Com a cadeia de suprimentos global de semicondutores repleta de incertezas, o Japão lançou uma estratégia de "renascimento dos semicondutores" e colocou a revitalização de sua indústria de semicondutores na agenda.

Nos últimos anos, a tendência de alta diferenciação vertical começou a remodelar a indústria global de semicondutores. As flutuações na cadeia de suprimentos e a escassez de componentes essenciais causadas pela pandemia de 2020 alertaram todos os países para a gravidade do problema, acelerando ainda mais o fortalecimento da indústria de semicondutores. A Comissão Europeia espera dobrar a participação da Europa na produção global de semicondutores para 20% em 2030; os Estados Unidos também realizaram diversas cúpulas sobre chips e planejam fornecer uma série de apoios financeiros e políticos para o desenvolvimento da indústria de fabricação de chips.

Por outro lado, o Japão também está pronto para promover sua própria fabricação de chips.

Como a maior fábrica de wafers do mundo, a TSMC naturalmente se tornou o foco das atenções de todos os lados. Em fevereiro deste ano, a TSMC anunciou que investiria até US$ 186 milhões para abrir uma subsidiária no Japão com o objetivo de expandir a pesquisa em circuitos integrados 3D.

A chegada da TSMC certamente revitalizará o moral da indústria japonesa de semicondutores. Portanto, o Japão não está poupando esforços em subsidiar a TSMC. Para atrair a TSMC a construir fábricas no Japão, o Ministério da Economia, Comércio e Indústria do Japão anunciou que investirá 37 bilhões de ienes (aproximadamente 2.14 bilhões de yuans) para apoiar a TSMC na instalação de um centro de P&D no Japão, sendo que o governo japonês arcará com metade dos custos. Com a confirmação da política de subsídios do Japão, a construção do centro de P&D de materiais para circuitos integrados 3D da TSMC no Japão será acelerada. Espera-se que a linha de produção de testes comece a ser reformada no segundo semestre deste ano e que os trabalhos de pesquisa e desenvolvimento sejam oficialmente iniciados até 2022.

Recentemente, o Nikkei News informou que, com o desenvolvimento do plano, 20 fornecedores japoneses da indústria de semicondutores, incluindo Asahi Kasei, IBIDEN, JSP, etc., cooperarão com a TSMC, na esperança de reconstruir a competitividade dos semicondutores japoneses.

O Japão recupera sua antiga glória.

Vamos começar analisando essas 20 empresas e conhecer esses "campeões ocultos" da indústria japonesa de semicondutores.
 
