【圖解】30年前也是霸主,日本為何要台積電支援半導體?看懂日本的奮力一舞

棒球和半導體,是台、日民眾的共同話題,雙方也有多年交手經驗。

國際賽場上,台灣還未贏過由全職棒球員組成的日本武士隊;在半導體業,1985年日本就登世界高峰,晶片市占全球一半,台灣完全看不到車尾燈。

30多年來,重視規模甚於獲利的日本晶片製造商,碰到規模擴充更大的韓國三星,以及專業代工的台積電,被迫交出製程技術領先地位,但仍牢牢控制多數材料和部分設備主導權。

如今台積電熊本廠開幕,局面迎來改變。引進台積電就像找來每季可打50發全壘打、120分打點的超級外援助陣,讓半導體日本隊重回爭冠行列。

台積電要如何兌現期待?之後會有更多台廠循此模式赴日、加入新賽局嗎?日本產官學界及民間又如何看待?

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半導體和武士刀看似毫不相干,卻有著相同的精髓。

一把好的武士刀,須經過工匠上千次捶打,忍受長時間的爐火高溫,才能製作出一萬多層鋼組成的刀刃。細節堆疊的匠人精神,也適用於需要不斷精進工藝,以及歷經數千道製程的半導體製造。

1980年代是日本半導體的風光時期,全球10大半導體廠商中,日本電氣、東芝和日立穩居前3名的寶座,市占率更一度超越德州儀器(TI)、英特爾(Intel)等美國大廠,引發老大哥不滿。

《半導體地緣政治學》一書中指出,1986年美日兩國所簽訂的《日美半導體協議》中,含有未公開附帶協議:美方「希望」日本在5年內,讓外國半導體於日本的市占率提升至20%以上。之後還以日本不守信用為由,實施100%的懲罰性關稅。該書作者太田泰彥評析:「這段歷史讓日本痛苦難忘。」

自此,日本半導體在1990年後逐漸走向凋零。局勢變動之際,台積電在1987年誕生,創辦人張忠謀所發明的晶圓代工模式,加速了半導體產業的演進,隨著製程技術領先全球,台積電也在地緣政治的催化下,一躍成為各國關注焦點。如今,這個曾經的工業強國,將再次揮動武士刀,劈開半導體新局。只是這回,還多了個最強夥伴——台積電。

「速配」補強邏輯IC,年產值15兆日圓

談起張忠謀,東京大學教授黑田忠廣臉上立即流露出尊敬,「熊本廠開幕那天Morris(張忠謀)正好與我擦身而過,我對上他的視線後和說了聲『非常感謝』,他對我點點頭,讓我非常開心。」黑田手舞足蹈地分享,對台積電的到來表現出強烈興奮感。

2021年10月,台積電宣布赴日設廠,實際上日本經濟產業省從制定半導體戰略、與台積電接觸再到拍板鉅額補助,僅花了短短3個月。經產省官員則認為,半導體已是戰略物資,但扶植一家優質半導體企業卻非朝夕能成,「沒有的東西只能從外國輸入,台積電是否在日本設廠是存亡關鍵。」

從商業角度分析,日本車廠也希望台積電能在地化供應。根據經產省統計,能製造「汽車大腦」處理器的邏輯IC市占率極低,製程也很落後。豐田汽車與電裝(Denso)雖已自產車用半導體,卻無精密邏輯IC的製造經驗,可能在車輛革命中居於劣勢。經產省認為, 台積電進駐日本後能刺激投資,建構完整的半導體供應鏈,補強日本弱項。

半導體戰略推進議員聯盟會長甘利明受訪時曾說:「半導體是多種技術結合的成果,無法僅靠台灣、日本、美國來達成。」太田表示,「政治和產業需求的目標一致,因此走到一塊。」

投資市場反應樂觀,SMBC日興證券執行董事京極玲指出:「台積電到日本讓半導體供給穩定,相關企業正吸引市場關注。」對日本來說,補助及談判的背後,是對2030年半導體產值能達15兆日圓(約新台幣4200億元)的野心,和未來可觀的稅收。

互為彼此「第二春」,光電融合更上層樓

另一方面,自1960年代開始發展的半導體材料及設備的日本,具備強大的科學研發實力。台積電亦深知這點,在筑波、橫濱和大阪都設有研發中心,甚至在2019年時就與日本學術和工業界的結盟。

故事起源於東京大學校長五神真於2018年的訪台之旅。當時,五神真經由張忠謀的轉介,與台積電董事長劉德音及首席科學家黃漢森會面,共同談論半導體的未來,決定一起攜手做些「有趣的事」。

