狂砸670億美元日本意圖再次成為全球晶片強國
日本正投入數百億美元進行漫長的賭注,以重振其晶片製造實力,使其經濟免受日益加劇的中美緊張局勢的影響。挖土機和卡車在冰雪覆蓋的地面上縱橫交錯,一座未來工廠的建設工作仍在繼續,廠房前方是一片草地。這個開發項目正在改變這個以農業、軍事基地和新千歲機場聞名的地區的面貌,該項目也旨在改變日本晶片業的面貌。
新成立的日本本土企業Rapidus希望在2027年從零起步大規模生產最先進的2nm邏輯晶片。按照行業標準,這對在半導體生產方面遠遠落後於海外競爭對手的成立僅18個月的日本企業來說,是一個難以置信的挑戰。
但是,隨著中美為獲得最新的晶片製造技術和設備而競爭,日本察覺到了機會,那就是利用美國對供應鏈安全的擔憂,重新回到它曾經主導的遊戲中。
先進晶片將成為人工智慧(AI)和電動車等十幾項關鍵技術的基礎。全球生產的很大一部分都集中在中國台灣和韓國,這使得未來的供應很容易受到地區緊張局勢的影響。
負責啟動新代工廠的Rapidus高管Atsuo Shimizu表示,“這涉及到地緣政治和經濟安全因素。日本要想生存下去,就必須在技術上成為全球參與者。”
日本已經展出了它的實力。在不到三年的時間裡,日本已撥出約4兆日圓(約267億美元)的專款,用於重振半導體產業。日本首相岸田文雄的目標是,在私部門的支持下,為產業提供的財政支持最終將達到10兆日圓(約670億美元)。目標之一是到2030年將日本國產晶片銷售額增加兩倍,達到15兆日圓以上,再次意圖打造全球晶片強國。
日本的新晶片戰略有兩個主要面向。首先,日本正努力將自己重新打造成為成熟晶片的主要生產地,透過提供高達一半建設成本的慷慨補貼,吸引該行業最大的海外公司來日本投資。
第二方面,也是更雄心勃勃的一部分,是北海道的Rapidus項目,旨在恢復日本在矽晶片領域的領先地位。
日本經濟產業省(METI)資訊科技業部門主管、該策略的設計者之一Kazumi Nishikawa說,「為什麼我們為晶片做了這麼多?老實說,是因為中美對抗,如果來自中國台灣的晶片供應停止,將給各地帶來數萬億美元的負面影響,經濟將崩潰。”
日本已經在其戰略的第一個方面即大部分取得了一些成功。全球最大的晶片製造商台積電很快就意識到,與美國或其他國家相比,由日本提供部分資金的晶片專案啟動速度要快得多。
透過利用世界領先製造商的專業技能,日本希望重建與晶片相關的生態系統,為地區經濟提供就業機會和新的成長點。同時,這些舉措將有助於加強日本作為以美國為首的全球供應鏈中的重要盟友的地位,該供應鏈致力於保持從智慧型手機、汽車到最新導彈系統等各種產品的重要半導體生產線的運轉。
日本戰略的第二部分的命運似乎不那麼確定。 Rapidus計畫既讓人興奮,也讓人懷疑。它的成功取決於實現技術上的巨大飛躍,但對最終產品的成本和可靠性卻知之甚少,也不知道是否會有買家客戶。即使是行業領導者也在努力實現這一目標。
好的一面是,日本這次可以把美國當作盟友,而不是技術上的敵人。
作為Rapidus計畫的一部分,IBM正在紐約奧爾巴尼培訓約100名資深日本工程師,讓他們盡快掌握美國前沿的晶片技術。
美國駐日本大使拉姆·伊曼紐爾(Rahm Emanuel)說,「我們是夥伴、盟友、合作者,要確保我們的國家安全和經濟安全保持一致,因為威脅來自其他地方,例如中國大陸。我們同舟共濟,朝著同一個方向劃槳。”
日本的戰略標誌著與以往支持本國晶片產業的努力不同,以往主要是假定本國晶片產業不需要外部幫助,結果以失敗告終。
除了台積電之外,美光科技、ASML和三星也在日本投資生產或研究設施,因為這些公司都在尋找最佳交易,以便在不確定的世界中鞏固其未來的產出。
日本的援助速度與美國的政策僵局形成了鮮明對比。 2022年美國《晶片與科學法案》(2022 Chips and Science Act)預留了390億美元的直接補貼,用於加強美國的製造業,但第一筆15億美元的大筆補貼直到近日才公佈。勞動力和成本方面的挑戰也推遲了台積電位於亞利桑那州的新工廠的投產。在德國,預算動盪引發了對台積電和英特爾補貼的擔憂。
總部位於比利時的微電子研究中心Imec CEO Luc Van den hove表示:「日本這次採取了大膽的做法,實施了非常迅速的決策。回顧20年前或15年前,當時的政策要封閉得多,尤其是來自政府的政策。”
