日本2nm，黄粱一梦

2020年，突然其来的Covid-19大流行，各国政府以封城手段，限缩人们的接触，防止病毒传染。这种封锁措施，使得在家工作成为企业普遍的应变措施，加速全球数位化的进程。顿时，个人电脑、平板电脑等，需求大幅攀升，带动半导体需求急剧上升，供不应求。

2020年年底，传出汽车产业缺芯片，导致汽车产量大幅下滑，惊动美、欧、日政府。加上地缘政治冲突加剧，供应链由全球化转为在地生产的趋势明显，因此如何确保供应链的「韧性」成为各国政府重要的战略目标。半导体的重要性在此次史无前例的疫情中，被升级为「战略产业」。

美国、欧洲皆端出鼓励在地兴建晶圆厂的补贴措施，美国《芯片法案》以及《欧盟芯片法案》分别祭出520亿美元及430亿美元的补贴。

日本政府也不落人后，于2021年会计年度编列6,170亿日圆，对投资日本境内先进半导体的事业进行补贴，目前已敲定补贴台积电、铠侠（Kioxia）及美光科技（Micron）在日本的设厂或扩厂。

日本的半导体材料供应链独步全球，先进制程许多关键材料（如光阻剂），全掌握在日本厂商的手中。在半导体制造设备方面，日本也在全球供应链中名列前茅，不容小觑。

不过在半导体市场方面，日本就排在后段班。日本的整合元件制造（IDM）方面仅占全球约8%，远低于美国的47%，韩国的33%，与欧洲的9%在伯仲之间。

IC设计产业方面，日本约占全球1%左右，远低于美国的68%及台湾的21%。

回顾上世纪80、90年代，日本半导体产业如日中天，以1990年全球半导体前十大公司为例，日本公司共有六家入榜。

当年，NEC（日本电气）名列第一，营业额达43.2亿美元，东芝（Toshiba）紧追在后，营业额为42亿美元。

排名第三为美国摩托罗拉（Motorola），营业额35.4亿美元，第四为日立（HITACHI），营业额35.2亿美元，第五为英特尔（Intel），营业额31.7亿美元，第六为富士通（Fujitsu ），营业额26亿美元，第七为德州仪器（TI），营业额25.7亿美元，第八为三菱（Mitsubishi），营业额21.1亿美元，第九为飞利浦（Philips），营业额19.6亿美元，第十为松下（Panasonic），营业额18.3亿美元。

彼时的半导体产业规模，无法与现在的产业规模相比。1990年全球半导体产业规模很小，全球半导体产业营业额仅达505亿美元，还不到2021年5,559亿美元的十分之一。前十大半导体公司中，日本公司6家，美国公司3家，欧洲公司1家。

1990年日本半导体产业登上颠峰之际，衰退的种子却已在4年前（1986年）埋下。

1986年，日本在美国的「要求」下签署《美日半导体协议》，美国要求日本开放半导体市场，保证5年内，外国公司可以获得日本20%的市占率，并且开放日本半导体产业的知识产权及专利。

这项半导体产业协议，埋下日本半导体产业衰败的种子，使日本半导体产业逐步衰退。1989年日本在全球半导体的市占率高达53%，其次为美国市占率为37%，欧洲市占率为12%。

当时日本DRAM产业「一马当先」，市占率最高时达80%，美国英特尔、美光科技、摩托罗拉等DRAM生产商，都不敌日本DRAM的竞争；英特尔、摩托罗拉后来放弃DRAM事业，仅剩美光科技持续经营DRAM。

《美日半导体协议》签订的背景，是美国DRAM产业受到日本的强力竞争，美国政府不得不「出手」。

走过80年代的风光日子，日本半导体产业逐步败退。记忆体方面，DRAM大厂不敌韩国的竞争。1999年NEC记忆体部门与日立记忆体部门，合并成立「NEC日立记忆体公司」，2000年改名为尔必达记忆体公司（Elpida Memory），2003年合并三菱电机记忆体部门。

由于日本东芝放弃DRAM事业，专注于NAND，因此尔必达成为日本唯一的DRAM专业大厂。尔必达有雄厚的DRAM技术基础与不小的产能，可惜的是在经历几次DRAM产业不景气的冲击下，资金不济，只好于2012年2月申请破产保护。2012年5月，尔必达被美国美光科技收购，日本DRAM产业画下休止符。

2003年4月，日本日立公司的半导体部门与三菱电机的半导体部门合并，成立瑞萨科技。2010年4月，瑞萨科技与NEC半导体部门，透过业务整合成立瑞萨电子（Renesas）。瑞萨电子目前是日本第二大的半导体公司，仅次于从东芝分割出来的铠侠（Kioxia）。

