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【奇亿娱乐代理】台积电赴日建厂,而日本半导体产业,仍需要数十年

2021年6月1日,半导体行业的专家在陈述意见时,曾断言:“TSMC(台积电)是不会来日本的!”其理由如下:从TSMC的各地区销售额占比来看,日本仅占其4%(如下图1)。

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图1:TSMC的各地区销售额占比(%),笔者根据TSMC的历史数据制作了此图。(图片出自:eetimes.jp)

就TSMC而言,拥有Apple、AMD、Qualcomm等美国大客户,且这些大客户所占销售额约为60%——70%,然而对于美国提出的赴美建厂的要求,TSMC甚至提出了建设费用高昂、基础设施费用高昂等理由。无论是在日本还是在美国建厂,这些费用都是要花费的,然而在业务规模仅有4%的日本建设新工厂,对TSMC而言,实在没有合理的理由。因此,笔者在文章的开头做出了以上断言。

然而,在2021年10月14日TSMC的财报说明会上,其表示要在日本建设新工厂。据日本经济新闻报道,世界最大半导体代工企业、台积电(TSMC)已经确定与日本索尼集团等携手在日本熊本县建设新工厂的方针。在很多国家向台积电抛去橄榄枝的背景下,此前与台积电以研发为起点不断加深关系的日本也将启动生产层面的合作。以台积电在日本国内建厂为契机的日本半导体产业基础的重建也面临诸多课题。TSMC在日工厂的工艺为22纳米——28纳米,预计索尼和电装会参与合作,计划在2022年动工,2024年开始量产。此外,据2021年10月14日的JIJI.COM新闻报道,建厂的总费用约为8,000亿日元(约人民币472亿元),其中,50%的费用为日本政府支出。

同时,岸田内阁总理大臣于2021年10月14日举行记者招待会时,表示:“今天新闻发布了坐拥全球尖端半导体的台湾企业一一TSMC要赴日建厂。因此,这有望提高我国半导体产业的重要性、提高半导体的自给率,还有助于提高经济安全。民间企业对于TSMC的1兆日元(约人民币590亿元)资金投资将会写入经济政策”。

也许会有人说:“汤之上隆说谎啊!”

很多人无法理解,为何TSMC会做出如此不合理的决定。

对于无法理解的事情,怎么考虑都是无法理解,本文,就TSMC在日建设新工厂后,工厂运营时的问题点,做出评论。首先,是半导体后段工序的问题。其次,如何确保和培养半导体技术人员。尤其是后者尤其是重要,要解决技术人员的问题,笔者认为,日本政府应该确立并实施花费十年一一数十年的时间培养半导体技术人员的政策。

真的是在强化半导体供应链吗?

日本政府和经济产业省的相关人员在招徕TSMC赴日之时,强调:“出于保障经济安全的考虑,很有必要确保半导体供应链”。同时,大家也可以看到如今“半导体供应链”这一词语已经成为流行语。

如今半导体的重要性已经人尽皆知。甚至可以说没有半导体,就无法创建人类文明。但是,一直以来被日本忽视的半导体产业突然“从天而降”,即使周边都在强调“半导体供应链十分重要”,对于常年置身半导体行业的笔者而言也有点“丈二的和尚一一摸不着头脑”!

在TSMC赴日新建的工厂中预计生产的逻辑半导体究竟是如何制造出来的呢(如下图2 )。简单来讲,通过设计、前段工序、后段工序来实现半导体生产。

举例说明计划参加TSMC新工厂建设的索尼的CMOS图像传感器,索尼的CMOS图像传感器由Pixel、DRAM、逻辑半导体三种芯片贴合而成为最终产品。此处,索尼生产Pixel,DRAM是向美国的镁光科技等存储半导体厂家购买,逻辑半导体由TSMC代工生产。

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图2:逻辑半导体的生产工艺。(图片出自:eetimes.jp)

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图3:索尼的CMOS图像传感器。(图片出自:eetimes.jp)

的确,如果在日本熊本县设立TSMC新工厂,且从镁光的广岛工厂采购DRAM,即可以在日本国内同时采购三种产品。但是,三种产品的贴合工作(即作为封装的后段工序)在哪里进行呢。

