日本真能透过台积电设厂振兴半导体产业吗？

2021年10月14日，日本首相岸田文雄在记者会上表示，「台积电计划在日本建立生产基地。这将增强日本半导体产出能力和自主性，并对经济安全作出重大贡献。同时我们将对此投资案提供一半以上的补助金额。」

根据媒体的报导，台积将与DENSO、SONY合资设立22～28nm制程的晶圆厂，总投资金额约为8000亿日元，预计将于2024年5月开始生产。

消息一出，日本各媒体、产业专家、资深媒体工作者，均以不同面向分析了此投资案。例如，就有媒体认为，此举是忌惮中国的崛起，日本和美国将更加深与台湾的往来，加快先进技术的开发。并且相信这项投资案的被公开，是在经济产业省默许与暗中推动的。

另外，也有评论家认为，这项投资案极有可能是，一些始终无法提振日本半导体产业的官僚，在多方运作下达成的结果，藉此希望吸引外国半导体业者到日本投资，来振兴日本半导体产业。

日本产业评论人士指出，会推动台积与SONY合作的背景，是在2019年半导体短缺之前。当时日本领先的半导体制造商只有逻辑半导体领域的瑞萨电子、CMOS传感器领域的SONY，和闪存领域的铠侠(Chioxia)。

其中，瑞萨推出了Fab Lite(轻晶圆厂)策略，以巩固其生产基础；而铠侠由于其大股东东芝的管理不稳定，并不具备积极的投资条件。唯一的希望是SONY，它在智慧手机的CMOS传感器有很大的市场占有，并且正在寻求扩展到汽车和工业应用。

真能振兴日本半导体产业？
在当时，日本政府并不鼓励企业加大对半导体的投资，但日本政府现在居然愿意为该案补助多达5000亿日元。一位媒体工作者认为，日本政府会对半导体产业采取某种意义上的冷漠态度，是因为对2000年代所有各种日之丸半导体计划失败的反应。

这一次，日本政府准备通过《半导体和数字产业战略》再次支持半导体产业，几乎所有的产业评论家不希望看到过去的失败重演，更希望日本政府能够反省日之丸半导体计划中的问题，并在此基础上吸取教训。为数不少的评论家都认为，日本的半导体设备和材料产业的业者，不应该对这个半导体和数字产业策略投入太深。



 
图一 : 日本政府期望透过半导体和数字产业战略，再次支持半导体产业。（source：日本经济产业省；CTIMES整理）

但是，争取台积到日本设厂，是否真的会对日本半导体产业带来帮助？甚多新闻媒体工作者，或产业界人士也纷纷提出一些看法和质疑。

以与SONY合资设立工厂，来满足SONY对于逻辑半导体的需求来看。基本上，SONY的影像传感器需要整合三个不同的半导体组件，分别是将影像传感器、DRAM和逻辑半导体封装成一个模块，才能对苹果等客户出货。

如果台积的新厂建在熊本，DRAM是从美光的广岛厂采购，SONY可以从日本国内获得这三种半导体组件，但是Wire bonding和Package等后段制程处理是在哪里进行呢？

假设是委托ASE的台湾工厂进行后段制程，SONY在日本生产的芯片将会被送往台湾完成后段制程，最后再出货到例如鸿海的中国工厂，进行手机或其他产品的组装。

换言之，即使台积在日本建新厂，还是需要将CMOS影像感测芯片等运送到台湾，再出货到中国。对于这样的「半导体产业供应链」或「半导体生产自主性」的到底有多大的效果。

部分评论者难以理解，为什么台积选择日本。因为在日本之前，台积不只在美国投资建立晶圆厂，甚至在更早之前已经在中国设立了晶圆厂。但对于台积而言，中国是一个巨大而有潜力的市场，那里有许多大规模的客户，这与日本完全不同。

日本评论家认为，台积在美国建立晶圆厂是有经济理由的，因为美国也有大客户订单，并一直在持续增加中。然而，台积在日本建厂却没有任何经济理由，这里并没有大客户，而且需求在下降，而且日本与台湾最大不同的是，日本没有对半导体产业的税收优惠政策，同时电力等基础设施成本都相当高。

虽然一些专家认为，台湾海峡的地缘政治紧张局势，使得在日本建立晶圆厂是值得的，但出于安全和安保的考虑，在美国本土建立新的晶圆厂，应该会比在日本更有利，因为日本靠近台湾海峡，并无法避免尖阁群岛(钓鱼台)的领土争端。

新建的工厂「不是最新的技术」
台积规划的日本新厂所采用的是22至28nm技术。那为什么SONY和DENSO要投资22-28nm制程的晶圆厂？而日本政府又为什么要为这座并非最先进制程投资案补助4000亿日元？

