湯之上?。号_積電赴日建廠沒有合理的理由

去年5月臺積電宣布斥資120億美元在美國建設(shè)并運(yùn)營一座先進(jìn)晶圓廠。有消息稱當(dāng)時日本也曾邀請臺積電在日本建設(shè)晶圓廠，但c調(diào)查評估后，發(fā)現(xiàn)日本并不具備優(yōu)勢，因而沒有答應(yīng)日本的請求。

這一形勢在近期似乎發(fā)生改變，日經(jīng)亞洲獲悉，臺積電正在決定最早于2023年，將其在日本的首家芯片工廠投入運(yùn)營。該工廠預(yù)計將主要用于為臺積電最大的日本客戶索尼制造圖像傳感器。日經(jīng)新聞獲悉，臺積電對合作持開放態(tài)度，這將使索尼在運(yùn)營工廠和與日本政府談判方面擁有更多發(fā)言權(quán)。但目前此事并無定論，臺積電仍在考慮當(dāng)中。

日前，針對臺積電赴日建廠的可行性相關(guān)問題，日本半導(dǎo)體行業(yè)研究專家湯之上隆作了分析。

以下為編譯全文：《臺積電“在日本建設(shè)新工廠”沒有合理理由……如果牽涉到經(jīng)產(chǎn)省就會失敗》

01 經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省引進(jìn)TSMC

經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省試圖在日本引進(jìn)世界最大的半導(dǎo)體代工廠臺積電（TSMC）的動向有兩個：一個是后期工程研究開發(fā)中心，另一個是TSMC與索尼合作建立新工廠。本文將驗證后者新工廠的可行性。在此之前，先簡單提一下前者的研發(fā)中心。

經(jīng)產(chǎn)省為推進(jìn)“后5G信息通訊系統(tǒng)基礎(chǔ)強(qiáng)化研究開發(fā)事業(yè)”，由NEDO（國立研究開發(fā)法人新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)）征集了“研究開發(fā)項目②尖端半導(dǎo)體制造技術(shù)開發(fā)（支援）“相關(guān)實施者，并對其開發(fā)主題之一“高性能計算用實際安裝技術(shù)“選定了“TSMC日本3DIC研究開發(fā)中心株式會社”。經(jīng)產(chǎn)省于5月31日公開了該研究開發(fā)概要，并表示將有20家日本企業(yè)與“TSMC日本3DIC研究開發(fā)中心株式會社”合作。

對此，《日本經(jīng)濟(jì)新聞》6月16日在題為《半導(dǎo)體復(fù)興，以“后期工程“為開端，邀請伊維登等TSMC》的報道中稱，TSMC將進(jìn)軍日本，與日本20家材料和裝置企業(yè)共同開發(fā)積累半導(dǎo)體的“3DIC”，這將成為日本在半導(dǎo)體制造中復(fù)活的跳板。

但據(jù)筆者調(diào)查的結(jié)果，截至6月28日，“TSMC日本3DIC研究開發(fā)中心株式會社“的組織及具體的研究主題和里程碑尚未確定，經(jīng)產(chǎn)省公開，日經(jīng)新聞報道的上述20家合作企業(yè)也未確定。因為，經(jīng)產(chǎn)省和《日經(jīng)新聞》都認(rèn)為，這嚴(yán)重誤導(dǎo)了日本的輿論。

那么，另一個動向——TSMC和索尼合作的新工廠真的能實現(xiàn)嗎？這是一家規(guī)模達(dá)1萬億日元的新工廠，其沖擊力遠(yuǎn)不如研發(fā)中心。因此，筆者認(rèn)為，僅憑“勇往直前”是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

