W obliczu niepewności panującej w globalnym łańcuchu dostaw półprzewodników Japonia wdrożyła strategię „renesansu półprzewodników” i uznała za priorytet ożywienie przemysłu półprzewodnikowego.

W ostatnich latach trend dużego zróżnicowania pionowego zaczął zmieniać globalny przemysł półprzewodników. Wahania w łańcuchach dostaw i niedobory rdzeni spowodowane epidemią w 2020 roku uświadomiły wszystkim krajom powagę problemu, co dodatkowo przyspieszyło rozwój przemysłu półprzewodników. Komisja Europejska ma nadzieję podwoić udział Europy w globalnej produkcji półprzewodników do 20% do 2030 roku; Stany Zjednoczone zorganizowały również kilka szczytów poświęconych układom scalonym i planują zapewnić szereg środków finansowych i politycznych na rzecz rozwoju przemysłu produkcji układów scalonych.

Z drugiej strony Japonia również jest gotowa promować własną produkcję układów scalonych.

Jako największy na świecie zakład produkujący wafle krzemowe, TSMC naturalnie znalazł się w centrum uwagi wszystkich stron. W lutym tego roku TSMC ogłosiło, że zainwestuje nie więcej niż 186 milionów dolarów w otwarcie spółki zależnej w Japonii, aby rozwijać badania nad układami scalonymi 3D.

Pojawienie się TSMC niewątpliwie podniesie morale japońskiego przemysłu półprzewodników. Dlatego Japonia nie szczędzi dotacji dla TSMC. Aby zachęcić TSMC do budowy fabryk w Japonii, japońskie Ministerstwo Gospodarki, Handlu i Przemysłu ogłosiło, że zainwestuje 37 miliardów jenów (około 2.14 miliarda juanów) we wsparcie TSMC w utworzeniu centrum badawczo-rozwojowego w Japonii, a rząd japoński pokryje połowę tej kwoty. Dzięki potwierdzeniu japońskiej polityki subsydiowania, budowa centrum badawczo-rozwojowego TSMC w zakresie materiałów 3D IC w Japonii zostanie przyspieszona. Oczekuje się, że modernizacja testowej linii produkcyjnej rozpocznie się w drugiej połowie tego roku, a prace badawczo-rozwojowe zostaną oficjalnie rozpoczęte do 2022 roku.

Nikkei News poinformował niedawno, że w wyniku realizacji planu 20 dostawców japońskiego przemysłu półprzewodników, w tym Asahi Kasei, IBIDEN, JSP i inne, nawiąże współpracę z TSMC, mając nadzieję na odbudowę konkurencyjności japońskiego sektora półprzewodników.

Japonia odzyskuje dawną chwałę

Przyjrzyjmy się najpierw tym 20 firmom i poznajmy bliżej tych „ukrytych liderów” w japońskim przemyśle półprzewodników.
 