在今年中的一个采访中，SONY半导体事业群的社长清水照士曾表示，40nm和28nm的生产设备，在目前全球的晶圆厂中已经是快要摊提完毕的生产线。如果以40nm和28nm的新设备来建造一个新厂，就会折旧摊提的负担。如果能得到政府的财政支持，这对降低成本和国际竞争力都有好处。

但即使SONY等日本企业，要求像台积这样的代工厂增加产量，但他们也不可能为了满足客户的要求，而投资数千亿日元建立旧制程的晶圆厂。因为除了最新的制程技术，芯片的生产已经没有那么大的利润。

就如前述，如果想以合资企业的形式建立一座旧制程技术的新工厂，也无法在成本上与已经拥有折旧生产线的晶圆代工业者竞争，因为新工厂一开始就会面临的折旧的成本。

一位日本评论家表示，以今天全球都饱受半导体短缺的痛苦，芯片需求者皆哀鸿遍野，除了以某种特殊方式来创造成本竞争力外，根本别无选择。而政府的补贴就是其中一个实现的方法。

目前的半导体短缺并不是单纯因为COVID-19造成的需求激增，需要重度依赖某些地区，所面临的挑战已经凸显出来。或许日本政府的补助不仅是为了维护自己国内的产业，也是为了应对地缘政治风险。


 
图二 : 台积在中国南京的十二吋厂，以生产28奈米为主，目前产能供不应求。（source：TSMC）

严重的半导体工程师问题
根据日本时事通信社的报导，台积在日本的新厂，预计将雇用约2000人，将会有一半左右的人员负责运营，而另外数百人则是作为技术核心，负责生产线的运作。但以目前日本的半导体产业基础，台积新厂是否可以招募到这么多的技术人员，且确保这些工程师能稳定的在厂内工作？

目前日本主要的产能几乎是落在45nm，虽然有28nm的制程能力，但因为成本的原因，完全没有任何的竞争力。因此日本的工程师并没有台积在其新工厂生产的22-28nm制程技术的能力，因为对日本半导体制程技术人员来说，这是一个未曾探索过的领域。

更困难的是，台积根本不太可能派遣数百名工程师到日本工作。台积在2020年征才人数约8,000人，员工总数在2020年底达到约56,000人；相反的，如果日本有优秀的工程师，台积还希望将他们聘雇到其台湾总部。

那么，如何启动台积将在熊本建设的新工厂？就如上述日本没有22-28nm制程的量产技术，在初期，台积应该会派遣一些工程师到日本进行技术转移，但在此之后，日本的工程师能够掌握22-28nm制程的量产技术吗？另外，需要在日本当底招募至少几百名以上的半导体制程工程师，这又能顺利完成吗？

从近十年日本半导体产业的变迁推估，至少有5万名工程师被解雇。而一些最好的工程师有可能已经被调到海外，另外一些人应该到制造设备制造商或材料供货商工作，可能也有不少人被迫在半导体以外的其他行业寻求工作机会。

今天的日本是否能够重新找回这些流离失所的半导体工程师？更大的问题是，随着时光的流逝，这些人的年龄也在增加中。例如，2010年40多岁的工程师，现在可能已经是50多岁，甚至接近60岁了，都已经接近退休的年龄。这样沧桑背景结构下的工程师，如何在未知的领域掌握最先进的制程技术，来生产逻辑半导体？

相对于设厂只是资本支出而言，工程师人才的稳定才是重中之重。2年前鸿海到威州设厂，为美国打造「美国制造」之路，结果因为缺乏受过训练的生产线人员与面板工程师，带来最致命的一击。而最近网络或新闻盛传的台积美国工程师在台湾受训后，公开发表的抨击文，也再再显示，人力的稳定与工程师能力值、工作观念、态度文化是最直接影响设厂顺利与否的关键。

吸引台积到日本将只是一个产业OK绷
日本为了提升先进半导体制造技术，由财团在2006年至2011年间，推动了Consortium计划，以及国家级计划的「ASUKA」。这两个计划结束后，日本就再也没有采取任何策略来提升半导体产业。

有日本产业媒体工作者曾经公开表示，今天的日本半导体行业是处于战后的倦怠状态。如果日本要从这种情况下恢复过来，将需要一个比韩国「K半导体带(K-Semiconductor Belt Strategy)」倡议更大胆、更长远的政策，仅仅吸引一家晶圆代工厂是不够的。


 
图三 : 韩国的「K-半导体带」倡议。（source：东洋经济日报；CTIMES整理）

曾经拥有全球近一半市场占有的日本半导体业者，如今已经没有一家的销售规模进入前10名，很难说还要如何崛起。可以肯定的是，引进台积对日本的逆转攻势还具有重要意义性，但需要采取其他措施快速接替产业发展。

如果日本政府与半导体业界，今天所做的一切只是为了吸引台积到日本并建立一个新的工厂，那么这将只是一个OK绷而已。如果日本政府真的想振兴日本的半导体产业，它应该认真准备，并且等待几十年后再图发展。