這場會面最終促成東大與台積電的合作。五神真回國後,找來曾效力東芝的慶應大學教授黑田忠廣擔任計畫主持人,與日本重要材料和設備商共同發展下一代的半導體技術。

當時,黑田的友人在電話另一頭告訴他:「起風了。」新風向的出現讓黑田相當心動,不久就答應轉至東大任教。在接受專訪時,黑田比喻在40年的生涯中,歷經了半導體的春夏秋冬,原本對於學生的出路相當憂心,「現在我感覺春天又要來了,是台積電帶來的!」而科研中最吸引台積電的,是日本強大的光電技術。

黑田忠廣_東京大學教授_2024_02_27-7.jpg 圖/蔡仁譯攝影
黑田忠廣_東京大學教授_2024_02_27-7.jpg 圖/蔡仁譯攝影

首先是索尼(Sony)的技術。《半導體地緣政治學》一書指出,索尼擅長的影像感測器,是將「光電二極體」和「畫素電晶體」封裝在上下堆疊不同基板上,「光電二極體」簡單來說就是將光轉換成電子訊號,與封裝這2項關鍵技術,長久都是由索尼自己家製造,僅有「畫素電晶體」是外包給台積電。

原先索尼的想法是,台積電工廠若與索尼相近,便能保留「光電二極體」和封裝,夥同台積電進行高效生產。業界高層指出,在雙方合作關係緊密狀況下,索 尼很可能會開放部分技術與台積電進行合作。

其次,則是光電融合半導體。日本電信大廠NTT資深研究員納富雅也的團隊,在2020年3月發表光電融合半導體,震驚學術界。產業分析師表示,全球對節能議題重視,光電融合半導體能節省不少電力,大廠也多有布局。例如NTT已攜手英特爾(Intel)與SK海力士進行研發。

在此情況下,台積電勢必也要跨入。分析師認為,光電融合是未來30年的重要技術,「台積電不可能沒注意到,也許這塊已有交換條件,或啟動學術合作。」

台積挺進熊本復興日本半導體聚落 圖/數位時代製作
台積挺進熊本復興日本半導體聚落 圖/數位時代製作

產官學總動員!索尼、熊本縣府超有愛

確立目標後,日本執行速度驚人。知情人士指出,「美國政府的協助實在太少了。」

供應鏈透露,在申請必要許可執照時,原先要耗費8個月以上才能拿到的執照,在熊本肥厚銀行和縣府的協助下,流程超速運轉,只花1個月就拿到,讓業者相當吃驚。

此外,日本具半導體經驗者不少為70、80歲長者,對台廠來說要找到這些人如同大海撈針。幸好,熊本縣府出手相助,「沒有政府幫忙我們是很難進行下去的。」

金融機構也動起來。京極玲指出,已和中國信託洽談,台廠可透過中國信託,自SMBC日興證券獲得進入日本市場的協助,「大家都很關注出海的回報率。」中國信託子公司東京之星也已至熊本設立據點,未來台廠可在當地獲得銀行融資和招聘等財物事項的支持。

Jasm_TSMC_熊本_菊陽町_2024_02_24-17.jpeg 圖/蔡仁譯攝影
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救市占最後一舞,「溫水煮蛙已90°C」

目前看來,第1批出海的台廠都是以台積電為核心,然而與台廠有密切交流普華國際財務顧問公司執行董事周容羽分享,近期詢問赴日的台廠比率正在上升中,「就台積電出海來說,我會把它定位和日本是夥伴關係。」

過去台灣位居上游,日本則掌握出海口,但先進製程讓台灣在產業鏈中變得更有話語權,「現在看起來,我們和日本是非常互補的。」她認為,現在透過台積電的領頭羊效益,台商若能把機會進入日本市場,從台積電開始擴散至日廠供應鏈,會比單打獨鬥更有效益。

周容羽觀察,部分台廠也正考慮以併購方式進場,但日本政府所給予的都有條件,「這麼多補助,日本政府對供應鏈一定會有些要求,(台廠)也要去思考到底能投入多少。」

很多人最好奇的是,日本究竟能否重拾昔日光榮?對此,黑田相當樂觀,並用「溫水煮青蛙」形容日本政府過去對半導體市占率的流失的渾然不覺,「但現在水溫來到90°C,大家都跳起來了。」甘利明更表露決心,呼籲這是日本最後一次重返榮耀的機會。台積電能否與武士精神合一,續譜新章,全世界都在關注。

責任編輯:謝宗穎

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