   
Na podstawie powyższego wykresu widać, że wymienione firmy mają przewagę w dziedzinie podłoży, fotorezystów, materiałów, sprzętu i innych. Dane chińskiej strony internetowej Nikkei pokazują, że w dziedzinie płytek krzemowych jako podłoży półprzewodnikowych, dwie japońskie firmy, Shin-Etsu Chemical i SUMCO, mają ponad 50% globalnego udziału; w segmencie fotorezystów, niezbędnych do produkcji układów scalonych, japońskie firmy, w tym JSR i Shin-Etsu Chemical, odpowiadają za 90%. Same japońskie firmy odpowiadają za ponad 40% produkcji zawiesiny polerskiej CMP, wykorzystywanej do polerowania powierzchni półprzewodników, opracowanej przez Showa Denko i inne firmy.  
    Udziały rynkowe japońskich firm w branży płytek półprzewodnikowych, fotorezystów i innych materiałów  
Jeśli chodzi o liczbę ważnych patentów na „układy wielowarstwowe” i „materiały opakowaniowe”, reprezentatywne technologie materiałowe procesu postprodukcji, statystyki firmy badawczej Patent Result pokazują, że do grona japońskich firm, które zajmują się badaniami i rozwojem technologii postprodukcji, należą Shin-Etsu Chemical, IBIDEN i Shinko Electric Industries.  
    Liczba ważnych patentów japońskich firm w dziedzinie technologii materiałów postprocesowych  
Jeśli chodzi o sprzęt, GlobalNet wskazał, że Tokyo Electronics odpowiada za prawie 90% sprzętu do powlekania i wywoływania, co czyni go jedynym producentem masowym na świecie. Firmy japońskie odpowiadają za ponad 60% sprzętu czyszczącego używanego do usuwania odpadów i zanieczyszczeń z płytek półprzewodnikowych. Jeśli chodzi o maszyny do cięcia na kostki do urządzeń do postprocessingu, DISCO ma 70% udział.  
    Udział w rynku urządzeń produkcyjnych  
Ponadto istnieje wiele japońskich firm, które mają przewagę w produkcji sprzętu. W 2018 roku prawie połowa z 15 największych firm w branży sprzętu do produkcji półprzewodników stanowiły firmy japońskie.  
    15 najlepszych urządzeń do produkcji półprzewodników w 2018 r.  
Rynek i dane stale potwierdzają absolutną przewagę japońskich firm produkujących półprzewodniki w zakresie materiałów, sprzętu i innych dziedzin. Jednak każdy, kto zna historię japońskiego przemysłu półprzewodnikowego, wie, że dzisiejsze atuty mogą być jedynie mikrokosmosem chlubnej ery japońskiego przemysłu półprzewodnikowego.  
Patrząc wstecz na historię japońskich półprzewodników, w okresie ich największej świetności, stanowiły one około 50% światowego przemysłu półprzewodnikowego. Pod koniec lat 1980. XX wieku, wśród dziesięciu największych producentów układów scalonych na świecie, Stany Zjednoczone stanowiły trzech, Japonia sześciu, a Korea Południowa jednego. Udział Japonii w rynku przewyższył udział Stanów Zjednoczonych. W rezultacie napięcia handlowe między Stanami Zjednoczonymi a Japonią stopniowo się zaostrzyły, a Stany Zjednoczone 24 razy wszczęły przeciwko Japonii „śledztwo 301”. W obliczu szeregu nacisków japoński rząd zaczął się wycofywać, podpisując kolejne traktaty i naciskając przycisk upadku japońskiego przemysłu półprzewodnikowego. Później przez długi czas był on w stagnacji. Do 2019 roku ten udział spadł do 10%, a spadek w przemyśle wytwórczym, który niegdyś był najbardziej korzystny, stał się szczególnie dotkliwy.  
