危机四伏的日本半导体设备

聚光灯起头照耀到曾是日本衰落产业代表的半导体范畴。“日本半导体产业将复兴”的言论日益流行。不外，我（汤之上隆）并不认同这类言论，以为它会“复兴”的想法自己就是毛病的（图1）。

在20世纪80年月中期，日本已经占据了半导体范畴天下市场份额的50%。那时，日本在半导体存储器DRAM范畴几近把持了80%的全球市场份额。换句话说，80年月中期的“天下市场份额50%”首要来自DRAM。
但是，在90年月，日本的DRAM市场份额敏捷下降，到了2000年左右，除了日立建造所和NEC的合资公司尔必达外，日本退出了DRAM市场。而尔必达在2012年公布破产，被美国美光收买。
日本半导体产业从DRAM退却后，将焦点转向了逻辑半导体，用于计较等范畴。但是，即使是逻辑半导体也蒙受了严重冲击。成果，日本半导体产业沦为了衰落产业。
在这类情况下，芯片代工公司台积电于2021年10月公布在熊本设立工场。此外，新公司Lapidus于2022年11月公布计划在2027年之前量产2纳米的逻辑半导体，这些消息引发了日本半导体产业的普遍关注。
是以，构成了“日本半导体产业将苏醒”的言论。但是，台积电熊本工场和Lapidus计划生产的不是在20世纪80年月中期已经把持80%市场份额的DRAM，而是先辈的逻辑半导体，这是曩昔并不强大的范畴。
是以，当前在日本出现的高潮现实上不是“苏醒”，而是对（迄今为止相对较弱的）逻辑半导体的新应战。那末，这个应战能否会成功呢？
01 半导体高潮的起源

2020年，疫情在全球舒展，2021年全球半导体欠缺，致使汽车和其他产物没法制造。是以，以汽车为焦点产业的日本、美国、德国政府，要求台积电增加汽车用半导体产量。
半导体遭到关注的契机就在这里。直到2020年一向轻忽半导体的日本政府和经济产业省完全改变了态度。经济产业省暗示，危机感日益增强，假如照此成长下去，到2030年日本半导体产业的全球份额将降至0%。成果，支持新建先辈半导体工场的修法于2021年12月20日在国会获得经过并建立。尔后，基于这项修法，一系列半导体工场的补助计划连续公布（见图2）。
那末，这一政策会增加日本半导体的市场份额吗？

02 日本半导体产业份额会增加吗？

首先，索尼和电装公司将对台积电停止本钱介入。台积电的熊本工场将承当12/16至22/28纳米逻辑半导体的代工生产，并获得日本政府供给的4670亿日元的补助。
但是，台积电熊本工场并不会优师长产面向日本市场的半导体。此外，日本几近没有专门处置设想的半导体制造商（凡是称为“无晶圆厂”）。是以，即使台积电熊本工场建成，日本的市场份额也不会明显增加。
接下来，美国Micron收买了堕入破产的尔必达，并为广岛工场供给了总计2465亿日元的补助。但是，由于该工场隶属于美国企业，即使在今生产DRAM，对日本市场份额的进献也可以说是严酷意义上的0％。
此外，铠侠和西部数据（WD）配合运谋生产NAND闪存的四日市和北上工场，将获得929亿日元。不外，西部数据似乎将收买 Kioxia。假如此次收买完成，四日市和北上工场都将成为美国百姓，是以那边生产的一切NAND都将在美国制造，对日本市场份额的进献将为0%。
最初，在2022年11月，Lapidus公布计划在2027年之前量产2纳米的逻辑半导体，并获得了总计3300亿日元的补助。但是，正以下文所述，Lapidus要实现2纳米逻辑半导体的量产几近是不成能的。是以，虽然对Lapidus供给了资金支持，但对日本市场份额的进献仍然可以说是0％。
03 为什么Lapidus没法量产2nm

