Con la catena di approvvigionamento globale dei semiconduttori piena di incertezze, il Giappone ha lanciato una strategia di "rinascita dei semiconduttori" e ha posto la rivitalizzazione della sua industria dei semiconduttori all'ordine del giorno.

Negli ultimi anni, la tendenza a una forte differenziazione verticale ha iniziato a rimodellare l'industria globale dei semiconduttori. Le fluttuazioni della catena di approvvigionamento e la carenza di componenti principali causate dalla pandemia del 2020 hanno reso tutti i paesi consapevoli della gravità del problema, accelerando ulteriormente il rafforzamento del settore dei semiconduttori. La Commissione europea auspica di raddoppiare la quota europea della produzione globale di semiconduttori, portandola al 20% entro il 2030; anche gli Stati Uniti hanno organizzato diversi summit sul settore e prevedono di fornire una serie di misure di sostegno finanziario e politico per lo sviluppo dell'industria manifatturiera dei chip.

D'altro canto, anche il Giappone è pronto a promuovere la propria produzione di chip.

Essendo il più grande stabilimento di produzione di wafer al mondo, TSMC è naturalmente diventata il centro dell'attenzione di tutte le parti interessate. Nel febbraio di quest'anno, TSMC ha annunciato che avrebbe investito non più di 186 milioni di dollari per aprire una filiale in Giappone al fine di espandere la ricerca sui circuiti integrati 3D.

L'arrivo di TSMC darà senza dubbio nuovo slancio all'industria giapponese dei semiconduttori. Per questo motivo, il Giappone non lesina sui sussidi a TSMC. Al fine di incentivare la costruzione di stabilimenti in Giappone, il Ministero dell'Economia, del Commercio e dell'Industria giapponese ha annunciato un investimento di 37 miliardi di yen (circa 2.14 miliardi di yuan) a sostegno della creazione di un centro di ricerca e sviluppo in Giappone, con il governo giapponese che si farà carico di metà dei fondi. Con la conferma della politica di sovvenzioni giapponese, la costruzione del centro di ricerca e sviluppo di TSMC sui materiali per circuiti integrati 3D in Giappone subirà un'accelerazione. Si prevede che la linea di produzione di prova inizierà a essere rinnovata nella seconda metà di quest'anno e che le attività di ricerca e sviluppo saranno ufficialmente avviate entro il 2022.

Recentemente, Nikkei News ha riportato che, con lo sviluppo del piano, 20 fornitori giapponesi dell'industria dei semiconduttori, tra cui Asahi Kasei, IBIDEN, JSP, ecc., collaboreranno con TSMC, nella speranza di ricostruire la competitività dei semiconduttori giapponesi.

Il Giappone ritrova il suo antico splendore

Analizziamo innanzitutto queste 20 aziende e scopriamo chi sono questi "campioni nascosti" dell'industria giapponese dei semiconduttori.
 