    Długoterminowy udział Japonii w sektorze półprzewodników  
Z drugiej strony, wraz ze spadkiem udziału w rynku, maleje potencjał badawczo-rozwojowy: japoński potencjał badawczy znacząco zmalał w ciągu ostatnich 25 lat. Z danych ujawnionych przez SNV wynika, że ​​względny udział Japonii w publikacjach na trzech konferencjach: IEDM, ISSCC i VLSI stale spada, z prawie 40% w 1995 r. do mniej niż 10% w 2020 r. Po drugie, jeśli chodzi o współpracę w zakresie publikacji artykułów, od 2016 r. liczba wspólnych artykułów między UE a Japonią została prześcignięta przez Chiny.   
    Najważniejszym partnerem badawczym UE są Stany Zjednoczone, a Chiny wyprzedziły Japonię i stały się drugim  
W obliczu złożonej sytuacji rynkowej i technicznych wąskich gardeł w dzisiejszym globalnym przemyśle półprzewodników, wzmocnienie międzynarodowej współpracy badawczej może być nieuniknionym sposobem na pokonanie przyszłych wyzwań technicznych. W czasach, gdy współpraca badawcza odgrywa coraz ważniejszą rolę, Japonia wydaje się być w pewnym stopniu niezdolna do podjęcia takiego kroku.  
Wahania na rynkach zagranicznych i działania polityczne podejmowane przez różne kraje zdają się wskrzesić determinację Japonii w dążeniu do ożywienia przemysłu półprzewodników i włączyły ożywienie krajowego przemysłu półprzewodników do programu, aby odzyskać dawną świetność. Japonia, która utrzymuje przewagę w zakresie materiałów i sprzętu, skupiła swoją uwagę na produkcji chipów, „obowiązkowym polu bitwy dla strategów wojskowych”.  
Należy zauważyć, że projekt współpracy między TSMC a japońskimi producentami półprzewodników nie dotyczy produkcji chipów, lecz obecnej, zaawansowanej technologii pakowania układów scalonych w technologii 3D. TSMC jest liderem w dziedzinie zaawansowanych procesów produkcyjnych, ale nie wydaje się, aby udało mu się wypracować wystarczającą przewagę w technologii układania w stosy 3D. Po utworzeniu bazy badawczo-rozwojowej w zakresie układów scalonych 3D w Japonii, TSMC wykorzysta również japońską przewagę w zakresie materiałów i sprzętu, aby dalej rozwijać badania i rozwój technologii pakowania 3D. Japonia ma również nadzieję, że współpraca z TSMC pomoże krajowym producentom półprzewodników utrzymać silną konkurencyjność.  
Hideki Wakabayashi, profesor Uniwersytetu Nauki w Tokio, powiedział: „Wartość dodana procesów back-end w obecnym przemyśle produkcji półprzewodników stale rośnie. Jeśli Japonia zdobędzie wiodącą pozycję w tym obszarze, będzie w stanie odzyskać przewagę konkurencyjną w branży półprzewodników”.
 