02  TSMC與索尼合資的1萬億日元規(guī)模的新工廠

進(jìn)行這一報道的是5月26日的工業(yè)日報。該報道的題目是《索尼TSMC合作構(gòu)想熊本市1萬億日元新工廠》。

以下摘錄一部分：

由經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省主導(dǎo)，索尼集團(tuán)與世界最大的半導(dǎo)體受托制造公司中國臺灣積體電路制造公司(TSMC)合作，在熊本縣建設(shè)半導(dǎo)體工廠的構(gòu)想浮出水面。經(jīng)產(chǎn)省作為中介角色，將推進(jìn)相關(guān)人員的調(diào)整。以前期工程為中心，預(yù)計總投資額在1萬億日元以上。但是，為了申辦成功，大幅度擴(kuò)充與歐美相比遜色的補(bǔ)助金等支援政策是必不可少的。全國半導(dǎo)體供應(yīng)鏈（供應(yīng)網(wǎng)）重建的認(rèn)真程度受到質(zhì)疑。

在構(gòu)想上，兩家公司有望在2021年內(nèi)成立半導(dǎo)體制造合作公司。以TSMC為主體，索尼及以外的日本企業(yè)也有出資參與其中的可能性。

前期工程工廠將建在位于熊本縣菊陽町的索尼G圖像傳感器工廠附近。據(jù)悉，該公司將生產(chǎn)用于汽車、產(chǎn)業(yè)機(jī)械、家電等的線路寬度達(dá)20nm-40nm的中間端產(chǎn)品， 這是國內(nèi)首次出現(xiàn)線寬不足40nm的工廠。對于投資分擔(dān)問題，索尼G圖像傳感器工廠將負(fù)責(zé)土地和建筑物的補(bǔ)貼，TSMC將負(fù)責(zé)制造過程，熊本縣還將新設(shè)成套設(shè)備等后期工程工廠。

03 TSMC與索尼的反應(yīng)

截至6月28日，“TSMC Japan 3DIC研究開發(fā)中心株式會社“幾乎沒有任何決定，但至少TSMC在2月9日的新聞發(fā)布“TSMC Board of Directors Meeting Resolutions“中發(fā)表了如下內(nèi)容：

"Approved the establishment of a wholly - owned subsidiary in Japan to expand our 3 DIC material research , with a paid - in capital of not more than ￥ 18 . 6 billion ( approximately US $ 186 million ) ."“資本金在186億日元（約1億8600萬美元）以下，為了擴(kuò)大3DIC材料研究，批準(zhǔn)了在日本設(shè)立完整子公司。”

而且真正的新公司“TSMC Japan 3DIC研究開發(fā)中心株式會社”正在法人注冊。但對于與索尼合作的1萬億日元工廠，我搜遍了臺積電的網(wǎng)站，沒有發(fā)現(xiàn)官方公告。另外，索尼集團(tuán)總裁兼總經(jīng)理吉田憲一郎就《日刊工業(yè)新聞》報道的“在經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省的主導(dǎo)下，索尼G和TSMC合作在熊本縣建設(shè)半導(dǎo)體工廠的構(gòu)想”表示：“不予發(fā)表評論”，“CMOS傳感器使用的邏輯半導(dǎo)體大部分是來自Foundry的采購“，“對于本公司來說，邏輯半導(dǎo)體是比較穩(wěn)定的。”

日刊工業(yè)新聞對TSMC和索尼合作的新工廠持有相當(dāng)確信的態(tài)度，但當(dāng)事者TSMC和索尼卻沒有發(fā)表明確的態(tài)度。因此，我們應(yīng)該換個角度考慮一下，即TSMC和索尼合資的1萬億日元規(guī)模的新工廠是否具有現(xiàn)實性。

04 預(yù)算和技術(shù)人員是個大問題

首先，從1萬億日元的規(guī)模來看，該邏輯半導(dǎo)體工廠擁有每月生產(chǎn)10萬片級別12英寸晶圓的giga fab（超大晶圓廠）。因此，問題出在確保預(yù)算和技術(shù)人員上。據(jù)《日刊工業(yè)新聞》報道，土地和建筑物，即半導(dǎo)體工廠的建設(shè)由索尼方面承擔(dān)。

