劍指2nm芯片,日本重溫半導(dǎo)體強國“舊夢”
2021年,日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)收獲頗豐。
根據(jù)日本半導(dǎo)體制造裝置協(xié)會(SEAJ)公布的統(tǒng)計數(shù)據(jù),2021年10月份日本制芯片設(shè)備銷售額(3個月移動平均值)較去年同月飆增5成(大增49.1%)至2,719.04億日元,連續(xù)第10個月呈現(xiàn)增長,增幅連續(xù)第8個月達(dá)2位數(shù)。
在這種利好環(huán)境下,臺積電在日本建廠的消息一出,再次引發(fā)了外界對日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的浮想聯(lián)翩。
在全球芯片短缺且各國競相爭奪芯片行業(yè)技術(shù)制高點的背景下,臺積電幾乎成了2021年最受歡迎的“香餑餑”,而它出乎意料地選擇在日本建廠,無疑給沒落了數(shù)十年的日本芯片產(chǎn)業(yè)帶來一絲絲希望。趁熱打鐵,前幾日東京電子前首席執(zhí)行官 、日本政府芯片行業(yè)咨詢小組的成員Tetsuro (Terry) Higashi表示,日本必須在十年內(nèi)實現(xiàn)2nm量產(chǎn)。
一場圍繞芯片技術(shù)研發(fā)與制造的博弈,讓很多國家見識到了自主芯片的重要性,紛紛涌入芯片研發(fā)的大軍,而這些國家中,日本是唯一一個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)歷經(jīng)輝煌又沒落的國家。在現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)上,日本似乎對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)復(fù)蘇志在必得。
瘦死的駱駝比馬大
日本半導(dǎo)體的衰落,我們或許能從一張圖中直觀感受到。1988年,全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的市場份額中,日本占比高達(dá)50.3%,是當(dāng)時最大的半導(dǎo)體生產(chǎn)國,同時期,全球60%的頂級半導(dǎo)體公司都位于日本。以此為分界點,代表日本半導(dǎo)體權(quán)重的折線圖一路下滑,再也沒有重回增長。
還有另一個分界點,隨著行業(yè)發(fā)展,半導(dǎo)體逐漸分化為設(shè)計芯片的無晶圓廠公司和制造無芯片公司設(shè)計的芯片的代工廠,這種趨勢影響了處理所有芯片制造工藝的日本IDM(集成設(shè)備制造商),導(dǎo)致日本半導(dǎo)體收入自2010年以來持續(xù)下降。
日本半導(dǎo)體從獨領(lǐng)風(fēng)騷到走下神壇已是不爭的事實,但利用全球芯片制造商的專業(yè)知識來振興國內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)也并非完全是空穴來風(fēng),相較他國而言,曾經(jīng)的輝煌畢竟留下了一定的根基。
比如在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的上游即原材料和制造設(shè)備上,日本依舊舉足輕重。
全球半導(dǎo)體設(shè)備制造領(lǐng)域,美國,日本和荷蘭控制著全球370億美元半導(dǎo)體制造設(shè)備市場的90%以上。其中,美國的半導(dǎo)體制造設(shè)備(SME)產(chǎn)業(yè)占全球產(chǎn)量的近50%,日本約占30%,荷蘭約占17%%。
更具體地,以光刻機為例,EUV光刻工序其實有眾多日本廠商的參與,如東京電子生產(chǎn)的EUV涂覆顯影設(shè)備,占據(jù)100%的市場份額,Lasertec Corp.也是全球唯一的測試機制造商。另外還有EUV光刻膠,據(jù)南大光電在3月發(fā)布的相關(guān)報告中披露,全球僅有日本廠商研發(fā)出了EUV光刻膠。
原材料領(lǐng)域,據(jù)SEMI預(yù)測,日本企業(yè)在全球半導(dǎo)體材料市場上所占的份額達(dá)到約52%,幾乎處于壟斷地位,而北美和歐洲分別占15%左右。
