2021年日本政府半導體戰略解析

疫情下數位化轉型加速與5G等新技術的展開而導致世界半導體供貨不足的情況,已經造成了貿易與經濟安全保障的問題,這也對之後日本要推進society5.0的政策大為不利,所以日本政府為了因應這個情況,與半導體及數位產業相關企業、學者、相關部門等舉行了"半導體/數位產業戰略檢討會議",對今後的日本半導體政策做了資訊與意見的交換。

 在今年6月4日的時候針對目前開的三次會做出了整理,提出83頁的半導體戰略的概略報告,內容大概分為以下幾點

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1.背景與現狀

2.今後對策

 A.日本國內產業基礎強化

  ①先端半導體製造技術共同開發與日本國內foundry的建立

  ②數位化投資的加速與先端邏輯晶片設計能力增強

  ③半導體技術的綠色創新

  ④日本國內半導體產業的營利與抗風險能力增強

 B.國際戰略

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1.背景與現狀

  • 美中歐各國發現半導體的重要性,紛紛投入大筆補助或減免以進行加強投資與產業保護。
  • 各家領先公司如intel、台積電與三星也是以前所未有的投資力道擴張新廠或產線
  • 日本半導體產業失敗的原因①最厲害的時候被美國弄②沒有跟上設計與製造分離的新潮流③沒有跟國際盟友如imec等有創新能力的機構進行戰略合作④日本國內PC與智慧型手機等數位產業進展緩慢⑤泡沫經濟日本企業不敢進行大型投資,與此同時中韓台以國家資源扶植半導體產業
  • 日本政府也終於發現半導體很重要,甚至關係到國家安全,所以需要大膽的啟動國家機器在國內新設或改建半導體工廠,更具體一點就是把國外最強的foundry找過來與日本企業共同開發生產,還有改建國內現有的半導體廠等以增加記憶體、感應器與功率半導體元件等半導體生產能力。
  • 中美對抗下的產業結構變更①中國的販賣通路與供應鏈需要重新調整②美國的裝置與材料製造商縮小海外生產據點,加強美國本土投資的可能性③台灣與韓國在地緣與政治關係下的生產不安定性

 

2.今後對策

 A.日本國內產業基礎強化

  ①先端半導體製造技術共同開發與日本國內foundry的建立

日本在半導體產業落後的情況下,希望的是加強自己在設備裝置與材料科學上的優勢,使其成為全球半導體產業中不可或缺的一部分形成掐喉點,作為貿易談判的籌碼,當然這也不是設備商與材料商能獨自完成的,所以需要與最厲害的foundry如TSMC合作,與此同時也想要在日本國內建立能量產先進邏輯晶片的foundry。更具體一點,現在第一步是由日本的設備、材料商與AIST產總研、NEDO(類似台灣工研院)和國外foundry等機構進行先進半導體製程開發的合作,包含前端的2奈米以下的蝕刻技術(More Moore)與後端的3D封裝技術(More than Moore),之後更希望把這些研發據點進一步擴張成為量產的工廠。


  ②數位化投資的加速與先端邏輯半導體設計能力增強

在發展半導體同時,針對下游的5G、AI、IoT或更進一步應用的自動駕駛、工廠自動化或智慧城市等邏輯晶片主要客戶的開發也很重要,此外在加大需求的同時,也希望引進邏輯晶片設計公司一起成長。

5G通信→NEC-富士通-NEL 

系統應用→瑞薩、Socionext、MIRISE Technologies(電裝-豐田)

 AI晶片、次世代計算→東大-產總研、東工大(EDA工具開發)、富士通-NEC-PFN、東北大

  ③半導體技術的綠色創新

根據現在數位產業的加大投資趨勢來看,2030年因為數據處理而產生的電力消耗會大幅增加(從2012年的約500億kWh增加到約1600億kWh),所以希望開發創新材料能應用在省能與低耗電中扮演重要角色的功率半導體元件,如瑞薩半導體、昭和電工、住友電工與FLOSFIA等正在分別開發的小型高效率SiC(用於EV或產業機器、風力發電等中等~高耐電壓,低容量應用)、GaN(用於server電源等中等耐電壓,低容量應用)、Ga2O3等。

此外運用光傳輸在數據中心的省能化也是重要的項目,例如富士通、Hitachi、NEC等正在著手開發對應2030的超5G或6G全光世代的光電融合處理器(Post Moore)。

  ④日本國內半導體產業的營利與抗風險能力增強

邏輯晶片以外, 記憶體(鎧俠Kioxia)、CMOS(SONY)、車載電腦(瑞薩)與功率半導體元件(三菱電機、富士電機、東芝)等日本國內殘存的半導體製造商,在世界上因為景氣與各國產業政策的關係,競爭強度愈趨增加。所以要動員國家機器幫助各家公司進行包含經營與人才的國際交流、提供融資、稅與法規的支援,以進行事業的擴大與再編和先進技術開發。還有確保重要材料與備品在國內生產的供應鏈抗風險能力也很重要。

現在進行的半導體工廠翻修與新設項目有

UMC從富士通買下的三重縣工廠(成熟製程),羅姆半導體在九州的工廠(功率元件由Si轉型SiC),東芝在石川縣的工廠(功率元件300mm)

  B.國際戰略


主要包含兩個,一是持續增強日本在裝置設備與材料科學的領先地位(持續投入研發與防止機密情報的流出),二是與增加與盟友(美國歐洲台灣,沒有韓國XD)的合作並進行產業政策的協調 


參考資料:

半導体・デジタル産業戦略検討会議


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