美日半导体联盟——日本半导体产业战略的现状和未来(下)

日美合作的半导体产业政策

日本经济产业省称,在半导体供应链强化以及研发中,与盟友以及“志同道合”国家(地区)的合作至关重要。日本和美国在领导人层面以及政府机构层面已就促进半导体领域的合作取得了积极进展

◆2022年5月4日,日本前经济产业大臣萩生田光一与美国商务部长雷蒙多就两国“半导体合作基本原则”达成一致。

◆5月23日举行的日美领导人峰会同意将基于“半导体合作基本原则”设立下一代半导体研发的联合工作组。

◆7月29日,日美两国召开首次经济版“2+2”部长级会议,计划成立半导体联合研究中心,以开发和保护关键和新兴技术。作为日本方面的一项举措,日本政府宣布设立半导体研发机构“前沿半导体技术中心”(日本版美国国家半导体技术中心(NSTC))。

下一代半导体项目的国际合作

2022年12月6日,Rapidus株式会社和欧洲顶尖的半导体研发机构——比利时研究机构“校际微电子中心”(IMEC)签署合作备忘录(MOC),Rapidus将成为IMEC尖端半导体项目的核心合作伙伴。2022年12月13日,Rapidus株式会社又宣布与美国IBM公司成立一家合资企业,开发基于IBM的2纳米制程逻辑半导体的技术,并将于2027年在Rapidus株式会社实现大规模生产。日本经济产业省称,今后日本将继续与美欧等“志同道合”的国家(地区)在半导体领域开展全球合作。

IBMRapidus株式会社建立“合作伙伴关系”的主要内容:Rapidus和IBM缔结共同发展伙伴关系,目标是获得尖端半导体技术和建立生态系统;Rapidus和IBM将合作推动IBM开发的2纳米制程技术,并将其引入Rapidus在日本国内的生产基地;Rapidus的技术人员在奥尔巴尼纳米科技综合园(Albany NanoTech Complex)与IBM研究人员合作,参与其生态系统。

Rapidus株式会社和IMEC签署合作备忘录主要内容:以加强日本的半导体生态系统为目标;Rapidus将派遣技术人员到IMEC接受培训并参与IMEC的相关合作项目;IMEC将考虑在日本成立研发团队,以共同制定旨在加强伙伴关系的研发路线图;IMEC和Rapidus将考虑与前沿半导体技术中心(LSTC)进一步合作,该中心将成为日本下一代半导体研发中心。

半导体相关的日本政府财政补贴情况

从2022财年日本政府的预算以及补充预算来看,与半导体补贴有关的主要包括三个部分:基于“经济安全保障促进法案”为半导体提供的补贴(经济安全保障基金)(3686亿日元)、基于“5G促进法”针对尖端半导体的支持资金(尖端半导体基金)(4500亿日元)、基于“后5G基金”为半导体提供的研发支持资金(未来技术的研发)(4850亿日元)加上2021财年补充预算中的约7000亿日元迄今为止,日本政府所公布的针对半导体领域财政补贴已达到约2万亿日元。具体为:

1. 基于《经济安全保障促进法案》为强化半导体及原材料、零部件、制造设备等供应链提供的支持资金(3686亿日元)

日本政府明确,对于实现数字化转型(DX)和绿色转型(GX)均必不可少的半导体及原材料,零部件和制造设备,政府将提供资金,增强其生产能力以及提高供应链的韧性。

《经济安全保障促进法案》可以说是日本2022年最重要的立法之一,该法案以法律形式提供了以“安全”名义支持“战略性”产业、保护“战略自立”基础产业、保护国内中小企业的法律依据。该法案包括四大支柱,分别是(1)确保特定重要商品稳定供应(即强化供应链韧性);(2)加强核心基础设施审查;(3)官民合作强化尖端以及关键技术研发;(4)敏感专利非公开化。2023年1月19日,为落实第一大支柱的“基本方针”正式发布,日本经济产业省明确就“特定重要商品确保稳定供应计划”为获得政府认证的企业提供海外物资调配、委托生产、国际合作等政策措施,并为企业提供必要的财政资金支持,构建“官民一体”的供应链危机应对机制。确定了11类商品,分别是:抗生素类药物、化肥、半导体、蓄电池、永磁体、重要矿物、机床及工业机器人、飞机零部件、云程序、天然气、船舶相关设备

