在北海道这个白雪皑皑的北方岛屿深处,日本正投入数十亿美元进行一场漫长的赌注,以重振其芯片制造实力,并使其经济免受日益紧张的中美关系的影响。

日本反扑:豪赌670亿美元要再次成为全球芯片强国

挖掘机和卡车在冰雪覆盖的地面上纵横交错,一座未来风格工厂的建设工作仍在继续,厂区内绿草如茵,骏马奔腾。这一开发项目正在改变这个以农业、军事基地和千岁机场闻名的地区的面貌。这个项目更期待改变日本芯片业的面貌。

一家新成立的本土企业Rapidus公司希望在2027年从零起步,大规模生产最先进的2纳米逻辑芯片。随着美国和中国为获得最新的芯片制造技术和设备而争执不休,日本政府已经感觉到机会来了,它可以利用华盛顿对供应链安全的担忧,重新回到它曾经主导的游戏中来。

这关系重大。先进芯片将成为人工智能、武器系统和电动汽车等十几项关键技术的基础。全球生产的很大一部分都集中在台湾和韩国,这使得未来的供应很容易受到地区紧张局势的影响。

日本反扑:豪赌670亿美元要再次成为全球芯片强国

负责启动新代工厂的Rapidus高管清水后尾说:"这涉及到地缘政治和经济安全因素。日本作为一个国家要想生存下去,就必须在技术上成为全球参与者。我们可以通过半导体清楚地证明这一点”。

东京已经显示出了它的实力。在不到三年的时间里,日本已拨出约4万亿日元(约合267亿美元)的专款,用于重振半导体产业,首相岸田文雄的目标是,在私营部门的支持下,为该产业提供的财政支持最终将达到10万亿日元。目标之一是到2030年将国产芯片销售额增加两倍,达到15万亿日元以上。

日本的新芯片战略有两个主要方面。首先,日本正试图重新确立自己作为传统芯片生产首选地的地位,通过提供高达生产成本一半的慷慨补贴,吸引该行业最大的外国公司来日本投资。"为什么我们为芯片要做这么多?老实说,这是因为中美对抗,"日本经济产业省经济安全政策首席主任、该战略的设计者之一西川和美说。"如果来自台湾地区的芯片供应停止,各地将产生数万亿美元的负面影响,出现经济将崩溃”。

东京已经在其战略的第一个也是更大的部分取得了一些成功。全球最大的芯片制造商台湾中芯国际集成电路制造股份有限公司这家台湾巨头很快意识到,与美国或其他国家相比,由东京提供部分资金的芯片项目启动速度要快得多。

通过利用世界领先制造商的专业知识,日本希望重建与芯片相关的生态系统,为其地区经济提供就业和新的增长点:同时,这些举措将有助于加强日本作为以美国为首的全球供应链中的重要盟友的地位,该供应链致力于保持从智能手机、汽车到最新导弹系统等各种产品的重要半导体生产线的运转。Rapidus项目既让人兴奋,也让人怀疑。它的成功取决于实现技术上的巨大飞跃,但是,对最终产品的成本和可靠性却知之甚少,也不知道是否会有买家。即使是行业领导者也很难实现这一目标。

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作为Rapidus项目的一部分,IBM公司正在纽约奥尔巴尼培训约100名资深日本工程师,让他们尽快掌握美国芯片技术的前沿水平。因为威胁来自其他地方,而这个其他地方就是中国,美国驻日本大使拉姆-伊曼纽尔说。"我们同舟共济,朝着同一个方向划桨”。

日本的战略标志着与以往支持本国芯片产业的尝试不同,以往的尝试主要是假定本国芯片产业不需要外部帮助。它的最终结果却以失败告终。

除了台积电之外,美光科技公司、ASML控股公司和三星电子公司也在日本投资了芯片的生产或研究设施,因为各公司都在寻找最佳交易,以便在不确定的这个世界中巩固未来的产出。2022年美国的《芯片与科学法案》预留了390亿美元的直接补贴,用于加强美国的制造业,不过,第一笔15亿美元的大额补贴直到本周才公布。劳动力和成本方面的挑战,也推迟了台积电位于亚利桑那州的新工厂的投产。在德国,预算动荡引发了对台积电和英特尔公司补贴的担忧。"日本这次采取了大胆的做法,实施了非常迅速的决策,"比利时微电子研究中心Imec首席执行官吕克-范登霍夫说。"如果回顾20年前或15年前,我认为当时的政策要封闭得多,尤其是来自政府的政策”。