首先，2纳米技术的开辟需要约500名很是出色的工程师，而2纳米技术的量产则需要大约1,000名经历丰富的生产技术职员。这些1,500名超级精英工程师在日本难以找到，是以不太能够被Lapidus吸引到。
其次，2纳米技术的开辟和量产需要荷兰的ASML公司供给的唯一最早辈的曝光装备EUV。但是，Lapidus要到2024年末才会引入EUV技术，而且能够没法熟练把握。以下是这一概念的根据（见图3）。

首先，处于技术前沿的台积电在2018年停止了约一百万次的EUV（极紫外线）曝光理论，然后于2019年初次将EUV技术利用于量产。而正试图赶超台积电的三星电子则租用了大型DRAM生产线停止了约30万次的EUV曝光理论，但由于理论不敷，产量不升反降。此外，美国英特尔于2021年引入了EUV技术，但到2023年仍未能熟练把握。
斟酌到这些先辈半导体制造商普遍面临EUV技术的困难，可以以为Lapidus要精通EUV技术将会面临庞大应战。
其次，今朝在拜托生产方面，没有半导体代工场（Foundry）与Lapidus合作。代工场凡是是建立在已有拜托生产需求的根本上的营业。例如，台积电每年从美国苹果公司获得拜托，生产跨越2亿个新款iPhone处置器，价格每个100美圆以上。台积电在与客户签定拜托生产条约之前，会停止开辟和装备投资，以确保可以盈利。
但是，Lapidus宣称要在2027年量产2纳米的逻辑半导体，但今朝没有任何拜托生产的条约或计划。是以，可以说Lapidus并未了解代工场的本质。
综上所述，由于上述缘由，Lapidus能够没法实现2纳米逻辑半导体的量产。是以，日本的逻辑半导体新应战能够会以失利了结。那末，日本应当采纳什么行动呢？
04 日本在全球半导体产业中的感化

在 2021 年 6 月 1 日向众议院颁发的声明中，作者以为重要政接应当是“让强者变得更强”。“强的工具”是制造装备和材料。
在半导体材料范畴，日本在制造半导体芯片所需的材料基板——硅晶圆、感光材料（光刻胶）、各类CMP研磨液、各类化学药剂等方面具有很是高的市场份额（见图4）。此外，在装备方面，虽然不是全数，但在光刻胶涂布显影装备、热处置装备、片式清洗装备、批量清洗装备和测长电子显微镜（CD-SEM）等范畴，日本的市场份额也很高（见图5）。

是以，日本在装备和材料范畴具有很高的市场份额，为全球半导体产业发挥着极为重要的感化（见图6）。

韩国具有三星电子和SK Hynix，已经成为半导体存储大国。中国台湾具有全球份额约60%的台积电，已经成为逻辑半导体范畴的全球根本设备。此外，中国大陆吸收了全球三分之一以上的半导体，鸿海团体的大型工场生产PC、智妙手机和各类家电产物。
在这类布景下，日本将装备和材料出口到韩国、中国台湾、大陆以及欧美。换句话说，全球半导体产业在没有日本的装备和材料的情况下没法保持运转。但是，日本的装备产业正面临着危机。
05 日本装备业危机

如图7所示，地域装备份额的情况表白，直到大约2010年，日本一向在与美国争取装备市场份额的领先职位。但是，自2012年以来，日本的市场份额急剧下降，到2022年已降至不到美国市场份额的一半，仅为24％。
分析这一情况的缘由，发现在曩昔的10年中，几近一切装备的市场份额都鄙人降。这是一个很是严重的题目，似乎不轻易处理。
在这类情况下，已经很难再说“日本的制造装备很强大”。而且，假如市场份额延续下降，日本将很难继续向全球供给装备。今朝的情况很是危机四伏。假如现在不采纳行动，日本的装备产业能够会走上与半导体存储器产业不异的门路。是以，不应当将大量资金投入到没法带来功效的Lapidus这样的项目中。


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