台積電有充分的理由取得成功。其第一家工廠的產品(12nm到28nm邏輯晶片)技術已經成熟。熊本位於日本南部的九州島,那裡有一個由大約1000家相關技術公司組成的生態系統,還有客戶,包括日本的汽車製造商。
台積電今年2月稍早正式宣布其第二家代工廠將在附近生產6nm到7nm晶片。日本自民黨半導體小組秘書長、立法委員Yoshihiro Seki表示,到2037年,來自代工廠的稅收收入很可能與政府最初的支出相抵。
日本成為具有吸引力的地點還有其他原因。其擁有紀律嚴明的勞動力和可靠的服務。日圓匯率跌至幾十年來最弱的水平,也使在日本建造生產基地的成本大大降低。
日本也是晶片製造中使用的一些化學品和設備的全球主要供應商。包括東京電子在內的一些日本供應商利用了經濟安全擔憂的另一面,抓住了中國大陸需求激增的機會,因為中國大陸希望在更多限制措施出台之前提升現有的技術水平。
雖然日本作為晶片製造基地的某些原因在日本北部同樣適用,但情況卻截然不同。 Rapidus公司起步於一個早已被遺忘的製造地區,當地只有約20家與晶片製造相關的企業。
日本國家技術研究所的專業技術長期以來一直停滯在45nm的水平上,因此Rapidus要想在五年左右的時間裡利用未經證實的IBM技術大量生產2nm晶片,看起來是一個非常艱鉅的任務。即使Rapidus能夠在2027年之前實現目標,台積電和三星也很可能已經以一定的產量進入市場,以獲得成本優勢。
Shigeru Fujii曾在日本富士通(Fujitsu)擔任晶片製造主管,在過去的幾十年裡,富士通輸給了中國台灣和韓國的低價競爭對手。他還沒有看到Rapidus能夠打入殘酷的全球市場的證據。他認為問題是會有客戶嗎?
Rapidus公司的Atsuo Shimizu說,這次將有所不同,他曾在Shigeru Fujii手下工作。 Rapidus將透過縮短客製化晶片的交付時間來增加產品價值,不僅透過製造工藝,還透過幫助客戶縮短耗時的設計過程。
Atsuo Shimizu表示,該公司無法在商品化設備方面與台積電和三星競爭,因此該公司將更多地瞄準高端利基市場。科技的轉變也會對Rapidus有幫助。該公司設想的2nm晶片將使用GAA(Gate-All-Around,全環繞閘極)電晶體結構,而不是目前的FinFET結構,這將使公司更容易打入市場。他認為其能做到這一點。
到目前為止,日本已承諾撥款3,300億日元,並額外撥款6,460億日元作為支持Rapidus計畫的基金。這些資金應能滿足2兆日圓初始投資的一半,但這家私人公司尚未說明如何籌集剩餘資金或在代工廠啟動後擴大營運所需的額外3兆日圓。
與Rapidus獲得的政府支持形成鮮明對比的是,日本企業界的反應卻很冷淡。到目前為止,豐田汽車公司等大公司僅承諾為該企業提供73億日圓的資金。
商業智慧產業分析師Masahiro Wakasugi表示,日本最新的晶片策略看起來比以往更加深思熟慮。但平衡有點偏向Rapidus和熊本。 Rapidus面臨的挑戰是巨大的,成功與否或許不應取決於利潤。如果它能在2027年之前製造出可靠的2nm晶片,那將是日本在經濟安全方面的成功。
專家說,即使IBM為公司培訓工程師,Rapidus也很難招募到啟動代工廠所需的1,000名左右工程師和工人。在截至2019年的二十年間,日本晶片業流失了約30%的工作崗位,在全球晶片製造市場的份額從50%以上下降到不到10%。根據日本經濟產業省(METI)的數據,隨著人口的減少,日本未來十年將至少缺少4萬名工人。
Takashi Yunogami是日立公司的前工程師,他猛烈抨擊日本政府過去的舉措,他把Rapidus的2nm目標比作棒球界的小球員試圖一夜之間變成超級巨星大谷翔平(Shohei Ohtani)。
不過,除了IBM的支持外,總部位於加州的泛林集團和IMEC也計劃在北海道設廠。 Rapidus也與加拿大的Tenstorrent公司達成協議,共同開發人工智慧設備中的半導體IP。
日本經濟產業省的Kazumi Nishikawa說,Rapidus面臨的風險和挑戰太多,它仍處於研發階段。
儘管如此,日本的巨額補貼表明,日本貿工部再次下定決心,要利用機會奪回日本的部分晶片實力。這也反映了一種觀點,即在晶片技術上砸錢總比沒有任何應急計劃要好。
種種國際事件都提醒世界,確保晶片供應和加強防禦系統至關重要。