台积电工厂有充分的理由取得成功。第一家工厂的产品12纳米到28纳米逻辑芯片技术已经成熟。熊本位于日本南部的九州岛,那里有一个由大约1000家相关技术公司组成的生态系统。这里还有客户,包括日本的汽车制造商。

台积电本月早些时候正式宣布的第二个代工厂将在附近生产6纳米到7纳米芯片。日本执政党内专门负责芯片的联盟秘书长、立法委员关义弘表示,到2037年,晶圆代工厂的税收收入很可能已经收回了政府最初的支出。

日本是一个具有吸引力的地点还有其他原因。它拥有纪律严明的劳动力和可靠的服务。日元汇率跌至几十年来的最弱水平,也使日本成为生产基地的成本大大降低。包括东京电子有限公司在内的一些日本供应商已经利用了经济安全问题的反面,即中国需求的激增,因为中国政府希望在出现更多限制之前加强其现有技术。

虽然日本作为芯片制造基地的某些原因在日本北部同样适用,但情况却截然不同。Rapidus公司起步于一个早已被遗忘的制造业地区,当地只有约20家与芯片制造相关的企业:日本支持的初创公司吸引供应商在北海道建立芯片中心日本国家技术研究所的技术长期停滞在45纳米,因此Rapidus要在五年左右的时间内利用未经证实的IBM技术大量生产2纳米芯片,看起来会是一个非常艰巨的任务。即使Rapidus能够在2027年之前实现目标,台积电和三星也很可能已经以一定的产量进入市场,从而获得成本优势。

藤井茂曾在日本富士通公司担任芯片制造主管,在过去的几十年里,富士通输给了中国台湾地区和韩国的廉价竞争对手。他还没有看到Rapidus能够打入残酷的全球市场的证据:会有客户吗?藤井说。

Rapidus公司的清水曾在富士通公司的藤井手下工作过,他说,这次将有所不同。顾名思义,Rapidus将通过缩短定制芯片的交付时间来增加产品价值。也就是说,不仅通过制造工艺,还通过帮助客户缩短耗时的设计过程。

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清水补充说,技术的转变也会对Rapidus有帮助。该公司设想的2纳米芯片将使用栅极全周晶体管结构,而不是目前的FinFET结构,这将使新公司更容易打入市场。"我认为没有理由做不到”。

到目前为止,政府已承诺拨款3,300亿日元,并额外拨出6,460亿日元作为支持Rapidus项目的基金。与Rapidus获得的政府支持形成鲜明对比的是,日本企业界的反应却很冷淡。迄今为止,丰田汽车公司等大公司仅承诺为该企业提供73亿日元的资金。

《彭博情报》认为,"日本政府最新的芯片战略看起来比以往更加深思熟虑。但是,平衡有点偏向Rapidus和熊本。或许可以采取更多措施支持国内芯片设计公司”。Rapidus面临的挑战是巨大的,成功与否或许不应取决于利润。如果它能在2027年之前制造出任何可靠的2纳米芯片,那将是日本在经济安全方面的一次成功"—若杉正浩i,BI行业分析师

专家说,即使IBM为公司培训工程师,Rapidus也很难招聘到启动代工厂所需的1000名左右工程师和工人。在截至2019年的二十年间,日本芯片业流失了约30%的工作岗位,其在全球芯片制造市场的份额也从50%以上下降到不足10%。根据经济产业省(METI)的数据,随着人口的减少,未来十年将至少缺少4万名工人。

汤川隆是日立公司的前工程师,他在芯片战略发布前在国会猛烈抨击政府过去的举措,从而成为新闻人物。他把Rapidus的2纳米目标比作棒球界的小球员试图一夜之间变成超级巨星大谷翔平。

"孩子们应该有梦想,但如果一个棒球男孩说他想从明天开始成为一名出色的既投球也击球的双向球员,我会说:'等等。'汤川说。

不过,除了IBM的支持外,总部位于加利福尼亚州的拉姆研究公司和Imec也计划在北海道开店。Rapidus还与加拿大的Tenstorrent公司达成协议,共同开发人工智能设备中的半导体知识产权。在成为企业之前,它仍处于研发阶段。

尽管如此,日本的巨额补贴表明,贸工部重新下定决心,要利用机会之窗,夺回日本的部分芯片实力。俄罗斯入侵乌克兰、朝鲜发射导弹以及中国对台湾摆出的姿态都提醒世界,确保芯片供应和加强防御系统至关重要。"芯片用于无人机、战斗机、潜艇和导弹,"自民党的一位议员说。"如果我们能让其他国家感觉到,如果他们惹我们,日本就能停止芯片出口,那就意味着我们的投资也起到了战争威慑的作用"。

野原芳明2024年2月21日彭博社

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