   
Sulla base della figura precedente, possiamo constatare che le aziende menzionate godono di vantaggi nei settori dei substrati, dei fotoresist, dei materiali, delle apparecchiature e in altri ambiti. I dati del sito web cinese Nikkei mostrano che nel settore dei wafer di silicio come substrati per semiconduttori, due aziende giapponesi, Shin-Etsu Chemical e SUMCO, detengono oltre il 50% della quota di mercato globale; nel settore dei fotoresist, indispensabili per la produzione di circuiti integrati, le aziende giapponesi, tra cui JSR e Shin-Etsu Chemical, rappresentano il 90%. Le sole aziende giapponesi detengono oltre il 40% della pasta lucidante CMP utilizzata per la lucidatura superficiale dei semiconduttori, sviluppata da Showa Denko e altre aziende.  
    Quota di mercato delle aziende giapponesi nei settori dei wafer, dei fotoresist e di altri materiali.  
Per quanto riguarda il numero di brevetti validi per "circuiti multistrato" e "materiali di confezionamento", tecnologie rappresentative del processo di post-elaborazione, le statistiche della società di ricerca brevettuale Patent Result mostrano che tra le aziende giapponesi leader nella ricerca e sviluppo di tecnologie di post-elaborazione, insieme a TSMC e Intel, figurano Shin-Etsu Chemical, IBIDEN e Shinko Electric Industries.  
    Il numero di brevetti validi di aziende giapponesi nel campo della tecnologia dei materiali post-processo.  
In termini di apparecchiature, GlobalNet ha sottolineato che Tokyo Electronics da sola detiene quasi il 90% delle apparecchiature di rivestimento e sviluppo, risultando l'unico produttore di massa al mondo. Le aziende giapponesi rappresentano oltre il 60% delle apparecchiature di pulizia utilizzate per rimuovere i residui e lo sporco dai wafer. Per quanto riguarda le macchine per il taglio dei wafer destinate alle apparecchiature di post-elaborazione, DISCO detiene una quota del 70%.  
    quota di mercato delle apparecchiature di produzione  
Inoltre, molte aziende giapponesi vantano un vantaggio competitivo nella produzione di apparecchiature. Nel 2018, quasi la metà delle prime 15 aziende nel settore delle apparecchiature per la produzione di semiconduttori erano giapponesi.  
    Le 15 migliori apparecchiature per la produzione di semiconduttori nel 2018  
Il mercato e i dati confermano costantemente il vantaggio assoluto delle aziende giapponesi di semiconduttori in termini di materiali, apparecchiature e altri settori. Tuttavia, chiunque conosca la storia dell'industria giapponese dei semiconduttori sa che i vantaggi odierni potrebbero essere solo un microcosmo della gloriosa era di questo settore.  
Ripensando alla storia dei semiconduttori giapponesi, durante il loro periodo di massimo splendore, il Giappone deteneva circa il 50% del mercato globale. Alla fine degli anni '1980, tra i primi dieci produttori mondiali di circuiti integrati, gli Stati Uniti ne occupavano tre, il Giappone sei e la Corea del Sud uno. La quota di mercato giapponese aveva superato quella degli Stati Uniti. Successivamente, le tensioni commerciali tra Stati Uniti e Giappone si intensificarono gradualmente, e gli Stati Uniti avviarono ben 24 indagini ai sensi della Sezione 301 contro il Giappone. Di fronte a una serie di pressioni, il governo giapponese iniziò a fare marcia indietro, firmando una serie di trattati e frenando il declino dell'industria dei semiconduttori. In seguito, la crescita fu prolungata. Nel 2019, questa quota era scesa al 10%, e il declino del settore manifatturiero, un tempo il più redditizio, fu particolarmente marcato.  
