日本現(xiàn)在正在大力發(fā)展晶圓廠,這也從側(cè)面體現(xiàn)了他們?cè)谶@個(gè)領(lǐng)悟的失敗。
日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)興起于20世紀(jì)50年代,20世紀(jì)90年代發(fā)展成為除美國(guó)之外的半導(dǎo)體出口大國(guó)。目前,日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)擁有30多家大型企業(yè),其中包括東京電子、愛德萬(wàn)測(cè)試等世界領(lǐng)先的半導(dǎo)體設(shè)備制造商,以及瑞薩、日立、電裝、富士通、三菱電子等擁有眾多晶圓廠的IDM企業(yè)。自 2000 年以來(lái),日本在國(guó)際 IC 出口中的份額從 14% 下降到 2014 年的不到 5%,而中國(guó)、臺(tái)灣和韓國(guó)則不斷上升(圖 1,來(lái)源 SIA 2018)。盡管如此,一些日本IDM仍然在電力電子、光學(xué)CMOS傳感器、MEMS和3D NAND等專用行業(yè)領(lǐng)域保持世界領(lǐng)先地位。

在2015到2020年間,日本300 毫米晶圓廠最大的投資主要集中在東芝(NAND 閃存)、索尼(圖像傳感器)和日本美光內(nèi)存(DRAM)。邏輯和功率 IDM 的新投資主要集中在升級(jí)和擴(kuò)大現(xiàn)有產(chǎn)能上,而不是建設(shè)新晶圓廠。到這在疫情扭轉(zhuǎn)
日本的硅代工廠主要是從富士通和松下等領(lǐng)先的 IDM 中剝離出來(lái)的,這些 IDM 的雄心是通過獨(dú)立組織向國(guó)際客戶群提供半導(dǎo)體制造服務(wù)。截至 2015 年,日本僅占全球代工產(chǎn)能的 2%,大部分晶圓廠專注于 200mm 晶圓,而將先進(jìn)節(jié)點(diǎn)制造留給了中國(guó)臺(tái)灣、中國(guó)大陸和美國(guó)的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手(圖 2,SIA 2018)。

隨著新唐收購(gòu)松下的代工業(yè)務(wù),剩下的主要日本企業(yè)之一消失了。此前,松下已經(jīng)剝離了代工部門,并將其大部分股權(quán)投入與塔半導(dǎo)體的合資企業(yè)。剩下的日本代工廠商代表了新日本無(wú)線電、日本半導(dǎo)體(前東芝)和 Phenetics 等小型代工廠,主要在 6 英寸和 8 英寸晶圓領(lǐng)域服務(wù)利基技術(shù)。此外,日立和富士通等一些大型 IDM 也提供代工服務(wù)。富士通曾是日本最大的晶圓代工企業(yè),每月產(chǎn)能超過 17 萬(wàn)片晶圓,但2020年又將桑名和福島的晶圓廠出售給聯(lián)華電子和安森美半導(dǎo)體,幾乎完全擺脫了代工業(yè)務(wù)。那就讓富士通到了2020年左右僅保留一座小型 6 英寸晶圓廠。顯而易見,來(lái)自臺(tái)灣和美國(guó)的中型國(guó)際晶圓代工企業(yè)趁機(jī)收購(gòu)了一些領(lǐng)先的晶圓廠(見圖3)。

作為大型國(guó)際代工公司的一部分,這為這些晶圓廠創(chuàng)造了必要的規(guī)模經(jīng)濟(jì)和接觸國(guó)際代工客戶群的機(jī)會(huì)。另一方面,UMC 和 TowerJazz 能夠進(jìn)入日本客戶群,并通過收購(gòu)獲得圖像傳感器等有價(jià)值的 IP 領(lǐng)域。與日本 IDM 的領(lǐng)先地位相反,日本僅在有限范圍內(nèi)提供功率分立代工服務(wù)。
為什么日本的代工業(yè)務(wù)沒有取得成功?
為了回答這個(gè)問題,我從四個(gè)角度來(lái)看。
制造業(yè)務(wù)市場(chǎng)進(jìn)入時(shí)機(jī)
存在自有半導(dǎo)體工廠
缺乏成本控制和有限的無(wú)晶圓廠轉(zhuǎn)型
聚焦狹窄細(xì)分市場(chǎng)
晶圓代工業(yè)務(wù)進(jìn)入市場(chǎng)的時(shí)機(jī):如上一段所述,日本是半導(dǎo)體領(lǐng)域的早期領(lǐng)導(dǎo)者之一,專注于集成器件制造商,其垂直整合的業(yè)務(wù)模式將研發(fā)、制造、供應(yīng)鏈管理和銷售整合為單一實(shí)體。另一方面,臺(tái)灣半導(dǎo)體市場(chǎng)從20世紀(jì)80年代末開始發(fā)展,由于要素成本差異,重點(diǎn)關(guān)注電子制造。日本 IDM 的深度關(guān)注使得打造精益代工部門變得困難。
自營(yíng)半導(dǎo)體工廠:日本工廠作為綜合制造單位的關(guān)注,是價(jià)值數(shù)十億美元的工業(yè)集團(tuán)的一部分,激勵(lì)了卓越的產(chǎn)品性能和質(zhì)量,但并不一定需要獲得標(biāo)準(zhǔn)化、實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)、靈活性和銷售方面的能力向國(guó)外客戶提供制造能力。結(jié)果,日本鑄造廠在贏得國(guó)際客戶和培養(yǎng)適應(yīng)客戶需求的世界一流服務(wù)提供商心態(tài)方面遇到了困難。
缺乏成本控制和有限的無(wú)晶圓廠轉(zhuǎn)型:日本半導(dǎo)體行業(yè)能夠在 20 世紀(jì) 90 年代成為半導(dǎo)體領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè),很大程度上歸功于兩個(gè)因素。政府補(bǔ)貼支持 IDM 內(nèi)的研發(fā)和設(shè)備支出,以及與美國(guó)和西歐相比的要素成本優(yōu)勢(shì)。另一方面,與美國(guó)、中國(guó)大陸和中國(guó)臺(tái)灣相反,日本只出現(xiàn)了數(shù)量非常有限的無(wú)晶圓廠半導(dǎo)體公司。這抑制了對(duì)本土代工服務(wù)的依賴,以實(shí)現(xiàn) ASIC。隨著幾次經(jīng)濟(jì)危機(jī)、自然災(zāi)害(福島)和國(guó)家對(duì)半導(dǎo)體補(bǔ)貼的減弱,效率低下變得顯而易見,日本企業(yè)集團(tuán)還沒有準(zhǔn)備好進(jìn)一步增加資本投資,以保持領(lǐng)先節(jié)點(diǎn)的競(jìng)爭(zhēng)。
專注于狹窄的細(xì)分市場(chǎng):日本半導(dǎo)體廠商在功率分立器件、模塊、DRAM 和閃存等狹窄且明確定義的細(xì)分市場(chǎng)中表現(xiàn)出色,這些細(xì)分市場(chǎng)非常適合垂直整合公司的標(biāo)準(zhǔn)化、以流程為中心的方法。相反,美國(guó)、韓國(guó)和臺(tái)灣的代工廠擅長(zhǎng)將自己定位為多功能服務(wù)提供商。加上前面提到的高利潤(rùn)業(yè)務(wù)向無(wú)晶圓廠行業(yè)的轉(zhuǎn)變,日本代工廠處于不利地位。
但如文章開頭所說,日本還想試一試。
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原文標(biāo)題:日本晶圓代工,為何沒發(fā)展起來(lái)?
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