民間也會自動接手,台積電在日本的微縮製程,應也會繼續向前邁進。

邏輯IC將形成3股勢力,台日聯盟最大股

展望未來的台日半導體合作,魏聰哲指出,日本在材料及加工技術上仍有相當優勢,隨著台積電赴熊本建廠,大批日本半導體設備、材料廠也接連押注九州,大舉投資,這樣的狀況,給予台積電和這些日本供應鏈「面對面磨合」的機會。由於日商特性,最先進的產品不會前往海外,高階半導體材料、機台設備本體,只會留在日本生產。台積電在熊本建廠,創造自己和這些日本供應鏈更緊密的合作關係,可在製程微縮領域外,提升晶片的可靠性與品質,在不同層面上壯大台積電的技術。

另外,隨台積電遠赴九州的台灣供應鏈,這些中小企業除了有機會拿下SONY等JASM合資方的訂單,日本的加工技術,比如製造設備的精度、晶圓研磨品質,目前實力仍優於台灣。藉由和日本產業的交流與合作,也能促成雙方的技術分享,提升台灣供應鏈的製程水準。

透過這幾天和九州產官學界的參訪過程,魏聰哲說,日本對半導體產業的人才養成已有想法,未來不只要培養生產人才,包括設計面,以及跨領域應用的人才全都要一起培養;加上日本固有的職人精神,台積電赴日投資帶動九州半導體產業再興的成功率,「相對於美國,應該是可以期待成功」。

特別是從現在大家最關注的邏輯IC來看,他預測,全世界將形成三股勢力:一股是囿於地緣政治影響,必須自食其力的中國半導體,這股勢力只能專攻成熟製程,到2奈米以下可能就止步不前;另一股是專攻超高階、高階製程(5奈米以下)的美國,雖然台積電一樣去美國投資,但美國最終的目標,應還是扶持自己的本土廠商復興,「短期內只是活用台積電的製造能力」。

最後一股勢力,就是台灣和日本組成的合作聯盟,這個半導體大聯盟,從成熟製程、高階製程,再到超高階製程都可以做,這股勢力也將是三股勢力中最大的勢力。

根據雙方各自進行的民意調查,台灣與日本互為對方國民最喜歡的國家,台日友好已是現在式,未來雙方在半導體上的合作,又將這段友情向上提升,未來台日關係將昇華到什麼階段,令人期待。

(本文由 遠見雜誌 授權轉載;首圖來源:shutterstock)

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