那么引入該工廠的各種制造裝置的費(fèi)用該由誰來承擔(dān)呢？費(fèi)用預(yù)計至少會達(dá)到5000億日元以上，但該預(yù)算的出處不明。難道經(jīng)產(chǎn)省要從稅金中支出嗎？

其次，臺積電負(fù)責(zé)的工藝技術(shù)人員存在很大的問題。由于日本的邏輯半導(dǎo)體未能從65nm提高到45nm，因此，日本沒有掌握這種細(xì)微化水平的技術(shù)人員（圖1）。因此，索尼將與 CMOS 傳感器相關(guān)的所有邏輯半導(dǎo)體的生產(chǎn)外包給臺積電。
       

         
綜上所述，這家新廠的制程技術(shù)要完全依賴臺積電。而且，如果是1萬億日元規(guī)模的giga fab，最少也需要數(shù)百名工藝技術(shù)人員。包括運(yùn)營在內(nèi)，需要1000名規(guī)模的員工。
目

前，TSMC正在批量生產(chǎn)世界最尖端的5nm芯片，并已開始批量生產(chǎn)3nm芯片的風(fēng)險生產(chǎn)。接著，2nm裝置和材料的選定工作也將全面展開。為了應(yīng)對這些情況，TSMC將在今年內(nèi)招募9000名技術(shù)人員（3月5日《日經(jīng)新聞》）。

臺積電有 51,297 名員工（截至 2019 年），但將一次增加約 20% 的員工人數(shù)。關(guān)于這一點(diǎn)，據(jù)說是相當(dāng)苦戰(zhàn)的。這樣的臺積電能負(fù)擔(dān)得起向日本派遣數(shù)百名工程師嗎？相反，如果日本有數(shù)百名優(yōu)秀的邏輯半導(dǎo)體工程師，臺積電總部會不會愿意錄用呢?

05 TSMC在日本建廠沒有合理的根據(jù)

圖 2示出了 TSMC在各地區(qū)的銷售額比率的變化。自 2020 年 9 月 15 日以來，由于美國的制裁，TSMC 停止向中國華為發(fā)貨。結(jié)果，在TSMC中，中國的銷售額比率大幅減少。
       

         
相反，蘋果、高通、博通、AMD等擁有眾多頂級顧客的美國銷售額比率卻上升到了70%左右。但是美國引進(jìn)TSMC后，在亞利桑那州建設(shè)了邏輯半導(dǎo)體基金，卻出現(xiàn)了“建設(shè)費(fèi)貴6倍，人工費(fèi)貴30%”“的抱怨（2月24日版新聞）。

那么日本呢？日本占TSMC銷售額的份額最多為 4%。這 4% 包括連接到索尼 CMOS 傳感器的所有邏輯半導(dǎo)體，以及豐田、日產(chǎn)和本田等汽車制造商的40nm 或更高工藝的所有車載半導(dǎo)體。

在銷售額占比僅為 4% 的日本，臺積電派遣數(shù)百名工程師運(yùn)營 1 萬億日元的千兆工廠，并沒有合理的理由。因此，筆者認(rèn)為，臺積電與索尼合資的新廠是不現(xiàn)實的。那么，《日刊工業(yè)新聞》為何報道如此確信的新聞呢？

06 經(jīng)產(chǎn)省的“畫餅“

經(jīng)產(chǎn)省6月4日宣布，已制定“半導(dǎo)體、數(shù)字產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略”“。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略第一是“共同開發(fā)尖端半導(dǎo)體制造技術(shù)，確保生產(chǎn)能”。上述網(wǎng)站有4個附件，第二個“關(guān)于半導(dǎo)體、數(shù)字產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略（要點(diǎn)）““有以下記載：

