中山淳史：估計今年秋季以後，半導體相關新聞仍將不斷出現。日本和美國在前些日子的外交和經濟部長參加的日美「經濟版2+2」會談中，針對聯合研發任何企業都未量産的電路線寬「2奈米（奈米為10億分之1米）」的最尖端半導體達成協定。外界關注的是哪家民營企業會參與研發。

      

  

      根據發佈的消息，美國國立研究機構和日本的大學計劃在日本國內成立聯盟，但除此以外浮出水面的是在半導體微細化研究方面走在世界最前列的IBM和英特爾的參與。

 

      兩家企業或其中一家有可能提供技術平臺，與日本的製造設備和原材料廠商合作開發在日本用於數據中心和自動駕駛等的高性能晶片的量産技術。汽車和通信企業也被認為將參與其中。

 

      有報導稱，日本經濟産業相萩生田光一在黃金週期間考察了位於美國紐約州的IBM的研究所，日本方面感興趣的是該公司主導的聯盟擁有的「FinFET」和「全環繞柵極  (gate-all-around、簡稱GAA)」等技術。尤其是後者，這是決定半導體處理能力（電晶體的整合數）在1年半～2年裏倍增這一「摩爾定律」今後能否繼續維持的重要技術。南韓的三星電子最近利用這項技術，在「3奈米晶片」（2奈米的上1代）的量産化方面取得了進展。

 

      日美由敵對邁向加強合作

 

      日本的半導體産業曾經位居世界第一，但微細化的水準目前停留在40奈米左右。時鐘的指針停在了3奈米的6～7代之前，按時間來説則是10多年之前。

  

手拿半導體晶片、呼籲加強半導體等供應鏈的美國總統拜登（2021年2月，華盛頓，UPI-KYODO）

 

      背後原因是在1980年代以後的日美貿易摩擦中，美國迫使日本接受了不利的競爭條件。與此同時，日元升值導致日本電子産品失去競爭力，這也産生巨大影響。那麼為何如今「日美聯手推進最尖端技術開發」呢？這是因為時代的需求已發生巨大改變。

 

      提到採用最尖端産品的硬體，目前是智慧手機和數據中心。不過到10～15年以後，隨著自動駕駛汽車和遠端醫療等普及，數據中心和基地台都將比目前需要具備更高的性能。這些領域使用的半導體晶片此前由台灣和南韓負責量産。但台灣和南韓與中國大陸在地理位置上較為接近，經濟聯繫密切。美國對此充滿警惕感，於是開始考慮將重心轉向與此前敵對的日本加強合作。

 

      日本的政府和高科技産業認為要挽回劣勢，此次的日美合作是最後的機會。如果繼續在尖端産品開發方面掉隊，目前處於最前沿的日本的製造設備和原材料廠商也將在中長期失去競爭力，在包括汽車和基礎設施在內的數位産業發展方面，也難以打開局面。

 

      日本將從美國接受英才教育

  

      日本為了吸引台積電（TSMC）進駐熊本縣，或許也曾討論「美國和台灣誰是首選」。但是，台積電相對於IBM與英特爾，合作的意義有所不同。台積電攜手索尼集團等建設的是採用5代之前技術（22～28奈米）的工廠。

 

      但是，日本吸引台積電進駐的意義重大。按支撐摩爾定律的微細化技術來説，日本只能製造傳統的「Planar FET」這一電晶體陣列結構最為簡單的晶片。另一方面，台積電在日本使用的28奈米以後的技術則是本文開頭提及的名為FinFET的另一種技術。

 

      如果按人類的成長階段來説，Planar FET相當於初中生，而FinFET則是高中生。3奈米或2奈米以後將轉向開頭提及的名為全環繞柵極技術的另一種結構，但難度進一步提高，與FinFET也存在類似於高中和大學的差距。

 

      仍未完成高中課程的日本要掌握全環繞柵極技術，按常理來説也許存在困難。因此首先有必要向「高中生的王者」台積電請教，與此同時，將從屬於「大學生家庭教師」的美國接受迎接跳級的英才教育。

 

      將影響數位産業的增長力

 

      與展開補貼規模競賽的美歐中等的半導體政策保持距離，此次的日美合作有可能在2個意義上成為重要的轉捩點，這一點不容忽視。

 

      其一是改善日本在數位服務領域的國際收支。日本在雲服務領域嚴重依賴美國亞馬遜等，如果這個領域的逆差照這樣持續下去的話，被認為很有可能從2021年的1.4萬億日元增至2030年的10萬億日元以上。這是與能源進口領域的國家財富外流類似的局面。日本想要改善收支，或許需要追溯至尖端半導體，考慮在日本國內構建適應自動駕駛時代等的數位基礎設施。

 

      另一個是産業本身的重塑。以前筆者也曾在文章中指出「亞馬遜在過去20多年裏以年率28％的複利擴大營業收入，增長軌道呈現指數函數曲線」。包括該公司在內，美國大型IT企業「GAFA」的增長軌跡歸根結底是在經營戰略的方方面面受益於摩爾定律帶來的電腦的指數級性能提高的結果。

 

      如果要在自動駕駛、新一代通信標準「6G」和元宇宙(Metaverse)領域贏得競爭，日本也需要重新推進半導體開發，發展尖端技術。能否重回摩爾定律的最前沿，應該會明顯影響今後30年的日本的增長潛力。

 

      本文作者為日本經濟新聞（中文版：日經中文網）評論員 中山淳史

  

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