    La quota di mercato a lungo termine del Giappone nel settore dei semiconduttori  
D'altro canto, al calo della quota di mercato si accompagna un declino delle capacità di ricerca e sviluppo: le capacità di ricerca del Giappone sono diminuite significativamente negli ultimi 25 anni. Dai dati pubblicati da SNV si evince che la quota relativa di contributi scientifici giapponesi nelle tre conferenze IEDM, ISSCC e VLSI è in costante calo, passando da quasi il 40% nel 1995 a meno del 10% nel 2020. In secondo luogo, per quanto riguarda la cooperazione scientifica, dal 2016 il numero di pubblicazioni congiunte tra l'UE e il Giappone è stato superato da quello della Cina.   
    Il partner di ricerca più importante dell'UE sono gli Stati Uniti, con la Cina che ha superato il Giappone diventando il secondo  
Considerata la complessa situazione del mercato e le strozzature tecniche che caratterizzano l'industria globale dei semiconduttori odierna, il rafforzamento della cooperazione internazionale nella ricerca potrebbe rappresentare la via inevitabile per superare le future sfide tecnologiche. In un momento in cui la cooperazione nella ricerca riveste un ruolo sempre più importante, il Giappone sembra in qualche modo incapace di attuarla.  
A fronte delle fluttuazioni del mercato estero e delle misure politiche adottate da diversi Paesi, il Giappone sembra aver ritrovato la determinazione a rilanciare l'industria dei semiconduttori, ponendo la rivitalizzazione del settore nazionale all'ordine del giorno nel tentativo di riconquistare il suo antico splendore. Il Giappone, forte del suo vantaggio in termini di materiali e attrezzature, ha concentrato la sua attenzione sulla produzione di chip, un "campo di battaglia imprescindibile per gli strateghi militari".  
Va sottolineato che il progetto di cooperazione tra TSMC e i produttori giapponesi di semiconduttori non riguarda la produzione di chip, bensì l'attuale tecnologia avanzata di packaging 3D per circuiti integrati. TSMC è all'avanguardia nei processi di produzione avanzati, ma non sembra aver ancora consolidato un vantaggio sufficiente nella tecnologia di impilamento 3D. Dopo aver creato una base di ricerca e sviluppo per i circuiti integrati 3D in Giappone, TSMC sfrutterà anche i vantaggi del Giappone in termini di materiali e attrezzature per dedicarsi ulteriormente alla ricerca e allo sviluppo della tecnologia di packaging 3D. Il Giappone spera inoltre che questa cooperazione con TSMC possa aiutare i suoi produttori nazionali di semiconduttori a mantenere una forte competitività.  
Hideki Wakabayashi, professore all'Università di Scienze di Tokyo, ha affermato: "Il valore aggiunto dei processi di back-end dell'attuale industria manifatturiera dei semiconduttori è in costante aumento. Se il Giappone assumesse una posizione di leadership in questo ambito, sarebbe in grado di riconquistare il proprio vantaggio competitivo nel settore dei semiconduttori."
 