< 3.半導(dǎo)體領(lǐng)域中的目標(biāo)方向性

（1）確保國家所需的半導(dǎo)體生產(chǎn)、供給能力

尖端邏輯半導(dǎo)體是控制社會所有電子系統(tǒng)、支撐數(shù)據(jù)驅(qū)動型經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)設(shè)備，作為所謂的“產(chǎn)業(yè)的大腦“非常重要，但它們是日本缺失的部分之一。為了強(qiáng)化經(jīng)濟(jì)安保上的戰(zhàn)略自律性，通過與海外委托加工建立合作工廠等，確保國內(nèi)制造基礎(chǔ)，進(jìn)一步推進(jìn)下一代制造技術(shù)的國產(chǎn)化。

接著在第三個附件“半導(dǎo)體•數(shù)字產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略（概要）“的第6頁中寫道:“推進(jìn)與海外尖端企業(yè)共同開發(fā)。同時，為了尖端邏輯半導(dǎo)體的量產(chǎn)化，將謀求Foundry（代工廠）的國內(nèi)立足之地。”
       

       
此外，在第四份附件《半導(dǎo)體戰(zhàn)略（概要）》第38頁，“就日本失去的先進(jìn)半導(dǎo)體產(chǎn)能（40納米以下），與海外代工廠合作，建立新的代工廠。”
       

       
由此可見，經(jīng)產(chǎn)省的構(gòu)想是，吸引海外晶圓制造商，在日本建立一個40nm或更高工藝的先進(jìn)邏輯半導(dǎo)體工廠，即TSMC和索尼合資的1萬億日元規(guī)模的新工廠，雖然不知道是怎樣的經(jīng)過，但其內(nèi)容應(yīng)該是由日刊工業(yè)新聞報道的吧。

但筆者認(rèn)為，如果不能確保新工廠引進(jìn)的制造裝置預(yù)算（最少5000億日元）和數(shù)百名技術(shù)人員（包括1000人的操作人員規(guī)模），就只不過是經(jīng)產(chǎn)省的“畫餅充饑”。

07 歷史上經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省出來的時候就出局了

筆者于6月1日在眾議院舉行的“科學(xué)技術(shù)革新推進(jìn)特別委員會”上，作為半導(dǎo)體專家邀請了證人，就“回顧日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的過去、反省分析、思考未來政策”的主題進(jìn)行了15分鐘的意見陳述（情況發(fā)布在YouTube上）。

如果只從“回顧過去”來看，日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的世界占有率到1980年中旬達(dá)到了50%的高峰，之后像走下坡路一樣下滑（如下圖）。期間，為了阻止市場占有率的下降，日本主要由經(jīng)產(chǎn)省主導(dǎo)，成立了許多國家項目和財團(tuán)，并成立了爾必達(dá)存儲器和瑞薩電子等合作公司。
       

       
但無論如何也無法阻止占有率下降，2010年為20%，2020年跌破10%。也就是說，經(jīng)產(chǎn)省主導(dǎo)的半導(dǎo)體政策全部以失敗告終。筆者以這一結(jié)果為基礎(chǔ)，斷然拒絕說：“從歷史上看，經(jīng)產(chǎn)省出臺后立即退出。”

順便說一下，2021年由經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省牽頭，將臺積電吸引到日本的兩場運(yùn)動若按此前的歷史發(fā)展下去，結(jié)果將是悲觀的。作為一個局外人，我別無選擇，只能希望這不會發(fā)生。

據(jù)報道，TSMC在7月15日舉行的結(jié)算發(fā)表會上，對有關(guān)日本新工廠建設(shè)的具體問題解釋說：“目前不排除任何問題，本公司在日本正在進(jìn)行有關(guān)芯片工廠的代理程序。”不過筆者仍然認(rèn)為，臺積電推進(jìn)盡職調(diào)查會得出不會涉足日本新廠的結(jié)論。其理由正如本文所述，找不到與日本新工廠相關(guān)的合理依據(jù)。

來源：內(nèi)容由芯世相（ID：xinpianlaosiji）編譯自「biz-journal」

作者：湯之上隆