日本現在正在大力發展晶圓廠,這也從側面體現了他們在這個領悟的失敗。
日本半導體產業興起于20世紀50年代,20世紀90年代發展成為除美國之外的半導體出口大國。目前,日本半導體產業擁有30多家大型企業,其中包括東京電子、愛德萬測試等世界領先的半導體設備制造商,以及瑞薩、日立、電裝、富士通、三菱電子等擁有眾多晶圓廠的IDM企業。自 2000 年以來,日本在國際 IC 出口中的份額從 14% 下降到 2014 年的不到 5%,而中國、臺灣和韓國則不斷上升(圖 1,來源 SIA 2018)。盡管如此,一些日本IDM仍然在電力電子、光學CMOS傳感器、MEMS和3D NAND等專用行業領域保持世界領先地位。
在2015到2020年間,日本300 毫米晶圓廠最大的投資主要集中在東芝(NAND 閃存)、索尼(圖像傳感器)和日本美光內存(DRAM)。邏輯和功率 IDM 的新投資主要集中在升級和擴大現有產能上,而不是建設新晶圓廠。到這在疫情扭轉
日本的硅代工廠主要是從富士通和松下等領先的 IDM 中剝離出來的,這些 IDM 的雄心是通過獨立組織向國際客戶群提供半導體制造服務。截至 2015 年,日本僅占全球代工產能的 2%,大部分晶圓廠專注于 200mm 晶圓,而將先進節點制造留給了中國臺灣、中國大陸和美國的競爭對手(圖 2,SIA 2018)。
隨著新唐收購松下的代工業務,剩下的主要日本企業之一消失了。此前,松下已經剝離了代工部門,并將其大部分股權投入與塔半導體的合資企業。剩下的日本代工廠商代表了新日本無線電、日本半導體(前東芝)和 Phenetics 等小型代工廠,主要在 6 英寸和 8 英寸晶圓領域服務利基技術。此外,日立和富士通等一些大型 IDM 也提供代工服務。富士通曾是日本最大的晶圓代工企業,每月產能超過 17 萬片晶圓,但2020年又將桑名和福島的晶圓廠出售給聯華電子和安森美半導體,幾乎完全擺脫了代工業務。那就讓富士通到了2020年左右僅保留一座小型 6 英寸晶圓廠。顯而易見,來自臺灣和美國的中型國際晶圓代工企業趁機收購了一些領先的晶圓廠(見圖3)。
作為大型國際代工公司的一部分,這為這些晶圓廠創造了必要的規模經濟和接觸國際代工客戶群的機會。另一方面,UMC 和 TowerJazz 能夠進入日本客戶群,并通過收購獲得圖像傳感器等有價值的 IP 領域。與日本 IDM 的領先地位相反,日本僅在有限范圍內提供功率分立代工服務。
為什么日本的代工業務沒有取得成功?
為了回答這個問題,我從四個角度來看。
制造業務市場進入時機
存在自有半導體工廠
缺乏成本控制和有限的無晶圓廠轉型
聚焦狹窄細分市場
晶圓代工業務進入市場的時機:如上一段所述,日本是半導體領域的早期領導者之一,專注于集成器件制造商,其垂直整合的業務模式將研發、制造、供應鏈管理和銷售整合為單一實體。另一方面,臺灣半導體市場從20世紀80年代末開始發展,由于要素成本差異,重點關注電子制造。日本 IDM 的深度關注使得打造精益代工部門變得困難。
自營半導體工廠:日本工廠作為綜合制造單位的關注,是價值數十億美元的工業集團的一部分,激勵了卓越的產品性能和質量,但并不一定需要獲得標準化、實現規模經濟、靈活性和銷售方面的能力向國外客戶提供制造能力。結果,日本鑄造廠在贏得國際客戶和培養適應客戶需求的世界一流服務提供商心態方面遇到了困難。
缺乏成本控制和有限的無晶圓廠轉型:日本半導體行業能夠在 20 世紀 90 年代成為半導體領域的領先企業,很大程度上歸功于兩個因素。政府補貼支持 IDM 內的研發和設備支出,以及與美國和西歐相比的要素成本優勢。另一方面,與美國、中國大陸和中國臺灣相反,日本只出現了數量非常有限的無晶圓廠半導體公司。這抑制了對本土代工服務的依賴,以實現 ASIC。隨著幾次經濟危機、自然災害(福島)和國家對半導體補貼的減弱,效率低下變得顯而易見,日本企業集團還沒有準備好進一步增加資本投資,以保持領先節點的競爭。
專注于狹窄的細分市場:日本半導體廠商在功率分立器件、模塊、DRAM 和閃存等狹窄且明確定義的細分市場中表現出色,這些細分市場非常適合垂直整合公司的標準化、以流程為中心的方法。相反,美國、韓國和臺灣的代工廠擅長將自己定位為多功能服務提供商。加上前面提到的高利潤業務向無晶圓廠行業的轉變,日本代工廠處于不利地位。
但如文章開頭所說,日本還想試一試。
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原文標題:日本晶圓代工,為何沒發展起來?
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臺積電進入“晶圓代工2.0”,市場規模翻倍,押注先進封測技術

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