半导体是上述11类商品之一,日本政府认为,随着全球半导体需求的增加以及其他国家(地区)积极进行战略投资,日本半导体企业的竞争力持续下降。一部分制造设备和原材料严重依赖国外的商品,以及日本具有一定竞争力的常规半导体、制造设备、零部件和材料等商品,如果政府不提供支持,未来可能面临进一步依赖海外的风险。因此,政府需要采取措施确保传统半导体和制造设备及材料的稳定供应,维护并通过加强原材料产能,增强日本国内各类半导体的产能。因此,在2022财年补充预算中,日本政府为上述“半导体供应链强化支援项目”划拨了3686亿日元的资金。具体方针中,补贴不分国内外企业,以在日本投资为对象。针对搭载于纯电动汽车等、控制电压和电流的功率半导体、控制汽车行驶的MCU、将热和声音转化为数字信号的模拟半导体,补贴率定为最多1/3,半导体制造设备的补贴率也定为最多1/3,稀有气体等半导体原材料则定为最多1/2

2. 基于5G促进法修正案为建立尖端半导体国内生产基地的提供资金(尖端半导体基金)(4500亿日元)

日本政府强调,发展数据中心和人工智能(AI)都必须以尖端半导体为基础,为了推动在日本国内建立生产基地以及投资和研发,政府将为尖端半导体的稳定供给提供资金支持。为了加大针对尖端半导体生产设施的投资,《特定高度情报通信技术活用系统开发供给导入促进法修正案》(简称5G促进法修正案)以及《国立研发法人新能源与产业技术综合研究机构法修正案》(NEDO法修正案)均于2022年3月1日正式生效。为了根据该法提供支持资金,日本政府已在2021财年补充预算中划拨了6170亿日元。到2022年9月,日本经济产业省该项目下已公布了三个“补贴计划,分别是台积电在日本熊本县设立的新工厂(补贴额4760亿日元)、日本铠侠(KIOXIA)美国西部数据(Westterm Digital)日本三重县设立的新工厂(补贴额929亿日元),以及美国美光科技(Micron)广岛县设立的新工厂(补贴465亿日元)

3. 基于“后5G基金”为下一代半导体的制造技术等的研发实证提供资金(4850亿日元)

为推动以日美为首的国际合作,日本政府将提供资金推动国内有关下一代半导体的制造技术的研发。

日本政府提出,将开发可以改变“游戏规则”的领先于世界其他地区的新技术,并推动开放式创新,以及通过创新创造新优势。根据日美首脑协议,除了尖端半导体生产设施的扩充和人才培养之外,在21世纪20年代后期将在日本国内建立下一代半导体的设计和制造基础。例如,研发尖端光电融合技术,即开发用于在半导体封装内部集成的光电转换装置和光学传输模块。

未来发展存储器的基本战略

日本政府强调,在下一代计算基础上,需要“低成本”实现“大容量”“高速”“省电”性能的“低成本”存储器。因此,需要实现存储单元的高密度化、高层叠化,从而实现大容量化和低成本化。并且,通过逻辑电路的小型化和存储单元与逻辑电路的贴合等,实现三维安装的高速化和省电化。此外,作为下一代计算体系结构的“存储器中心体系结构”需要研发兼具DRAM和NAND两者优点的新型存储器。为了实现这一目标,需要利用新材料技术开发高速、大容量、非易失性存储器

结语

1990年,在全球半导体企业的营收排行榜中,日本企业曾在前10名中占据6席(NEC、东芝、日立、富士通、三菱和松下),但到2022年,前10名中已找不到日本企业的名字。根据世界半导体贸易统计组织(WSTS)的数据显示,20世纪80年代,日本在全球半导体产业链中的份额约为50%,随后日本的影响力逐年下降,近年来被中国、韩国、美国等赶超,全球市场份额已下滑至目前的10%左右。日本也由此陷入半导体产业“失去的30年”。因此,扶持本国半导体企业,提高日本国内半导体尤其是逻辑半导体和存储半导体的产量目前已成为日本岸田政府的施策重点。今后我们也将继续关注日本政府扶持本国半导体产业发展的动向和举措,并关注其技术发展方向和关键企业发展状况。

来源:机工智库

欢迎加入东西智库微信群,专注制造业资料分享及交流(微信扫码添加东西智库小助手)。