   
Com base na figura acima, podemos observar que as empresas mencionadas possuem vantagens nas áreas de substratos, fotorresistentes, materiais, equipamentos e outras. Dados do site chinês Nikkei mostram que, no setor de wafers de silício como substratos semicondutores, duas empresas japonesas, Shin-Etsu Chemical e SUMCO, detêm mais de 50% da participação global; na área de fotorresistentes, indispensável para a produção de circuitos integrados, empresas japonesas, incluindo JSR e Shin-Etsu Chemical, respondem por 90%. As empresas japonesas, sozinhas, representam mais de 40% da pasta de polimento CMP utilizada para o polimento de superfícies de semicondutores, desenvolvida pela Showa Denko e outras empresas.  
    Quota de mercado de empresas japonesas nos setores de wafers, fotorresistentes e outros materiais.  
Em termos de número de patentes válidas para "circuitos multicamadas" e "materiais de embalagem", tecnologias de materiais representativas do processo de pós-processamento, as estatísticas da empresa de pesquisa de patentes Patent Result mostram que as empresas japonesas que se destacam, juntamente com a TSMC e a Intel, na promoção da pesquisa e desenvolvimento de tecnologia de pós-processamento, incluem a Shin-Etsu Chemical, a IBIDEN e a Shinko Electric Industries.  
    Número de patentes válidas de empresas japonesas na área de tecnologia de materiais pós-processamento.  
Em termos de equipamentos, a GlobalNet destacou que a Tokyo Electronics sozinha responde por quase 90% dos equipamentos de revestimento e desenvolvimento, tornando-se a única produtora em massa do mundo. As empresas japonesas respondem por mais de 60% dos equipamentos de limpeza utilizados para remover resíduos e sujeira dos wafers. No que diz respeito às máquinas de corte para equipamentos de pós-processamento, a DISCO detém uma participação de 70%.  
    participação de mercado de equipamentos de fabricação  
Além disso, muitas empresas japonesas possuem vantagens em equipamentos de fabricação. Em 2018, quase metade das 15 maiores empresas no setor de equipamentos para fabricação de semicondutores eram japonesas.  
    Os 15 principais equipamentos para fabricação de semicondutores em 2018  
O mercado e os dados confirmam constantemente as vantagens absolutas das empresas japonesas de semicondutores em materiais, equipamentos e outras áreas. No entanto, qualquer pessoa que compreenda a história da indústria japonesa de semicondutores sabe que as vantagens atuais podem ser apenas um microcosmo da era gloriosa desse setor no Japão.  
Analisando a história dos semicondutores japoneses, durante a era mais gloriosa do setor, o Japão chegou a deter cerca de 50% da indústria global. No final da década de 1980, entre os dez maiores fabricantes de circuitos integrados do mundo, os Estados Unidos ocupavam três posições, o Japão seis e a Coreia do Sul uma. A participação de mercado do Japão ultrapassou a dos Estados Unidos. Posteriormente, as tensões comerciais entre os dois países aumentaram gradualmente, culminando com os Estados Unidos lançando 24 investigações contra o Japão, conhecidas como "Seção 301". Diante da pressão, o governo japonês recuou, assinando diversos tratados e acelerando o declínio da indústria de semicondutores. A partir daí, o setor entrou em um período de estagnação prolongada. Em 2019, essa participação havia caído para 10%, sendo o declínio particularmente acentuado no setor manufatureiro, outrora o mais promissor.  
    A participação de longo prazo do Japão no setor de semicondutores.  
Por outro lado, juntamente com a queda na participação de mercado, observa-se um declínio nas capacidades de P&D: as capacidades de pesquisa do Japão diminuíram significativamente nos últimos 25 anos. Os dados divulgados pela SNV mostram que a participação relativa do Japão em artigos apresentados nas três conferências – IEDM, ISSCC e VLSI – vem diminuindo continuamente, de quase 40% em 1995 para menos de 10% em 2020. Em segundo lugar, em termos de cooperação em artigos, desde 2016, o número de artigos conjuntos entre a UE e o Japão foi ultrapassado pelo da China.   
    O parceiro de pesquisa mais importante da UE são os Estados Unidos, com a China ultrapassando o Japão e se tornando o segundo maior parceiro.  
Considerando o complexo cenário de mercado e os gargalos técnicos na atual indústria global de semicondutores, o fortalecimento da cooperação internacional em pesquisa pode ser o caminho inevitável para superar os futuros desafios tecnológicos. Em um momento em que a cooperação em pesquisa desempenha um papel cada vez mais importante, o Japão parece estar, de certa forma, incapaz de fazê-lo.  
Com as flutuações no mercado externo e as medidas políticas de vários países, o Japão parece ter reacendido sua determinação em revitalizar a indústria de semicondutores e colocou a revitalização do setor nacional na agenda, numa tentativa de recuperar sua antiga glória. O Japão, que mantém suas vantagens em materiais e equipamentos, tem concentrado sua atenção na fabricação de chips, um "campo de batalha essencial para estrategistas militares".  
É importante ressaltar que o projeto de cooperação entre a TSMC e fabricantes japoneses de semicondutores não se concentra na fabricação de chips, mas sim na tecnologia avançada de encapsulamento 3D de circuitos integrados. A TSMC lidera o setor em processos de fabricação avançados, mas parece não ter consolidado vantagens suficientes na tecnologia de empilhamento 3D. Após estabelecer uma base de P&D em circuitos integrados 3D no Japão, a TSMC também utilizará as vantagens japonesas em materiais e equipamentos para se dedicar ainda mais à pesquisa e ao desenvolvimento da tecnologia de encapsulamento 3D. O Japão espera que essa cooperação com a TSMC ajude seus fabricantes nacionais de semicondutores a manterem uma forte competitividade.  
Hideki Wakabayashi, professor da Universidade de Ciências de Tóquio, afirmou: "O valor agregado dos processos de back-end da atual indústria de fabricação de semicondutores está em constante crescimento. Se o Japão assumir uma posição de liderança no back-end, poderá recuperar sua vantagem competitiva no setor de semicondutores."
 

Nesse sentido, Tadahiro Kuroda, especialista em tecnologia de integração 3D e professor da Universidade de Tóquio, também acredita que, se as empresas japonesas de semicondutores conseguirem atingir um alto nível de complexidade na tecnologia de back-end, isso também poderá ser estendido ao processo de front-end de processamento de wafers. Como resultado, as capacidades de fabricação de semicondutores serão aprimoradas de forma geral.

