海纳百川》日积电:九州矽岛的蜕变(蔡鎤铭)

台积电在日本熊本开设的日本先进半导体制造厂JASM,将让半导体成为「台日同志国」的经济主轴。(图/路透)

台积电(TSMC)熊本工厂的开幕式成为了TSMC海外扩张的重要里程碑,吸引了众多政府和企业代表参加。这次开幕式不仅标志着TSMC在日本的投资,更是对日本半导体产业发展的重要推动。随着九州地区成为半导体供应链的核心之一,TSMC在熊本的进驻将为当地带来巨大的发展机遇。

1988年,日本曾是半导体全球市场占有率超过50%的领头羊,但现在已经下跌到不到10%。TSMC进驻的九州地区被称为「矽岛」,也是重要的半导体供应链聚集地。熊本第一工厂将生产线宽为22/28奈米(nm)至12/16奈米的12英吋晶圆,量产将于今年10至12月期间开始。第二工厂将生产线宽为6/7奈米的晶圆,预计今年年底开始建筑施工,并计划于2027年实现量产。

作为九州矽岛的中坚力量

《日本经济新闻》2月24日报导,台湾积体电路制造(TSMC),全球最大的半导体代工制造公司于14日宣布,将从2022年开始在日本建立首座工厂,并于2024年底开始量产。在半导体短缺问题持续的情况下,日本政府认为在国内建立强大半导体产业的工厂至关重要,出于经济安全考量,计划通过提供数千亿日元的补助等方式予以支持。

TSMC的总裁魏哲家在当天举行的记者会上表示,关于在日本建立的工厂,「我们从我们的客户和日本政府双方获得了强烈的支持,他们都承诺支持这个项目」。

14日晚上,首相岸田文雄在一场记者会上宣布,将把对TSMC的1兆日元的大型民间投资等支持纳入经济政策中。日本政府计划在31日的众议院选举后编制2021年度补正预算案,其中将包含数千亿日元的预算,用于支援TSMC。

TSMC目前正在与索尼(SONY)集团和日本电产(Denso)共同协商,在熊本县建立新工厂的计划。

关于新工厂的投资额和具体建设地点等细节尚未公开。TSMC的一位宣传代表对日本经济新闻的采访表示,「我们可能会在今年内公布详细讯息」。

《每日新闻》2024年2月22日报导, TSMC进驻熊本将推动当地半导体产业发展。根据九州经济产业局的数据,2023年九州的集成电路(IC)产值达到1.1534兆日元,比前一年增长了24%,达到1兆日元的大关,为自2007年以来首次。

日本政府的补助项目

日本经济产业省计划向多家半导体企业提供补助金,包括:

1. ラピダス(Lapidus)(北海道):预计投资5兆日元,补助金最高3300亿日元

2. キオクシア/ウエスタンデジタル(Kioxia/Western Digital)(岩手・三重):预计投资7288亿日元,补助金最高2429亿日元

3. マイクロン(Micron)(广岛):预计投资5000亿日元,补助金最高2385亿日元;另外,对PSMC(宫城)预计8000亿日元的投资也将获得补助。

日本政府打算向国内外半导体企业提供数千亿日元的补助金,以支持国内半导体产业并促进产业复兴。政府预计到2031年,自给率将达到44%。其「半导体•数位产业战略」包括:

1. 吸引像TSMC等半导体生产基地的加强;

2. 建立像ラピダス(Lapidus)这样的2奈米等级的下一代先进半导体技术;

3. 开发「光电融合」技术等产业发展计划。

这意味着日本企业计划在新领域追求未来的发展,跳跃式地从40奈米半导体技术跨越至2奈米级别,挑战新的领域。尽管IBM已经在实验室中开发了技术,但要面对提高产品质量、确保市场竞争力和利润的挑战。

半导体产业的升级

日本半导体产业长期停滞,技术断层令人担忧。ラピダス(Lapidus)最初派遣了年龄超过50岁的100多名资深人才到IBM学习最新技术。日本经济产业省担心半导体产业空心化,推动引进三星、TSMC和英特尔,最终选择了TSMC。

对此,TSMC的魏哲家总裁提出,进驻的条件包括:1. 强大的半导体供应链,2. 广阔的土地,3. 充足的水电资源,4.足够的人才,5. 客户。目前,日本前四项条件都能满足,但缺少像苹果这样大量需要先进半导体的客户。日本的主要需求是成熟半导体,如车载半导体和家电半导体,对于先进半导体的需求几乎没有。

受疫情影响和半导体短缺事件影响,TSMC高层观念发生了重大变化。半导体制造工厂的火灾事故导致全球半导体订单涌向TSMC。为此,TSMC与索尼及日本经济产业省联系,表达了进驻日本的意愿。

TSMC进入日本受到苹果影响。索尼制造CMOS传感器晶片,但从TSMC采购逻辑晶片,苹果是TSMC和索尼的最大客户之一,因此TSMC也需要确保对iPhone的稳定供应。

为此,TSMC与索尼成立了JASM合资公司,在熊本工厂旁建立了索尼半导体解决方案(SSS)的CMOS图像传感器工厂。土地由索尼谈判获得,熊本工厂以24小时全天候施工模式,仅用了1年8个月就建成相当于4.5个东京巨蛋大小的建筑物。这一建设速度得到了赞赏,并被视为台日政治合作的积极成果。

义务化地下水涵养

熊本居民对TSMC的进驻担心可能会导致地下水短缺。尽管这个地区的地下水资源很丰富,但半导体工厂每天需要大量的水,引起了对水质污染和水源枯竭的担忧。

为了解决这个问题,TSMC承诺回收利用超过75%的水资源,并严格检测废水排放的化学物质浓度。另外,熊本县于2023年修改了法规,要求使用地下水的企业实行「水源涵养」的义务。同时,熊本县计划在竜门水库附近增设净化设施,以应对水资源短缺的挑战。

日本政府对半导体产业的大力支持以及TSMC在熊本的进驻,将促进该地区成为全球半导体制造的中心。熊本工厂的建设速度和水资源管理方面的承诺展示了TSMC对环境可持续性和当地社区的关注。随着半导体产业的升级和地下水涵养的义务化,九州地区将继续成为半导体产业的重要力量,为日本的技术创新和经济发展做出更大贡献。

(作者为淡江大学财务金融学系兼任教授)

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