從台積電到Rapidus:半導體產業的國際合作與技術前沿

美國商務部長雷蒙德(Gina Raimondo)宣佈將要提供台積電66億美元的補助,用於在亞利桑那州鳳凰城興建第三座半導體晶圓廠。雷蒙德說:「世界上最尖端的晶片沒有在美國生產的話,將會是重大的國家安全問題。」這些晶片也將會是人工智能(AI)的主要元件,它將要支撐經濟的技術的必要的組成。美國商務部表示,隨著台積電等項目的實施,到2030年,美國在全球尖端晶片生產中的佔比有望達到約20%,商務部表示這個項目會是美國歷史上最大的外國直接投資新項目。對台積電來說,亞利桑那州的項目打破了以台灣為中心的布局。中國攻台的威脅上升,加之晶片製造成為地緣政治的優先事項,這些因素促使台積電在地理上必須更加分散。除了美國之外,日本也投入了龐大的預算,希望重新打造出過去半導體王國的榮光,除了迎來台積電在熊本興建半導體一廠、二廠以及未來可能出現的三廠之外,日本政府也投入了超過1兆日圓的預算,扶持設在北海道的半導體國家隊 Rapidus。日本經濟產業大臣齋藤健於4月2日宣布,政府及經濟產業省將在2024年度內對致力於最先端半導體受託生產的Rapidus(ラピダス)提供最多5900億日元的額外支援。加上現有的3300億日元支援,政府對該公司的直接支援規模將接近1兆日元。豐厚的支援背後,同樣是基於經濟安全保障視角下,確立半導體供應鏈的迫切需要,以及Rapidus計劃於2027年左右量產2奈米半導體,這項技術將會是掌握日本整個產業競爭力關鍵技術。
Rapidus 5兆日元資金挑戰 日美政府策略支持半導體產業安全

不過,日本政府的支援並不會就此停住,畢竟Rapidus本身也承認,一直到量產開始前,還需要約5兆日元的資金。從客觀角度來看,Rapidus除了政府的增加支援外,還需要通過從民間金融機構的借貸、以及上市進行公開募資和出售股份等各種資金籌集方式,否則在量產開始前,經營可能會陷入困境。就像美國商務部長雷蒙德說的世界上最尖端的晶片必須在美國生產,否則將會是國家安全的問題。然後現在世界半導體業界的前三強中只有一家是美國的公司Intel,而且遠遠落後在排名第一的台灣TSMC和第二的韓國三星電子,美國政府對此感到危機。因此,美國政府也希望日本政府及經濟產業省,應該考慮培育一家轉型為專注於設計等無晶圓廠業務的IBM為獨家合作夥伴的晶圓代工廠。
Rapidus的資金籌集之路以及未來的目標客戶

Rapidus在這個背景下,於2022年8月成立,其資本金在2022年11月時為73億4600萬日元,股東包括豐田汽車、NTT等8家公司參與,以及私人股東的投資。不過,如果Rapidus想要實現2奈米先進半導體的量產,他們內部估算,還需要5兆日元的資金才能夠實現,目前的資本金遠遠不足。為了籌集這筆巨額資金,除了日本政府的進一步支援和從金融機構的借款外,透過早期上市進行的大型資金籌集變得至關重要。不過新興企業要上市,最需要的是向市場展示其成長潛力的清晰規劃。對於Rapidus這樣的公司來說,最重要的是從實際擁有產品的無晶圓廠公司獲得具體的訂單。目前有可能成為Rapidus的客戶的包括在生成AI開發競爭中的谷歌、微軟等美國大型IT公司GAFAM、急於實現全自動駕駛的豐田和特斯拉等汽車製造商,以及可能需要這種半導體的醫療設備製造商。如果Rapidus可以實際從這些IT巨頭、汽車製造商和醫療設備製造商那裡獲得2奈米半導體的製造訂單。而這也是 Rapidus 最近一直在釐清它們與台積電代工的泛用半導體之間的不同,Rapidus 會更聚焦在特定的產業中。
日本半導體供應鏈的本土化戰略與全球競爭

除了半導體代工廠 Rapidus 的訂單需求之外,日本的半導體原料供應鏈,也開始重新回到日本佈局。信越化學工業將在群馬縣建設新的半導體材料工廠,這是自1966年以來,日本國內首次設立製造基地,三井化學也將在山口縣的基地增強生產體系。由於半導體製造裝置和材料中,有許多產品是由日本企業擁有高市占率,隨著各國將半導體產業視為戰略物資而積極推動產業集積,日本也開始將包括材料在內的半導體供應鏈重新拉回日本。信越化學的新工廠預計於2026年完工,將生產用於半導體晶片上繪製電路的光刻過程材料,如光阻劑和版材料等。目前,信越化學只在新潟縣和台灣生產光阻劑,並於2021年和2022年進行了擴產。新基地將作為半導體材料的戰略基地,不僅負責出口到韓國、美國等地,未來還將從事研究開發工作。另外一家三井化學將擴大位於山口縣工廠的生產能力,該工廠生產的是一種光罩材料「ペリクル」,用於保護半導體回路的原版。該公司計劃投資50億至90億日元,在2025至2026年間開始量產性能更高的產品。強化半導體供應鏈已經成了是各國的共同目標。韓國計劃到2030年擴大外國企業的引進,推進建設大規模的工業園區來吸引半導體產業企業。台灣於2020年設立自主生產材料的目標,並確保了56億新台幣的預算,隨著人工智能的快速發展,半導體將成為21世紀最重要的資源戰爭。
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福澤喬 每天兩分鐘 帶你從縱深潛入 認識日本這個鄰居
當了十幾年的記者,希望做的事情就是用文字、影像去傳達心中的一些想法。
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