Ábaco da TSMC   

Naturalmente, o aprofundamento da cooperação entre as duas partes beneficiará não apenas a indústria japonesa de semicondutores, mas também a TSMC. No futuro, a TSMC aproveitará as vantagens do Japão em materiais e equipamentos e se desenvolverá ainda mais por meio da cooperação com empresas japonesas para impulsionar o avanço tecnológico.  
O autor do Zhihu, "Overseas Channel", analisou a situação atual da TSMC e afirmou que, quando o sistema de divisão horizontal do trabalho e a lógica de mercado operam normalmente, a TSMC possui uma vantagem competitiva significativa e não se preocupa muito com a aproximação dos concorrentes. No entanto, com a intervenção de forças políticas de todos os lados, o sistema vigente mudou. Os principais países passaram a priorizar o controle independente dos processos de fabricação de semicondutores, o que se tornou mais importante do que a redução de custos. Há uma incerteza sem precedentes sobre se a vantagem competitiva da TSMC ainda será capaz de desempenhar seu papel adequadamente.  
De fato, a TSMC está no centro da disputa entre as grandes potências e precisa otimizar ainda mais sua cadeia de suprimentos em um ambiente cada vez mais competitivo. Provavelmente, esse é o caso da decisão da TSMC de construir uma fábrica no Japão. Se o plano for confirmado, a fábrica será a primeira unidade de produção de chips da TSMC no Japão. Em 2020, 4.7% da receita da TSMC veio de empresas japonesas. Essa mudança também significa que a estratégia de mercado da TSMC está passando por uma transformação significativa.  
    Fonte: Zhihu  
Então, quais são os fatores que atraem a TSMC para construir uma fábrica no Japão? Vamos resumir:
  (1) Os materiais semicondutores do Japão são desenvolvidos  
Embora a indústria japonesa de semicondutores não seja tão forte quanto antes, ela ainda ocupa uma posição dominante no campo dos materiais semicondutores. Como mencionado anteriormente, especialmente na área de fotorresistentes, a maior parte do mercado global é ocupada por empresas japonesas como a JSR e a Tokyo Onka.  
    Panorama do mercado global de fotorresistentes ArF em 2019  
O Japão pode começar pelos elos superiores da cadeia industrial e dominar o mercado global de semicondutores. As disputas anteriores entre o Japão e a Coreia do Sul em relação a materiais semicondutores servem de lição para o futuro. Após a TSMC construir uma fábrica no Japão, o fornecimento de materiais semicondutores estará amplamente garantido. Ao mesmo tempo, com a atual escassez de chips e de materiais semicondutores, uma cooperação entre a TSMC e o Japão pode não apenas expandir a escala dos negócios, mas também fornecer melhor capacidade de produção para as empresas japonesas, preencher as lacunas na capacidade de produção de chips do Japão e estabelecer uma relação de cooperação mais estável com os principais fornecedores de materiais do Japão.  
  (2) Proporcionar maior capacidade de produção às empresas japonesas e reduzir os riscos de mercado.  
Atualmente, a tecnologia mais avançada da TSMC possui poucos clientes nos Estados Unidos, o que aumenta os riscos de mercado da empresa. Em 2020, 62% da receita da TSMC veio de clientes norte-americanos. Após a construção de uma fábrica no Japão, a TSMC poderá obter mais encomendas japonesas, diversificar sua carteira de clientes e reduzir sua dependência dos clientes americanos.  
  (3) A posição da TSMC enfrenta ameaças  
Sob a influência de fatores geopolíticos, muitos países, como os da Europa, os Estados Unidos, o Japão e a Coreia do Sul, estão explorando o controle independente de semicondutores e desenvolvendo indústrias de fabricação de chips, o que certamente impactará a posição da TSMC. Nesse contexto, a TSMC optou por construir fábricas nos Estados Unidos, no Japão e em outros países, o que ajudará a manter seu papel e posicionamento como uma "fundição de wafers" e a tentar estabilizar a estrutura do mercado sem ser disruptiva.

escreva no final   

Como todos sabemos, no passado, o desenvolvimento de semicondutores focava-se principalmente na modernização dos processos de fabricação para competir no aspecto de "aprimoramento" das capacidades de processamento. Contudo, com a eficácia da Lei de Moore, o progresso no desenvolvimento de processos de fabricação avançados tem sido repetidamente atrasado. Portanto, a tecnologia de "empacotamento 3D", que condensa funções e melhora o desempenho através do empilhamento de semicondutores, oferece uma oportunidade para superar a "Lei de Moore" e está gradualmente se tornando um dos principais campos de batalha para diversas empresas.  
A TSMC e os "campeões ocultos" do setor de semicondutores japonês uniram forças para planejar seus próprios novos capítulos em meio às complexas tendências tecnológicas e de mercado.

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