在中美對立越來越激烈的背景下，半導體産業在經濟和軍事兩方面都成為戰略物資，保持半導體産業的競爭力已成為主要國家的課題。日本在半導體領域的份額僅佔約9％，低於南韓等企業，但在相關設備和材料領域，有很多産品佔有全球最高份額。為了保持這些戰略商品的競爭優勢，日本如今的課題是在國內保持和擴大半導體的生産。

 

東京電子在日本國內的工廠

   

      5月21日，日本自民黨成立了半導體戰略推進議員聯盟。「半導體可能成為所有産業的關鍵點，不能光從産業的角度來看待，還要從經濟安全保障的角度來看待」，擔任議員聯盟最高顧問的日本前首相安倍晉三這樣呼籲在座的議員。

 

      日本企業在製造方面落後於台積電（TSMC）等，設計也趕不上美國高通等。當前，半導體作為支撐數位産業的基礎零部件備受關注，現在日本政界也在討論振興半導體産業。其中一個關鍵領域是材料。

 

      在作為半導體基板的矽晶圓領域，信越化學工業和SUMCO兩家日本企業佔有全球5成以上的份額。SUMCO會長橋本真幸表示：「晶圓是半導體中極其重要的材料。日本廠商技術領先，是日本的重要産業之一」。

 

      在列印電路方面不可或缺的光刻膠（感光劑）領域，日本企業所佔的份額也達到9成。JSR及信越化學等企業佔有優勢。昭和電工等正在生産半導體表面研磨用的CMP漿料（研磨液），僅日本企業所佔的份額就超過4成。

 

  

      隨著半導體需求擴大，日本企業也紛紛進行投資。信越化學2022年之前將在日本和台灣新建光刻膠工廠。投資額為300億日元左右，台灣工廠的産能佔5成，日本佔2成。SUMCO的橋本真幸也表示「已到了討論從零開始打造工廠和銷路的‘綠地投資（Greenfield Investment）’時代」，開始討論建設新工廠。

 

      日本在半導體的製造設備方面也很有競爭力。半導體的製造工序跟拍攝軟片照片、成像的工序相似。智慧手機和伺服器使用的最尖端半導體要求精度達到奈米單位。蝕刻和顯影工序等越來越重要。

 

      日本調查公司GlobalNet的調查顯示，僅東京電子在塗佈顯影設備上的份額就佔到近9成。在清除晶圓垃圾及污物的清洗設備上，日本企業的份額超過6成。後製程設備的劃片機方面，迪思科（DISCO）擁有7成份額。

 

      東京電子在EUV（極紫外）相關工序使用的塗佈顯影設備領域，是世界唯一的量産企業。每年設備的總供貨量達到4000台，在利用數據幫助改善客戶工廠開工率方面也在推進差異化。

 

      日本SCREEN控股在清洗設備領域佔有45.8％的全球份額。在多達幾百個半導體的製造工序中，總會産生微細的垃圾和污物，如果將晶圓比作棒球場，那麼垃圾和污物就有一個杉樹花粉那麼大。該企業利用專用藥液和純水準確去除這些垃圾和污物，相關技術全球領先。

 

      東京電子為了支援最尖端的製造技術等，3年內將持續投入研發（R&D）資金4000億日元以上。東京電子社長河合利樹認為，現在的盛況「只不過是（半導體市場多年持續增長的）Big Years的入口」，將積極推進投資，以擴大份額。

 

  

      技術趨勢的變化也給日本企業帶來了挽回的機會。最近備受關注的是之前附加值低的半導體後製程。後製程主要是指切片、佈線、封裝和測試等。

 

      過去，各半導體企業在前製程中競爭的是更加細微的電路。但也有觀點認為，按照1.5～2年整合度倍增的「摩爾定律」，半導體性能呈函數進化了50多年，目前已接近技術極限。

 

      即使微細化停滯，只要能將多個晶片高效裝入1個封裝，就可以繼續提高半導體的性能。東京大學教授黑田忠廣指出，「這是在設備和材料領域佔優的日本能夠活躍的領域」。台積電將於2021年內在茨城縣筑波市建設後製程材料研發基地，將與多家日資企業探索合作。

 

      日本經濟新聞在專利調查公司Patent Result的協助下，調查了後製程的代表性材料技術「多層電路」、「封裝材料」的有效專利數量（美國，截至2月底）。與推進後製程技術研發的台積電和英特爾一起排在前列的日本企業有信越化學、揖斐電（IBIDEN）及新光電氣工業等。

  

   

      實際上，從2020年秋季開始，世界半導體需求快速恢復，個人電腦及遊戲機等使用的尖端半導體的後製程材料明顯短缺。某國外半導體廠商的高管説：「由於日本廠商的基板短缺，有些産品無法量産」。在旺盛的需求下，揖斐電（IBIDEN）決定投資1800億日元，增産伺服器等使用的高性能半導體封裝基板，還將在岐阜縣大垣市的生産基地改建部分廠房，2023年度開始量産。

 

      設備和材料作為不依靠微細化的技術革新推動力量，其影響力越來越大。能否産生新的機會，值得期待。

 

      日本的東北大學教授遠藤哲郎説：「我們想與國內企業合作，但沒有找到合作對象」。他開發出了利用磁性將半導體耗電量降至原來百分之一的新技術。想在實用化方面尋找合作夥伴，但沒有能量産的日本國內企業，最後與海外企業進行了合作。在設備等領域也將與國內企業合作，但很遺憾日本國內沒有企業能製造。

 

      在最鼎盛的1988年，日本半導體廠商的全球銷售份額超過50％。1992年，排在前十的企業中，日本就有NEC及東芝等6家，後來長期低迷不振，現在份額僅佔9％。排名前十的企業也只剩鎧俠(Kioxia)一家 ，日本在曾經最佔優勢的製造業的地位下降尤其嚴重。

 

  

      如果美國推動半導體製造回歸國內，日本具有優勢的設備和材料開發基地轉移到美國，恐怕會帶來産業空心化。在日本經濟産業省3月召開的半導體戰略研討會議上，也有人産生了這樣的擔憂。

 

      實際上，在日本國內沒有尖端半導體生産基地的背景下，設備和材料廠商正與國外企業加深合作。某材料廠商的高管表示：「正在關注海外廠商的開發項目」。

 

      儘管如此，如果設備和材料也不繼續在日本國內開發和製造，就培養不出人才，有可能引起中長期的競爭力下降。越來越依賴國外還會帶來安全保障上的風險。包括半導體的製造方式在內，日本要重新思考發展藍圖。

 

      日本經濟新聞（中文版：日經中文網）龍元秀明、佐藤雅哉

   

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