李忠謙專欄:台積電晶圓廠落腳熊本,真能重振「日之丸半導體」榮光?

位於南科的台積電晶圓十四廠。(台灣積體電路製造股份有限公司)

在全球共有十多座晶圓廠的台積電,14日正式宣佈將赴日再設新工廠,此舉也讓日本成為繼中國(營運中)與美國(興建中)之後,台積電第三個進軍海外設廠的國家。為了吸引半導體代工王者助拳,日本政府早就開始積極遊說,經濟產業省甚至每個月都要拉著台積電開兩次線上會議,日方官員總是鍥而不捨地追問,設法說動台積電在日興建晶圓廠。

在14日的法說會上,台積電總裁魏哲家終於證實了即將赴日設廠的消息,強調該決定是以日方的支援與補助為前提,興建提供成熟與特殊製程(22及28奈米)的晶圓廠。台積電並未說明日方投資的金額、也沒有透露實際設廠的地點,不過根據日媒報導,台積電新廠位於熊本縣菊陽町,全部投資金額預計為一兆日圓(約合2470億元新台幣、88億美元)、並由日本負擔半數(5千億日圓),預計將納入日本政府今年度的補充預算案。

台積電員工在12英寸晶圓加工廠(圖片來源:台積電)
台積電員工在12英寸晶圓加工廠(圖片來源:台積電)

繼茨城筑波的半導體研發中心計畫之後,台積電再次決定進軍日本,而且是興建晶圓廠。比起補助筑波研發基地的190億,這次日本政府更是打算拿出5千億日圓力挺台積電。日本為何願意捧著白花花的銀子,平白送給台積電?在台積電公布消息當晚,首相岸田文雄就召開記者會表示:「(台積電赴日設廠讓)日本半導體產業產業鍊更為完備,對日本的經濟安全也做出巨大貢獻。」不過《朝日新聞》也質疑,台積電赴日興建22及28奈米晶圓廠,對於穩定日本的半導體供應鏈究竟能有多少效果?

要是看看其他國際強權的半導體產業補貼金額:美國520億、歐洲1500億、中國880億(以上均為美元),日本經產省拿出44億美元促使台積電赴日助拳,似乎也算不得什麼天價。其實比起「確保供應鏈」的保守目標,日媒對於重振「日之丸半導體」的遠大訴求更是充滿期盼。畢竟在20世紀80年代,日本半導體廠商可是擁有近五成全球市佔率(DRAM更將近八成),如今卻淪落到一成以下的慘況,甚至被南韓與台灣遠遠甩在後頭,日本當然想再度擦亮「日之丸」在半導體業界的招牌。

三星在晶圓代工雖居全球第二,使盡全力卻拉不近和台積電的市佔率差距。(美聯社)
三星在晶圓代工雖居全球第二,使盡全力卻拉不近和台積電的市佔率差距。(美聯社)

日本半導體產業的衰退原因不只一端,不過1986年的《美日半導體協議》咸認是下坡路的起點。美國當年以產品傾銷與危害國安為名,對日本發動貿易戰,包括認定日本產品傾銷,強迫開放日本的專利、知識產權與半導體市場,1987年甚至對日本的半導體與電子產品課徵100%的懲罰性關稅。加上日本沒能跟上半導體「水平分工」的嶄新生產模式,依舊堅持「垂直整合」的自主研發老路,競爭力與市占率都一去不回頭。

日本經產省今年6月發佈了「半導體.數位產業戰略」,以安倍晉三、麻生太郎、甘利明等重量級自民黨議員為首,今年也帶頭成立了「半導體戰略推進議員聯盟」,希望能結合政府與執政黨的力量,共同推動日本半導體產業的發展。日本記憶體廠商鎧俠(Kioxia,原「東芝記憶體」)去年好不容易打進半導體製造銷售額全球前十,鎧俠社長早坂伸夫今年也積極在永田町(日本總理大臣官邸、國會議事堂、自民黨本部所在地)走動,希望說動自民黨人向財務省爭取兆元規模的半導體補助預算。

2021年5月3日,英特爾(Intel)宣布投入35億美元擴大新墨西哥州的生產廠(AP)
2021年5月3日,英特爾(Intel)宣布投入35億美元擴大新墨西哥州的生產廠(AP)

從台積電決定赴日設廠的結果來看,由日本政府出資補助確實產生效果。不過日本微細加工研究所CEO兼所長湯之上隆今年6月曾在眾議院的聽證會也提出警告,「日本半導體產業已經病入膏肓,由經產省主導出資的處方根本沒有對症下藥」。《日本經濟新聞》也是,由政府大力支持單一產業的作法,與自由貿易體制當然有所扞格,但當各國紛紛撒錢重建半導體供應鏈,日本政府也義無反顧投身其中,但這種作法真能重振「日之丸半導體」嗎?

