双管齐下的日本芯片复兴梦

业内消息人士表示，尽管日本政府对 Rapidus 抱有很高的期望，但应急计划正在制定中。最近上任的日本新首相石破茂承诺在未来七年内投入超过 10 万亿日元（647 亿美元）来加强国内半导体和人工智能产业，而 Rapidus 是主要重点。该计划可能包括吸引台积电在日本建立第三座晶圆厂的财务激励措施。

由台积电、索尼、电装、丰田共同投资的特种集成电路代工厂日本先进半导体制造公司（后三者为少数股东）正在加速产能扩张。其第一座晶圆厂于 2024 年 2 月开始运营，第二座晶圆厂计划于 2027 年开始量产。

两家晶圆代工厂的故事

Rapidus 计划于 2025 年 4 月开始试产 2nm 芯片。然而，知情人士称，该公司在制造良率和客户获取方面面临重大挑战。三星电子和英特尔都未能克服这家日本代工厂带来的巨大障碍。这些问题引发了人们对 Rapidus 长期政府和财务可持续性的担忧。

与此同时，JASM 已经开始量产，主要采用 28/22nm 工艺。该公司的月产能预计到 2025 年第一季度将达到 30,000 片晶圆，计划实现 55,000 片晶圆。JASM 的第二座熊本工厂将于 2024 年底开工建设，计划于 2026 年第二季度投入运营。该工厂将专注于 40/16/12nm 工艺，目标是到 2027 年实现量产。业内人士指出，到 2027 年底，JASM 两座工厂的月产量合计将达到 100,000 片晶圆。

据业内人士透露，JASM是应苹果的要求而成立的，日本政府积极鼓励索尼等本土企业参与合资代工厂，此举为公司带来了稳定的客户基础和长期合约，有利于高效推进建设进程。

如果 Rapidus 失败，台积电将作为应急措施吗？

日本政府为台积电提供了大量补贴，并取消了监管障碍，前提是该公司在该国建立业务。虽然典型的晶圆厂需要三到五年才能建成，但台积电的第一家熊本工厂仅用了两年就建成了。

政府已为 Rapidus 拨款 9200 亿日元（约合 59.6 亿美元）。但据估计，在开始大规模生产之前还需要 5 万亿日元。市场观察人士仍然担心政府在持续亏损的情况下能否维持这一财务承诺。

行业专家表示，尽管日本希望重夺半导体行业的主导地位，但台积电对这一复兴仍然至关重要。本土制造商面临着重大挑战，特别是在已经饱和的成熟工艺市场。即使是三星和英特尔等行业领导者也在努力应对先进工艺。

分析人士预测，一旦现有资源耗尽，Rapidus 将面临巨大的资金缺口，再加上高管人才和技术工人的短缺。最近的报道表明，日本政府在对 Rapidus 寄予厚望的同时，也制定了应急计划，其中可能包括台积电接管 Rapidus 北海道工厂的运营。

对于台积电而言，第三家工厂或潜在 Rapidus 收购的关键考虑因素包括客户需求、订单量、可用的人才库、政府对建设和运营的支持、盈利能力评估以及全球产能分布和市场动态的分析。

日本重启小型晶圆厂以培养半导体人才

人才培养是日本振兴半导体产业的关键挑战。为此，日本政府选择重启半英寸晶圆技术，该技术此前仅作为教学和入门工具。

日本最大的数字技术展会 Ceatec 2024 将通过展示现有的设备和条件来强调这一努力。台积电公布熊本工厂项目后，日本政府和学术机构开展了广泛的调查和基础设施建设，以振兴该国的半导体行业。然而，调查结果显示，超过一半的日本年轻学生仍然不知道半导体制造业的就业机会或可以引导他们进入该行业的教育计划。

因此，他们的政策目标包括建立半导体人才发展体系以及推广半导体教育计划。

小型工厂制造

据日本媒体报道，先进半导体工厂的建设成本预计约为每座2万亿日元（131亿美元），需要投入大量的资金和时间，难以满足教学和演示场地的需求，因此需要低成本的半导体生产线用于教育用途。

日本此前曾于 2012 年启动了一项低成本半导体制造计划，即所谓的“微型晶圆厂”。该计划提供专为中小型企业量身定制的 0.5 英寸晶圆制造设备。这项技术旨在实现内存芯片的大规模生产，而内存芯片市场主要由使用 8 英寸和 12 英寸生产线的韩国和中国台湾制造商主导。

目前微型晶圆厂的优势在于，生产线的整个建设成本约为5亿日元，仅为传统晶圆厂成本的1/4,000。0.5英寸晶圆的面积有限，因此在操作过程中无需专门的洁净室进行热处理和真空处理。真空加热箱非常小，可以放在教室的桌子上，使用100/110V的普通电源，无需工业用电。

理论上，在一般中学理化实验室内，就可以设置一条完整的Mini-Fab技术半导体生产线，虽然产量不多，不太显眼，但作为教学用途，还是足够的。