失落30年重振之路 半導體設備成最大優勢
30年前日本半導體產業擁有材料、設備的優勢,發展快速,不過從1986年後,卻漸漸式微,被我們台灣和韓國超越,不過,近幾年四本政府也意識到,沒有半導體就難以拓展汽車工業的發展,開始大力挹注資金要重振半導體,尤其在半導體設備輕重的地位,其中日商的塗布顯影,更掌握將近100%的市占率,成為日本振興半導體的重要立基點。
從市區一路往北走,抵達黑川郡大和町,這裡正是日本半導體蝕刻技術大本營。
尤其是這台看似不起眼的白色機台,可是半導體晶片製程的主要命脈。
資深記者劉俐均:「TEL集團在日本有多個據點,像是九州熊本就是塗布顯影,另外在宮城縣這邊,就是以蝕刻設備為最主要的設備機台。」
日商東京威力科創,擁有沉積、塗佈顯影、蝕刻、清洗四大連續製程設備,也是晶圓片進入EUV曝光前的重要步驟,其中最核心、最新的蝕刻機台都集中在宮城縣,台灣工程師也得搶名額,到宮城廠見習。
日商半導體設備廠台籍工程師Andy:「日本的研發中心不只是日本自己,也有跟美國的研究中心,還有歐洲的研究中心做一些連結,很多新的技術跟新的設備,都是在工廠這邊開展,一個設備的研發會經過怎樣的流程,這個部分也是在日本工廠的研究中心這邊才可以看得到的。」
全球半導體設備商,包含艾司摩爾、美商應材以及科林研發,東京威力科創位居第四,在和EUV高度相關的塗布顯影部分,更掌握將近100%的市占率。
資深記者劉俐均:「有矽路之稱的日本東北地區,隨著日本半導體的發展,已經有越來越多的半導體廠選在這裡設廠,像是TEL在大和町這邊,已經有第一跟第二的研發中心,現在第三棟研發中心正在興建,預計明年就會落成,另外還有台灣的力積電也與JSMC合作,首座的晶圓廠就落腳宮城。」
日商半導體設備廠宮城總裁神原弘光:「我認為在宮城具有潛在的地理優勢。我們以這個據點,作為世界第一大半導體製造設備工廠為目標。」
日本半導體設備出口以半導體生產設備為大宗,占總出口大約6成,零組件占大約2成。除了最大半導體設備商東京威力科創,還有愛德萬測試、迪恩士半導體和日立先端科技。而日系的塗布顯影設備,在全球市占率超過8成。
日商半導體設備廠宮城總裁神原弘光:「TEL集團從市場成長與市占率講度來看,我們對於蝕刻設備的發展有很多投入,那更考慮整體的永續成長,我們將資源份配到未來5到10年,甚至更長遠的研究開發。因此我們TE集團會對於,有助於未來成長的研究開發、相關的生產設備去做投資。」
日本半導體在1970年代打造出完整的產業鏈,尤其製造、材料、設備都是佼佼者,但從1986年來,開始式微,被台灣和韓國超越,目前全球市占率不到10%。
日東北大學電氣通信研究所教授深見俊輔:「30年前在日本,他們說日本的半導體技術非常強大,但隨著時間推移,這方面逐漸減弱,而台灣或韓國的半導體產業逐漸崛起。日本人意識到沒有半導體產業,像汽車等許多行業就無法順利發展。因此日本政府正在嘗試重振國內的半導體產業。」
日本政府近3年來,在半導體產業補助金額高達3.9兆日圓,預計到2030年,政府跟企業在先進半導體、相關供應鏈上,投入超過5兆圓,更積極吸引外商投資,從台廠台積電、聯電、力積電先後到日本設廠,就能看出端倪。
由台積電和索尼半導體製造,合資設立子公司「JASM」,在台積電進駐熊本後,過去被日本喻為「矽島」的北九州漸漸復甦,「矽路」東北重鎮仙台和宮城,也積極布局。
將晶片放入機器,做掃描檢測,半導體製程中,包含蝕刻、製造設備研究都是東北大學的強項,尤其配備製程使用的300毫米矽晶圓生產線。
日東北大學電氣通信研究所教授深見俊輔:「這系統也被用於沉積絕緣層,並通過化學反應進行絕緣層的蝕刻」
重振半導體,日本除了擁有材料、設備的基本優勢,人才將是一大考驗。
資深記者劉俐均:「這裡是日本東北大學的無塵室,可以看到這邊有非常完整的半導體製程的設備,這邊已經是日本大學之中,規模非常大的無塵室,而這裡更是提供東北地區半導體產業的重要人才庫。」
位在仙台市區的東北大學,一共有150位半導體課程教授,從2005年與台灣陽明交大合作,更在2023年成立校級聯合研究中心,不僅供應東北地區的半導體廠,也因應台積電熊本設廠後,大量的半導體人才需求。
日東北大學學生YumaSato:「接下來我要去台積電實習,可以學習技術非常興奮。」
日東北大學電氣通信研究所教授深見俊輔:「東北大學的研究人員與其他產業合作,我們可以創造新技術。位於仙台的工廠研究所,應該是一個非常好的主意,有助於促進和提升半導體產業的未來發展」
人才培育成為半導體發展的重要後盾,以北九州、東北地區和北海道的先進製程中心,作為日本半導體復興計畫的三大重鎮,目標2030年將日本晶片全球市占率提升到20%。
過去30年來,日本在半導體競賽中趨於下風,但近幾年政府大力支援、再加上設備和材料優勢,讓日本半導體復興之路,邁出一大步。
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