A questo proposito, anche Tadahiro Kuroda, esperto di tecnologie di integrazione 3D e professore all'Università di Tokyo, ritiene che se le aziende giapponesi di semiconduttori riusciranno a raggiungere un elevato livello di complessità nella tecnologia di back-end, questo potrà essere esteso anche al processo di front-end di lavorazione dei wafer. Di conseguenza, le capacità produttive di semiconduttori miglioreranno complessivamente.

L'abaco di TSMC   

Naturalmente, l'intensificarsi della cooperazione tra le due parti porterà benefici non solo all'industria giapponese dei semiconduttori, ma anche a TSMC. In futuro, TSMC sfrutterà i vantaggi del Giappone in termini di materiali e attrezzature e si svilupperà ulteriormente attraverso la collaborazione con aziende giapponesi per promuovere l'innovazione tecnologica.  
Zhihu, autore di "Overseas Channel", ha analizzato la situazione attuale di TSMC, affermando che, quando il sistema di divisione orizzontale del lavoro e le logiche di mercato funzionano normalmente, TSMC gode di un solido vantaggio competitivo e non si preoccupa eccessivamente della concorrenza. Tuttavia, con l'intervento di forze politiche di ogni schieramento, il sistema esistente è cambiato. I principali Paesi hanno iniziato a dare priorità al controllo indipendente dei processi di produzione dei semiconduttori, considerandolo più importante della riduzione dei costi. Vi è quindi un'incertezza senza precedenti sulla capacità di TSMC di mantenere il proprio vantaggio competitivo.  
TSMC si trova infatti al centro della competizione tra le grandi potenze e ha bisogno di ottimizzare ulteriormente la propria catena di approvvigionamento in un contesto sempre più competitivo. Questo è probabilmente il caso della decisione di TSMC di costruire uno stabilimento in Giappone. Se il progetto verrà confermato, si tratterà del primo impianto di produzione di chip di TSMC in Giappone. Nel 2020, il 4.7% del fatturato di TSMC proveniva da aziende giapponesi. Questa mossa implica anche un profondo cambiamento nella strategia di mercato di TSMC.  
    Fonte: Zhihu  
Quali sono dunque i fattori che spingono TSMC a costruire uno stabilimento in Giappone? Riassumendo:
  (1) I materiali semiconduttori del Giappone sono sviluppati  
Sebbene l'industria giapponese dei semiconduttori non sia più florida come un tempo, occupa ancora una posizione dominante nel settore dei materiali semiconduttori. Come accennato in precedenza, soprattutto nel campo dei fotoresist, la maggior parte del mercato globale è occupata da aziende giapponesi come JSR e Tokyo Onka.  
    Panorama del mercato globale dei fotoresist ArF nel 2019  
Il Giappone può partire dalle fasi più elevate della catena industriale e stringere saldamente il collo dell'industria globale dei semiconduttori. Le precedenti controversie tra Giappone e Corea del Sud in merito ai materiali per semiconduttori servono da lezione per il futuro. Dopo la costruzione di uno stabilimento TSMC in Giappone, l'approvvigionamento di materiali per semiconduttori sarà notevolmente garantito. Allo stesso tempo, con l'attuale scarsità di chip e di materiali per semiconduttori, una cooperazione tra TSMC e il Giappone non solo può espandere il business, ma anche fornire una maggiore capacità produttiva alle aziende giapponesi, colmare i vuoti di capacità produttiva di chip in Giappone e stabilire un rapporto di collaborazione più stabile con i principali fornitori di materiali del Giappone.  
  (2) Fornire maggiore capacità produttiva alle aziende giapponesi e ridurre i rischi di mercato  
Oggi, la tecnologia più avanzata di TSMC ha solo pochi clienti negli Stati Uniti, il che aumenta i rischi di mercato per l'azienda. Nel 2020, il 62% del fatturato di TSMC proveniva da clienti nordamericani. Dopo la costruzione di uno stabilimento in Giappone, TSMC sarà in grado di ottenere più ordini giapponesi, promuovere la diversificazione della clientela e ridurre la dipendenza dai clienti americani.  
  (3) La posizione di TSMC è minacciata  
Sotto l'influenza di fattori geopolitici, molti paesi come l'Europa, gli Stati Uniti, il Giappone e la Corea del Sud stanno valutando la possibilità di ottenere un controllo indipendente sui semiconduttori e di sviluppare industrie di produzione di chip, il che avrà inevitabilmente un impatto sulla posizione di TSMC. In questo contesto, TSMC ha scelto di costruire stabilimenti negli Stati Uniti, in Giappone e in altri paesi esteri, al fine di mantenere il proprio ruolo e posizionamento come "fonderia di wafer" e cercare di stabilizzare la struttura del mercato senza subire sconvolgimenti.

scrivi alla fine   

Come ben sappiamo, in passato lo sviluppo dei semiconduttori si è concentrato principalmente sul miglioramento dei processi produttivi per competere sul fronte del "raffinamento" e del potenziamento delle capacità di elaborazione. Tuttavia, con l'efficacia della Legge di Moore, il progresso nello sviluppo di processi produttivi avanzati ha subito ripetuti rallentamenti. Pertanto, la tecnologia del "packaging 3D", che condensa le funzioni e migliora le prestazioni impilando i semiconduttori, offre l'opportunità di superare la Legge di Moore e sta gradualmente diventando uno dei principali campi di battaglia per diverse aziende.  
TSMC e i "campioni nascosti" dei semiconduttori giapponesi si sono uniti per pianificare i loro nuovi capitoli in un contesto di complesse tendenze tecnologiche e di mercato.

Disclaimer: Questo articolo è riprodotto da "Semiconductor Industry Observation". Questo articolo rappresenta esclusivamente le opinioni personali dell'autore e non quelle di Sacco Micro o del settore. La sua ristampa e condivisione sono consentite solo a supporto della tutela dei diritti di proprietà intellettuale. Si prega di indicare la fonte originale e l'autore in caso di ristampa. In caso di violazione del copyright, si prega di contattarci per richiederne la rimozione.

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