专门从事半导体后段工序的有ASE、Amkor、JCET等OSAT(Outsourced Semiconductor Assemblyand Test)企业,他们在台湾、韩国、中国大陆以及亚洲其他地区设有工厂。如果在台湾ASE进行封装的话,索尼生产的Pixel、TSMC在日本生产的逻辑半导体等产品都需要再送往台湾。此外,在台湾ASE封装测试完成后的CMOS需要再送往位于中国大陆的鸿海精密工业(总部位于台湾)的工厂,再组装进苹果的“iPhone”等产品。

总之,即使TSMC赴日建厂,索尼的CMOS图像传感器还是需要历经日本→台湾→中国大陆的路程,才能组装进智能手机里。如此看来,即使TSMC赴日建厂、为索尼生产逻辑半导体,似乎没有起到强化半导体供应链的作用,对此,招徕TSMC赴日建厂的日本政府、经济产业省是如何考虑的呢?

日本丧失尖端运算半导体的基础

担任日本经济产业省的战略研讨会议主席、横跨企业、政府和高校的研究基地TIA运营最高会议主席东哲郎(东京电子前社长)指出“日本已失去有关尖端逻辑半导体的基础。制造流程及起支撑作用的人才、开发工程师是不可或缺的。今后将以花费10年时间的前提制定战略,同时不断强化前工序 ”。

台积电此次考虑在日本建设的是电路线宽为20纳米级的工厂。现在最尖端的半导体技术是3纳米,20纳米级属于接近10年前的生产技术。即便如此,这个领域今后来自汽车及产业用途等的需求仍将扩大,是日本企业已经放弃的尖端生产线。

当然,仅靠吸引半导体工厂并不能强化日本的半导体产业基础。但是,运营工厂的工程师及供应链企业可以直接参与该生产线。对于在日本国内确保尖端逻辑半导体技术基础是不可或缺的一步。

自动驾驶及物联网等领域的半导体需求扩大成为课题

为了不让成功招来台积电工厂的利好成为昙花一现,日本有不少要解决的课题。首先,日本企业作为需求方能否表现出影响力?虽然日本的家电及个人电脑等电机领域已经失去以往势头,但自动驾驶和电动化持续的汽车以及利用无数传感器收集信息的物联网打造的“智能工厂”等潜在的半导体需求市场很大。日本如果不提高赢得这个市场的速度,作为半导体需求方的价值就会下降。

如何支撑业务运营也是焦点。中国及韩国等的半导体企业得到政府的扶持,工厂运营成本比较低。如果在竞争上不能确保同等地位,将难以稳定产量。

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日本经济产业省6月公布的“半导体和数字产业战略”中提出了“超越民间业务扶持的框架,作为国家事业来做”的方针。在市场行情和技术动向瞬息万变的半导体产业,日本的政府、企业和高校能否齐心协力、努力振兴半导体产业?在台积电的开发基地之后,如果也能真正成功吸引工厂,这将成为重振日本半导体产业的一个良好开端。

接下来是更严重的问题一一半导体技术人员。

如何确保半导体工艺的技术人员?

据2021年10月12日JIJI.COM新闻报道,TSMC的新工厂预计要雇佣约2,000名员工。笔者认为,其中一半以上的员工应该是车间操作工。那么,作为运营新工厂的核心人员一一半导体工艺技术人员的规模应该会达到数百人的规模。日本如何确保这些核心人员呢?

日本的逻辑半导体在2010年前后发展到了65纳米一一45纳米,后来就落伍了。如下图4所示,是逻辑半导体的各代技术节点的生产国、地区,28纳米一一45纳米节点中,日本仅占5%,即还无法生产28纳米,仅能生产少许45纳米。

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图4:逻辑半导体的各技术节点在各国、各地区的占比。(图片出自:eetimes.jp)

因此,日本不具有已经掌握了22纳米一一28纳米半导体工艺技术的技术人员,用以支持TSMC在日本建设的新工厂。对于日本人而言,这是一片未知的领域。那么,TSMC是否会向日本派遣数百名技术人员呢?应该不会!

TSMC在2020年一年内招聘了约八千名员工,于是在2020年年末其员工数达到了约5万6,000人。据2021年3月5日新闻报道称,TSMC计划在今年(2021年)新招约9,000人。对于TSMC而言,5纳米已经正式量产、3纳米已经开始风险生产、2纳米的研发正“渐入佳境”,此时会向日本派遣数百名的技术人员吗?应该不会!TSMC甚至会考虑把日本的优秀技术人员招到TSMC总部工作!