铠侠为NAND Flash记忆体公司，是目前日本半导体制程最先进的公司。瑞萨是系统IC公司，为IDM公司。基于投资效益的考量，瑞萨自家晶圆厂的制程在45纳米世代以后，就停止发展更先进的制程。瑞萨有更先进制程需求时，则委托台积电代工。

日本在半导体产业的基础深厚，可惜的是签下《美日半导体协议》后，产业发展受到美国的钳制，记忆体被韩国超越，系统IC又无法与美国竞争。所幸日本在类比IC、功率IC还很强，缺点是没有先进的系统IC。

2021年日本IC公司在全球IC产业的市占率仅6%，远逊于美国的54%，也不敌后起之秀韩国的22%。

日本半导体的振兴大计，从邀请台积电到日本设厂开始，日本政府希望提高日本半导体在全球的市占率，期望于2030年能达20%。除此之外日本政府也希望有自己的先进制程，希望能开发2纳米制程技术。

计划一：携手台积电设厂，不只推动半导体也带动当地经济

在日本政府力邀请下，以及苹果（Apple）敦促就近支援日本索尼（Sony）。2011年11月，台积电与索尼半导体制造公司（Sony Semiconductor Solutions Group，SSMC）共同宣布合资成立「日本先进半导体制造」（JASM），在日本熊本兴建12吋晶圆厂，月产能5.5万片，制程为12/16纳米、22/28纳米。同年12月，日本电装公司（Denso）宣布投资JASM 3.5亿美元，占JASM 10%股权。

台积电占JASM 70%股权，索尼占20%股权，熊本厂资本支出原订为70亿美元，之后因将月产能由4.5万片提高到5.5万片，资本支出提高到86亿美元，日本政府补贴35亿美元。

2022年4月JASM熊本厂开始动工兴建，兴建过程中带动当地经济，由于日本当地需求大（尤其是车用半导体），因此日本政府力邀台积电在熊本再建第二座晶圆厂，补贴金额由三分之一起跳。

计划二：集结8家日企，成立「芯片复仇者联盟」

2022年11月，日本丰田、日本电信电话公社（NTT前身）、索尼（Sony、铠侠（Kioxia）、软体银行（SoftBank）、NEC、电装（Denso）以及三菱日联银行（MUFG Bank）， 8家日本大企业，将共同投资设立生产次世代半导体的新公司Rapidus。

Rapidus具快速的意思，这意味期待新公司，将快速进入次世代(2纳米及以下)半导体制程的生产。Rapidus计划于2027年之后建立生产线，并且于2030年前后投入晶圆代工业务，降低对台积电的依赖。

看似宏大的计划，可惜「起手式」很难看。除了三菱日联银行出资3亿日圆外，其余7家公司，每家公司出资10亿日圆（约690万美元，汇率1美元:145日圆），Rapidus资本合计73亿日圆(约5035万美元)。

显而易见的是，参与投资Rapdius的大企业，对公司前景没信心，看起来好像是为了应付日本政府的「公关费」。

日本政府对Rapidus补助700亿日圆（约4.83亿美元），先进晶圆厂的投资动辄超过数百亿美元，700亿日圆的补贴显然是「杯水车薪」。

2023年，Rapidus宣布将在北海道千岁市兴建2纳米晶圆厂，日本政府将追加2600亿日圆（约18亿美元）补贴，不过这还是远远不敷所需。显然Rapidus必须另觅财源。

Rapidus技术将从IBM授权，IBM已经很久没有量产半导体的经验，先进技术皆在实验室开发，从IBM取得2纳米技术，恐怕前途多舛。

Rapidus北海道工厂预定2025年试产，2027年量产，这应该是不可能达成的任务。

计划三：2年砸123亿美元，日本全速打造半导体供应链

2022年会计年度，日本政府再度编列大笔预算投资半导体产业。日本政府将提供3,500亿日圆（约24亿美元），投入与美合作的新世代半导体研究，期望最快能在2025年量产2纳米芯片。

对先进半导体的生产据点，日本政府将投资4500亿日圆（约31亿美元），除此之外对生产先进半导体所需要的材料与设备投资3700亿日圆（约25.5亿美元）。

综合2021年及2022年日本政府计划投入半导体产业的金额合计达1.787兆日圆（以1:145汇率计算），这两年日本政府对先进半导体的总投资额为123亿美元。

日本政府应该会投入更多的资源，建立半导体供应链。日本在半导体上游有极佳的基础及实力，除了2纳米的投资无法达成目标外，其余的目标应可得到不错的成果。

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