日本半导体复兴，挑战才刚开始

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日本于 2021 年启动的半导体产业振兴计划进展顺利，远优于其他地区的类似计划。全球最大的芯片制造商台湾半导体制造公司于2月在熊本开设了第一家工厂，并将于今年晚些时候开始量产，而其位于美国亚利桑那州的工厂则被推迟。日本芯片制造商Rapidus将于 4 月在北海道开设试点工厂。

就在几年前，人们还认为日本芯片复兴的可能性不大。日本在 1990 年代失去了全球主导地位，落后于台湾、韩国和美国等技术领先者约 10 年。

2019 年，日本经济产业省 举行初步讨论，制定新的国家半导体战略时，气氛十分低落。许多 METI 理事会成员对成功复苏信心不足。然而，两件事情引发了转机——台积电决定在熊本建造晶圆厂，IBM 呼吁与 Rapidus 建立合作伙伴关系。

20 世纪 80 年代末，日本半导体制造商占据了全球动态随机存取存储器 市场一半以上的份额。受日本成功的威胁，美国对日本的 DRAM 实施反倾销保障措施，并征收 100% 的关税，迫使日本向外国生产商开放市场。

导致日本半导体衰落的其他因素包括1985年广场协议后日元快速升值、个人电脑时代未能对逻辑芯片进行投资，以及日本企业无法适应新的无晶圆厂铸造商业模式。

尽管日本人已经接受了半导体行业“失去的三十年”的失败，但最近的地缘政治发展和快速演变的半导体格局导致该国对芯片行业进行了重大反思。

台积电日本熊本工厂的鸟瞰图。

日本在电气电子设备及零部件方面的贸易顺差自2000年代中期以来不断缩小，并在2022年转为逆差。随着数字化的提高，逆差可能会进一步恶化。

新冠疫情期间的芯片短缺严重影响了日本规模庞大的汽车行业，凸显了供应链弹性的重要性。

此外，全球产业政策也卷土重来。出于国家安全考虑，半导体成为焦点。中美贸易和技术紧张局势改变了日本的威胁评估。特别是，日本必须将自己定位为美国主导的联盟中不可或缺的节点，以建立先进半导体的全球供应链。

在这种背景下，日本为何需要一个新的方向来振兴其半导体产业就显而易见了。

经济产业省的半导体振兴战略包括三个步骤:加强国内生产能力、与美国结成下一代技术联盟以及开发改变游戏规则的未来技术。

日本政府在2021至2023财年共投入3.9万亿日元扶持半导体产业，其在国内生产总值中的占比超过了美国的《CHIPS法案》 。

作为第一步，台积电、索尼和电装的合资公司日本先进半导体制造公司 在熊本成立，生产逻辑芯片。JASM 获得了政府补贴的最大份额，该公司将于今年年底与相同的合作伙伴以及丰田在熊本建造第二座工厂。

经济产业省战略第二步的核心组成部分是 Rapidus，这是一家由政府支持的初创公司，其财团由丰田、索尼、电装、铠侠、NEC、NTT、软银和三菱日联等八家日本大公司组成。

Rapidus 正与 IBM 和欧洲领先的微电子研发中心IMEC合作，计划在2027年前量产 2 纳米芯片。进展似乎很乐观。Rapidus约有100名工程师在纽约与IBM工程师合作进行技术开发。与此同时，荷兰ASML用于制造先进半导体的极紫外光刻设备计划于今年年底交付。

一个重要但鲜为人知的发展是 2022 年尖端半导体技术中心 的建立。LSTC 负责研发，而 Rapidus 负责生产。LSTC对日本先进的半导体开发至关重要，其中包括芯片设计、物理晶体管设计、快速周转生产流程、材料技术和先进封装。

在经济产业省战略的第三步中，日本的目标是生产基于光子学和电子学融合的改变游戏规则的技术；这可能使需要超高速数据传输、低延迟和能源效率的数据中心和 6G 技术受益。

尽管有种种迹象表明日本芯片复兴前景光明，但该国芯片复兴仍面临严重障碍。该国缺乏训练有素的工程师是一个主要问题。许多经验丰富的工程师已经离开去海外工作，而且已经年过 50。日本出生率下降和毕业生人数减少表明，国内人才库不足以满足行业需求。与此相关的是，日本许多中小型供应商都是自营企业，必须处理业务继承问题。

日本政府对 Rapidus-LSTC 的赌注是一项风险投资。Rapidus 没有芯片制造经验，依赖 IBM 的 2 纳米技术。目前，日本最先进的芯片技术处于 40 纳米节点。一些分析师称，两年内推进到 2 纳米的尝试是“无与伦比的技术壮举”。

尽管Rapidus 获得了近 1 万亿日元的政府补贴，但其联盟成员总共只投入了 73 亿日元。这笔融资不足以达到启动量产所需的 5 万亿日元预期。此外，芯片公司必须在低迷时期进行投资，以准备迎接复苏，但 Rapidus 的联合实体结构可能会延迟决策。

另一个担忧是 LSTC 在连接研发和商业化方面的有效性。由于其大多数委员会成员来自学术界，将实验室研究与工厂制造联系起来将是一项挑战。

尽管如此，日本再次承诺支持其芯片行业是大胆而有战略性的。与以往的尝试不同，最新的半导体产业政策利用了强大的国际技术联盟，并向外国公司提供大量补贴。具有讽刺意味的是，中美紧张局势为日本重拾半导体领域昔日辉煌提供了机会，有人说这是它的“最后机会”。

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