曾擔任富士通半導體部門負責人、目前為SSC(Samurai Semiconductor Corporation)半導體設計公司執行長的藤井滋就對《東洋經濟》表示,日本想讓「日之丸半導體」復活,可能需要投入5兆日圓(約合880億美元)的巨資,但他也懷疑光靠日本政府是否能撐起這筆預算,大型企業或許難免也被拉下場「背書」。更重要的是,藤井滋指出日本的半導體人才早已枯竭,因為頂尖人才早被台積電這樣的外國企業重金挖角,其他人則是在沒有出路的情況下作鳥獸散,日本只能向全球徵才,才能補上巨大的人力缺口,從晶片設計到生產全都受制於人,只是引進台積電在日本設廠,無助於再現「日之丸半導體」的榮光。

英特爾公司(Intel)執行長杰辛格(Pat Gelsinger)/圖片來源:Intel
英特爾公司(Intel)執行長杰辛格(Pat Gelsinger)/圖片來源:Intel

英特爾(Intel)執行長杰辛格(Pat Gelsinger)今年6月也投書《Politico》,直指拜登政府大力支援台積電赴美設廠的作法「大錯特錯」。杰辛格認為,即使是5奈米晶片,到了2024年能在美國生產時顯然也已失去了競爭力。尤其台積電仍打算把最珍貴的3奈米乃至2奈米技術留在台灣,他批評美國政府對台積電大力補貼,根本無助美國自身的產業發展。杰辛格與藤井滋看法類似,他們都認為與其拿錢給外國企業在國內設廠,不如投資美國的人才與知識產權,向擁有頂尖技術的美國企業投入資金。

位於台灣南科的晶圓十八廠,是台積電5奈米製程的主要生產基地。(翻攝台積電官網)
位於台灣南科的晶圓十八廠,是台積電5奈米製程的主要生產基地。(翻攝台積電官網)

台積電在日本與美國的晶圓廠有何不同?

台積電的製程技術一路翻新,以5奈米製程生產的晶片包括蘋果的A14 Bionic(iPhone 12晶片)、A15 Bionic(iPhone 13晶片)、蘋果的M1晶片、安卓旗艦機的高通Snapdragon 888等。(翻攝台積電官網)
台積電的製程技術一路翻新,以5奈米製程生產的晶片包括蘋果的A14 Bionic(iPhone 12晶片)、A15 Bionic(iPhone 13晶片)、蘋果的M1晶片、安卓旗艦機的高通Snapdragon 888等。(翻攝台積電官網)

台積電在亞利桑那州投入120億美元興建的是5奈米晶圓廠、跟熊本的22(2018年推出)、28奈米廠(2014年推出)同樣預計在2024年投產,但5奈米晶片顯然才是目前台積電的尖端產品。日本放送協會(NHK)說,台積電日本廠生產的將是汽車、家電與工業設備的通用晶片,這次「日之丸」拉攏台積電的成果,顯然與拜登政府爭取到5奈米廠相去甚遠。不過《產經新聞》也指出,日本現在連40奈米以下的製程都付之闕如,因為與世界的差距太大,無法光靠民間企業投資解決困境,除了吸引台積電這樣的頂尖外國企業也別無他法。

日本電子巨人索尼。(美聯社)
日本電子巨人索尼。(美聯社)

如果只看台積電目前赴日設廠的規劃,日本的算盤確實打的不精。不過在拓殖大學擔任客座教授的評論家宮崎正弘指出,台積電確實擁有世界一流的半導體製程技術,赴日設廠除了確保了日本供應鏈的穩定,日台未來能否共同開發新一代產品,顯然更攸關「日之丸半導體」的未來。《產經》則指出,九州的熊本之所以雀屏中選,除了便宜的水電土地與當地蓬勃的半導體產業,索尼(Sony)的感光元件(Image Sensor)工廠就在台積電場址旁更是一大誘因。

《產經》指出,索尼生產的感光元件在全球市占率高居第一(超過50%),而感光元件主要由感測光源的「圖像晶片」與處理電子訊號的「邏輯晶片」構成。索尼一直專注製造圖像晶片,大部分邏輯晶片則委由台積電生產。由於索尼打算收購熊本菊陽町的土地、擴建感光元件工廠,有日媒認為台積電的到來將是索尼做此決策的關鍵,因此台積電的日本晶圓廠很可能也有索尼出資相挺,屆時台積電熊本廠的產品也可供汽車等製造業所需。

瑞薩電子是日本的汽車晶片大廠,但日前的半導體廠火災讓這間公司遭受重創。(瑞薩官網)
瑞薩電子是日本的汽車晶片大廠。(瑞薩官網)

曾在經濟產業省任職、目前在明星大學任教的細川昌彦指出,日本的半導體產業雖大不如前,但在記憶體、感光元件、功率半導體方面仍保有技術優勢,關鍵缺失在於邏輯晶片的設計與製造,引進台積電晶圓廠正是想補上這個空缺。從半導體人才的培育到日本數位產業的再興,都是日本半導體遭遇「失落三十年」後的當務之急。無論如何,與台積電攜手顯然只是日本重振半導體產業第一步,至少改善超過6成半導體都需要進口的困境。不過日本眾院改選在即,經產大臣萩生田也坦言,希望國會選後能夠相挺。即便台積電赴日的前提獲得滿足,「日之丸半導體」的復興依舊長路漫漫。

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