再看中下游,上世紀(jì)的六、七十年代,九州島曾是日本半導(dǎo)體和汽車產(chǎn)業(yè)的聚集地,三菱電機和NEC先后在熊本縣開設(shè)了電子工廠,之后半導(dǎo)體芯片產(chǎn)業(yè)不斷得到聚攏。盡管“硅島”昔日的風(fēng)采不見,但這里仍集中了日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的大部分工廠及產(chǎn)業(yè)鏈。根據(jù)九州經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)局的數(shù)據(jù),去年該地區(qū)的集成電路產(chǎn)值達(dá)到7361億日元,占全國總量的43%。
相比較而言,在國產(chǎn)替代的大背景下,國內(nèi)芯片初創(chuàng)企業(yè)如雨后春筍一般涌現(xiàn),使得我國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)更加分散,加劇了集中度低的問題,還很有可能導(dǎo)致人才跟著分散。
對日本而言,曾經(jīng)擁有全球近一半市場占有的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),如今沒有一家企業(yè)的銷售規(guī)模進(jìn)入前10名,要說半導(dǎo)體崛起還太難,但臺積電的落戶,無疑提振了其謀求復(fù)蘇的士氣。不過,它必須做好長達(dá)數(shù)十年再圖發(fā)展的打算。
日本半導(dǎo)體的新機遇
日本半導(dǎo)體衰落,有政治、經(jīng)濟(jì)、創(chuàng)新不足等各種原因,但更多的是產(chǎn)業(yè)自身缺乏動力。
上世紀(jì)90年代之前,日本制造業(yè)如日中天,進(jìn)入一個空前輝煌的時代,家電、汽車、數(shù)碼相機、機械、化工制藥、光學(xué)工業(yè)等各大高端技術(shù)行業(yè)齊頭并進(jìn),幾乎成了全球最高制造水平的代表。細(xì)數(shù)當(dāng)時的全球50強企業(yè)名單,三菱、豐田、松下、日立、索尼、本田、東芝等企業(yè)的名字,時常出現(xiàn)榜單中。
龐大的、繁榮的消費電子市場,使得企業(yè)對芯片的需求大增,直接拉動了日本半導(dǎo)體的高速成長。然而現(xiàn)在,日本智能手機、照相機等消費電子以及家電產(chǎn)業(yè)悉數(shù)沒落,半導(dǎo)體行業(yè)也在這一過程中逐漸喪失競爭力。
尤其是智能手機,日本在移動互聯(lián)網(wǎng)時代浪潮的失語,導(dǎo)致其幾乎沒有產(chǎn)生對先進(jìn)工藝邏輯芯片的需求,更不會像臺積電一樣花大力氣去不斷追求工藝的突破。據(jù)報道,日本的邏輯半導(dǎo)體在2010年前后發(fā)展到了65nm—45nm,后來直接落伍,28nm—45nm節(jié)點中僅占5%,而且還無法生產(chǎn)28nm,僅能生產(chǎn)少許45nm。
如此之大的技術(shù)差距,決定了日本的晶圓工藝及產(chǎn)能在短時間內(nèi)根本無法追平臺積電代表的最先進(jìn)水平,更何況,此次臺積電與索尼的合作,針對的是22—28nm制程的芯片制造。
其實日本籠絡(luò)臺積電的目的也不在于此,而是汽車芯片的制造。
22nm—28nm芯片雖然在智能手機處理器上已經(jīng)落后,可汽車工業(yè)用的芯片當(dāng)中,仍然屬于尖端技術(shù),跟智能手機用的尖端芯片相比,其不需要特殊的工藝,更容易降低生產(chǎn)成本。
仔細(xì)看日本制造遺留下來的產(chǎn)業(yè),下游產(chǎn)品領(lǐng)域,除了汽車,日本諸多制造企業(yè)已“集體沉淪”,丟失對賽道的絕對話語權(quán)。而日本瑞薩電子之所以能生存至今,更是和日本汽車產(chǎn)業(yè)仍是全球主力軍有直接關(guān)系,瑞薩電子的芯片產(chǎn)品,大部分是給豐田等日本車企做MCU芯片配套。
因此,當(dāng)電動汽車的風(fēng)口在全球市場刮起,日本如果借助臺積電實現(xiàn)了28nm芯片的自主研發(fā),那背靠雄厚的汽車產(chǎn)業(yè)鏈,無論對日本電動汽車產(chǎn)業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展還是對日本半導(dǎo)體挖掘生存空間、尋求技術(shù)差距縮小,都是一個巨大的進(jìn)步。