W tym kontekście, Tadahiro Kuroda, ekspert w dziedzinie technologii integracji 3D, profesor Uniwersytetu Tokijskiego, uważa również, że jeśli japońskim producentom układów scalonych uda się osiągnąć wysoki poziom złożoności w technologii back-end, będzie to możliwe również w procesie front-end w procesie przetwarzania płytek półprzewodnikowych. W rezultacie możliwości produkcyjne półprzewodników ulegną ogólnej poprawie.

Liczydło TSMC   

Oczywiście, pogłębienie współpracy między obiema stronami przyniesie korzyści nie tylko japońskiemu przemysłowi półprzewodników, ale także TSMC. W przyszłości TSMC wykorzysta przewagę Japonii w zakresie materiałów i sprzętu oraz będzie się dalej rozwijać poprzez współpracę z japońskimi firmami, aby rozwijać technologię.  
Autor książki „Overseas Channel” w Zhihu przeanalizował obecną sytuację TSMC i stwierdził, że gdy poziomy podział pracy i logika rynku funkcjonują prawidłowo, TSMC ma głęboką przewagę konkurencyjną i nie martwi się zbytnio o nadrabianie zaległości przez konkurencję. Jednak dzięki interwencji sił politycznych ze wszystkich stron, istniejący system uległ zmianie. Główne kraje zaczęły priorytetowo traktować niezależną kontrolę procesów produkcji półprzewodników, co jest ważniejsze niż obniżanie kosztów. Istnieje bezprecedensowa niepewność co do tego, czy przewaga konkurencyjna TSMC nadal będzie w stanie odegrać należną jej rolę.  
TSMC rzeczywiście znajduje się w samym środku rywalizacji między głównymi potęgami i musi dalej optymalizować swój łańcuch dostaw w coraz bardziej konkurencyjnym otoczeniu. Prawdopodobnie tak będzie, gdy TSMC wyjedzie do Japonii, aby zbudować fabrykę. Jeśli plan się potwierdzi, będzie to pierwszy zakład TSMC produkujący chipy w Japonii. W 2020 roku 4.7% przychodów TSMC pochodziło od firm japońskich. Ten krok oznacza również, że strategia rynkowa TSMC ulega istotnej zmianie.  
    źródło: Zhihu  
Jakie zatem czynniki skłaniają TSMC do budowy fabryki w Japonii? Podsumujmy:
  (1) W Japonii opracowuje się materiały półprzewodnikowe  
Chociaż japoński przemysł półprzewodnikowy nie radzi sobie tak dobrze jak kiedyś, nadal zajmuje dominującą pozycję w dziedzinie materiałów półprzewodnikowych. Jak wspomniano powyżej, zwłaszcza w dziedzinie fotorezystów, większość światowego rynku zajmują japońskie firmy, takie jak JSR i Tokyo Onka.  
    Globalny rynek fotorezystu ArF w 2019 r.  
Japonia może zacząć od górnych ogniw łańcucha przemysłowego i ciasno ująć w garść globalny przemysł półprzewodników. Poprzednie spory między Japonią a Koreą Południową dotyczące materiałów półprzewodnikowych stanowią lekcję na przyszłość. Po wybudowaniu fabryki przez TSMC w Japonii, podaż materiałów półprzewodnikowych może być w znacznym stopniu zagwarantowana. Jednocześnie, biorąc pod uwagę obecną ograniczoną podaż chipów i niedobór materiałów półprzewodnikowych, współpraca między TSMC a Japonią może nie tylko zwiększyć skalę działalności, ale także zapewnić japońskim firmom lepsze moce produkcyjne, wypełnić luki w japońskich mocach produkcyjnych i zbudować stabilniejszą współpracę z kluczowymi japońskimi dostawcami materiałów.  
  (2) Zapewnienie japońskim firmom większych zdolności produkcyjnych i ograniczenie ryzyka rynkowego  
Obecnie najbardziej zaawansowana technologia TSMC ma zaledwie kilku klientów w Stanach Zjednoczonych, co zwiększa ryzyko rynkowe TSMC. W 2020 roku 62% przychodów TSMC pochodziło od klientów z Ameryki Północnej. Po wybudowaniu fabryki w Japonii TSMC będzie w stanie pozyskać więcej zamówień z Japonii, promować dywersyfikację klientów i zmniejszyć zależność od klientów amerykańskich.  
  (3) Pozycja TSMC jest zagrożona  
Pod wpływem czynników geopolitycznych wiele krajów, takich jak Europa, Stany Zjednoczone, Japonia i Korea Południowa, rozważa możliwość niezależnej kontroli nad półprzewodnikami i rozwija przemysł produkcji chipów, co z pewnością wpłynie na pozycję TSMC. W tej sytuacji TSMC zdecydowało się na budowę fabryk w Stanach Zjednoczonych, Japonii i innych krajach za granicą, co pomoże utrzymać jego rolę i pozycję jako „odlewni płytek półprzewodnikowych” oraz ustabilizować strukturę rynku bez ryzyka jej destabilizacji.

napisz na końcu   

Jak wszyscy wiemy, w przeszłości rozwój półprzewodników koncentrował się głównie na ulepszaniu procesów, aby konkurować w zakresie „udoskonalania” i zwiększania możliwości przetwarzania. Jednak wraz z rozwojem prawa Moore’a, postęp w rozwoju zaawansowanych procesów produkcyjnych był wielokrotnie opóźniany. Dlatego technologia „pakowania 3D”, która kondensuje funkcje i poprawia wydajność poprzez układanie półprzewodników w stosy, stwarza szansę na przekroczenie „prawa Moore’a” i stopniowo staje się jednym z głównych pól bitwy dla wielu firm.  
TSMC i „ukryci liderzy” japońskiej branży półprzewodników połączyli siły, aby zaplanować nowy rozdział w swojej historii, biorąc pod uwagę złożoność technologii i trendów rynkowych.

Zastrzeżenie: Niniejszy artykuł pochodzi z publikacji „Semiconductor Industry Observation”. Artykuł ten przedstawia wyłącznie osobiste poglądy autora i nie reprezentuje poglądów Sacco Micro ani branży. Jest on przeznaczony wyłącznie do przedruku i udostępniania w celu ochrony praw własności intelektualnej. Prosimy o podanie oryginalnego źródła i autora przedruku. W przypadku naruszenia prosimy o kontakt w celu usunięcia artykułu.

Numer telefonu firmy: +86-0755-83044319
Faks/FAKS: +86-0755-83975897
E-mail: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 Menedżer Li

QQ: 332496225 Menedżer Qiu

Adres: Pokój 809, Budynek C, Budynek Technologii Zhantao, nr 1079 Minzhi Avenue, Nowa Dzielnica Longhua, Shenzhen