那么,计划在熊本县建立的新工厂将会如何启动呢?日本没有22纳米一一28纳米的技术。因此,TSMC应该仅会在建厂初期派遣一部分技术人员赴日。但是,后续就需要日本的技术人员来自行生产22纳米一一28纳米。至少需要招募数百名掌握半导体核心工艺的技术人员。这真的能够实现吗?

有多少半导体技术人员被裁员?

2010年日立制作所和三菱电机的合资公司一一瑞萨科技,与NEC电子合作后,更名为瑞萨电子,总员工数为4万9,200人左右,但是,在2012年近乎倒闭,被日本产业革新机构收购,欧姆龙出身的作田久男担任CEO和会长后,以工厂和工艺为中心进行了一场彻底的裁员大潮,结果,瑞萨的员工数在2020年末仅为1万8,753人。

此外,东芝的SoC(System on Chip,SoC业务的规模曾一度超过包括NAND型闪存在内的存储事业部)的事业部也几乎解散。虽然不了解其准确的员工数量,但是在2020年末时间点,铠侠(原东芝)的总员工数为1万3,600人左右,那么可以推算出同样数量的员工离开了东芝。

此外,员工近一万名的尔必达(ELPIDA)于2012年破产。于2020年决定撤退半导体业务的松下将北陆的三处工厂卖给了台湾Winbond Electronics(华邦电子)旗下的Nuvoton Technology(新唐科技股份有限公司)。

如此“俯瞰”日本的半导体产业,可以看出近十年来,至少有五万名半导体技术人员被裁员。也许其中一些优秀的技术人员已经加入了其他海外企业。此外,应该也有一些技术人员入职了一些设备厂家、材料厂家。另外,也有一些技术人员迫不得已而进入了其他行业。

那么,能否再次找回这些被裁员的技术人员呢?另外,还有一个问题一一这些被裁员的技术人员们已经上了一定年纪了。比方说,在2010年处于人生中年(40多岁)的技术人员如今已经50多岁,甚至接近退休年龄。这些技术人员能否在一个新的领域一一尖端半导体工艺中,生产出逻辑半导体呢?

2005年的“东京大学事件”

如上所述,为TSMC新工厂汇集数百名半导体工艺技术人员,是十分困难的。即使成功汇集了这些技术人员,未来还有更加严重的问题。

2005年东京大学发生了一件大事,被称为“东京大学Shock”。在大学生入学时,东京大学仅粗略地划分了“理科Ⅰ类”等学科。后来,在学生由二年级升入三年级时,学校进行了决定专业课的“升级分配”,当时,按照学生在一年级至二年级的基础课程的成绩排列顺序,安排了升级课程。

在20世纪90年代,电子、电气相关学科人气颇高、门庭若市。然而,在2005年前后,电子、电气相关学科人气下落,成为了“只要有意愿,谁都可进入”的学科。相关人员把这件事情称为“东京大学Shock”。此外,东京大学甚至担心电子、电气学科的招生人数低于学校的最低招生数。

以上情况不仅限于东京大学。虽然没有进行过调查,不过可以推测,其他的大学的电子、电气相关学科的招生人数应该在下滑,对于学生而言更易于入学。总之,以东京大学为首的日本大学的电子、电气院系曾经很难招到优秀的学生。

其原因在于2001年“IT泡沫”破裂时,日立、东芝、NEC等电机厂家进行了大规模的裁员。其中,所有的电机厂家(尔必达除外)撤退DRAM业务的影响最大。很明显,不会有优秀的学生进入这种夕阳产业的。

如此一来就出现了以下这种持续至今的恶性循环:电机厂家围绕半导体行业进行裁员→院系无法招到优秀的学生→大学的半导体研究室减少→立志成为半导体技术人员的学生减少。

TSMC就这样决定在这个无法培养优秀半导体技术人员的日本国设立工厂了!其新工厂应该不会在一两年内倒闭。工厂初期的启动会由台湾派遣的技术人员进行,后续的每一年应该会陆续招聘应届毕业生。

如果日本政府是为了“重振日本半导体产业”而招徕TSMC,那么仅仅协助建设了新工厂就“撒手”的话,着实令新工厂很为难。对日本政府而言,很有必要构建培养优秀半导体技术人员的教育体系。日本政府有责任和义务策定法案、践行法案。此外,希望日本政府了解践行法案至少需要十年乃至数十年的时间。

文章来源: 半导体行业观察,日经中文网

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