電動汽車在2021年風(fēng)生水起,這意味著不久全球?qū)⒅匦鲁霈F(xiàn)一次汽車工業(yè)的大洗牌,日本對其的押注已然開始。
流失的芯片人才難回流
近兩年來,日本對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)復(fù)蘇的野心越發(fā)彰顯。一方面,極力拉攏像臺積電、英特爾這類業(yè)內(nèi)佼佼者在日本建廠;另一方面,將振興芯片產(chǎn)業(yè)列為國家項目,批準(zhǔn)了 68 億美元的補充支出。據(jù)報道,日本政府還將提供資金支持、協(xié)助日本企業(yè)研發(fā)2nm以后的次世代半導(dǎo)體制造技術(shù)。
當(dāng)然,在28nm芯片都尚未自主研發(fā)的當(dāng)下,日本十年內(nèi)劍指2nm研發(fā)未免有些異想天開,可擁有半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)且一直在為汽車電子、物聯(lián)網(wǎng)、傳感器和5G等技術(shù)蓄勢的日本仍不可小覷。
對比中日,同樣是舉國之力,但路線明顯不同,一個地方牽頭與巨頭跨界并行,依賴投資并購,另一個以現(xiàn)有的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)為根基,借助外來企業(yè)激活行業(yè)潛力。雖然各有各的國情和選擇,但弊端也較為明顯,前者牽頭的力量并非業(yè)內(nèi)專業(yè)人士,盲目發(fā)展容易造成芯片爛尾的悲劇,后者最怕花了錢無法獲得先進(jìn)技術(shù)。
不過,這兩個問題追根究底也是一個難題—人,芯片人才的短缺橫亙在兩國對芯片產(chǎn)業(yè)的布局中。
90年代以來,日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)逐漸沒落,隨之而來的就是芯片人才外流。2012年,日立制作所和三菱電機的合資公司—瑞薩科技與NEC電子合作后,更名為瑞薩電子,最開始總員工數(shù)為4萬9,200人左右,但是,這一年公司近乎倒閉,被日本產(chǎn)業(yè)革新機構(gòu)收購,其掌門人進(jìn)行了一場徹底的裁員大潮。
同一年,因IT泡沫破滅和雷曼危機陷入業(yè)績低迷的日本爾必達(dá)記憶體破產(chǎn),一萬多名員工瞬間失業(yè)。這些失去立足之地的半導(dǎo)體技術(shù)人員大多只能到海外尋找新工作。
日本人才外流還有另一個原因,就是同行挖人。有數(shù)據(jù)統(tǒng)計,在轉(zhuǎn)職海外企業(yè)的日本人才中,韓國有40%以上、中國有近30%來自日立制作所和松下等日本國內(nèi)的8大企業(yè),其中很多是獲得了經(jīng)常被引用專利的「日本頂級人才」。
現(xiàn)在日本重振半導(dǎo)體,最缺的也是人才,但流失的人才還能回來又或重新培養(yǎng)嗎?
一則,年齡問題;日本半導(dǎo)體黃金時代培養(yǎng)出的技術(shù)人才,年齡在不斷增加中,一個2010年40多歲的工程師,現(xiàn)在可能已經(jīng)是50多歲,甚至接近退休年齡。
二則,日本半導(dǎo)體的日漸衰落,已然導(dǎo)致國內(nèi)對于半導(dǎo)體人才的教育培養(yǎng)滯后,F(xiàn)在的高專畢業(yè)生雖然擁有高度技術(shù)能力,卻幾乎沒有接受過半導(dǎo)體專業(yè)教育,很少可以活躍于半導(dǎo)體業(yè)界。
對比曾經(jīng)的人才濟(jì)濟(jì),日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)如今可謂是一片荒蕪。
這也難怪日本自己都對未來芯片產(chǎn)業(yè)充滿了悲觀情緒。6月份,日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省發(fā)布的會議資料《半導(dǎo)體戰(zhàn)略(概略)》提及,日本半導(dǎo)體的全球份額到2030年將減為零。這種預(yù)測既是一種失望,也是一種警醒。
道總有理,曾用名歪道道,互聯(lián)網(wǎng)與科技圈新媒體。同名微信公眾號:道總有理(daotmt)。本文為原創(chuàng)文章,謝絕未保留作者相關(guān)信息的任何形式的轉(zhuǎn)載。
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