地震，日本半導體連遭重創(chuàng )

2024 開(kāi)年第一天，日本中北部地區發(fā)生 7.4 級地震，震中位于石川縣能登地區，災情主要發(fā)生在石川縣、新潟縣和富士縣。此次地震，對日本半導體產(chǎn)業(yè)造成了一定影響。

日本半導體產(chǎn)業(yè)主要集中在九州，本州的關(guān)東、東北地區，北海道僅有 Rapidus 一家企業(yè)。九州聚集的半導體企業(yè)最多，如東芝、NEC、瑞薩電子、索尼、勝高（SUMCO）等；東北地區包含仙臺和福島相鄰的周邊，瑞薩電子、勝高和信越化學(xué)（Shin-Etsu Chemical）都有設廠(chǎng)。

目前，在此次地震區域設廠(chǎng)的企業(yè)包括 MLCC 大廠(chǎng)村田的金澤村田制作所、東芝、Ferrotec、SBTechnology、KEC、國際電氣等。其中，金澤村田制作所位于石川縣，不過(guò)，地震中心不在村田的主要廠(chǎng)區。行業(yè)人士表示，此次地震對村田的影響應該不大，因為村田在日本多處設有工廠(chǎng)，加上目前產(chǎn)能利用率尚未滿(mǎn)載，有較多的冗余空間。

小松村田制作所位于石川縣小松市，生產(chǎn)智能手機使用的 WiFi、Bluetooth 模組，主要客戶(hù)為 iPhone，由于村田集團內并無(wú)同類(lèi)型的工廠(chǎng)，且工廠(chǎng)所在地的小松市地震強度為 5 級，可能會(huì )影響 iPhone 零組件供應。

金澤村田制作所位于石川縣白山市，主要生產(chǎn)頻率為 700MHz~3.5GHz 的 SAW 濾波器，主要用于手機、GPS，雖然村田制作所仍有仙臺工廠(chǎng)生產(chǎn) 700MHz~2.7GHz 的 SAW 濾波器，但因金澤工廠(chǎng)生產(chǎn)較高頻的產(chǎn)品，且此次金澤市地震強度為 5 級，而村田制作所 SAW 濾波器的全球市占率接近 50%，地震影響難以避免，會(huì )對相關(guān)供應鏈產(chǎn)生一定的沖擊。

東芝在石川縣新建了一座功率器件晶圓廠(chǎng)，預計 2024 年投入量產(chǎn)，此次地震是否會(huì )影響投產(chǎn)進(jìn)程，還有待觀(guān)察。

日本是 NAND 和 DRAM 存儲器生產(chǎn)大國，生產(chǎn)重鎮位于三重縣和廣島縣，此次，這兩個(gè)地區的地震強度為 2 級和 1 級，對相關(guān)晶圓廠(chǎng)影響不大。

Ferrotec 集團的日本子公司 Ferrotec Material Technologies Corporation 于 2022 年宣布在石川縣能美郡川北町建設石川第三工廠(chǎng)，該廠(chǎng)計劃生產(chǎn)陶瓷材料和加工產(chǎn)品，計劃于 2024 年夏季開(kāi)始投入運營(yíng)。

硅晶圓方面，SUMCO 山形縣廠(chǎng)區地震強度為 2~3 級，九州和北海道的 5 座工廠(chǎng)未受地震影響。

對國際合作工廠(chǎng)的影響

近些年，有越來(lái)越多的國際廠(chǎng)商在日本合資建廠(chǎng)，此次地震，對相關(guān)企業(yè)也產(chǎn)生了一定影響。

晶圓代工方面，臺積電 23A 廠(chǎng)區位于九州熊本，目前已規劃 1、2 廠(chǎng)，其中，1 廠(chǎng)預計在 2024 下半年量產(chǎn)，主要生產(chǎn) 12nm、16nm、22nm 和 28nm 制程的 ISP、CIS 和車(chē)用相關(guān)芯片。此次，該地區的地震強度為 1~2 級，對相關(guān)工廠(chǎng)的影響有限。

聯(lián)電的三重縣 12 英寸晶圓廠(chǎng) USJC 主要生產(chǎn) 40nm、65nm、90nm 制程的邏輯 IC 和功率器件（IGBT、MOSFET），約占聯(lián)電總產(chǎn)能約 9%。此次，該地區的地震強度為 4 級，對工廠(chǎng)生產(chǎn)有一定影響。

封測廠(chǎng)方面，力成日本廠(chǎng)（Teraprobe）主要生產(chǎn) MCU，廠(chǎng)房位于九州熊本，日月光日本封測廠(chǎng)在高畠市，此次地震強度為 4 級，影響有限。

在日本，新唐與 Tower 的合資企業(yè) TPSCo，一共有三處生產(chǎn)基地，分別位于富山縣魚(yú)津市、富山縣礪波市和新潟縣妙高市，包括 8 英寸和 12 英寸晶圓廠(chǎng)，都在地震中心附近。

TPSCo 主要生產(chǎn)車(chē)用芯片，產(chǎn)品涵蓋射頻、高性能模擬、整合式電源管理、CMOS 圖像傳感器（CIS）等芯片，制程在 45nm 及以上，也有封裝和測試服務(wù)。新唐表示，地震的實(shí)際影響仍在盤(pán)點(diǎn)中。

總體評估

此次地震主要影響的是日本西海岸相關(guān)城市，而日本半導體產(chǎn)業(yè)的主要聚焦地位于日本的東海岸周邊，以及九州地區，預計此次地震對于日本半導體產(chǎn)業(yè)影響相對較小。

有機構認為，目前，全球整體半導體晶圓廠(chǎng)的產(chǎn)能利用率為 50~60%，若最壞情況發(fā)生，日本石川半導體工廠(chǎng)無(wú)法運營(yíng)，全球其它廠(chǎng)產(chǎn)能很快就可以補上，且目前各廠(chǎng)商手中仍有庫存，因此對整體產(chǎn)業(yè)影響有限。

以往地震的影響

日本是個(gè)地震災害多發(fā)國，在過(guò)去 20 年的時(shí)間里，曾經(jīng)發(fā)生過(guò)多次地震，對其本土半導體產(chǎn)業(yè)的影響還是比較大的，這也是日本發(fā)展半導體制造業(yè)，特別是 16nm 以下先進(jìn)制程的隱憂(yōu)。

2011 年，日本福島發(fā)生 9 級大地震，當時(shí)，東芝位于震中附近的巖手縣工廠(chǎng)停產(chǎn)，瑞薩電子的 8 個(gè)產(chǎn)線(xiàn)被迫停工，3 個(gè)月后才陸續復工生產(chǎn)。富士通半導體廠(chǎng)和 Motorola 在日本的半導體工廠(chǎng)也受到了影響。如此大規模的地震，眾多模擬芯片和器件工廠(chǎng)停產(chǎn)，在當時(shí)引起了一波漲價(jià)潮。

2016 年 4 月，九州熊本縣發(fā)生 6.5 級地震，當時(shí)，索尼、瑞薩電子和三菱電機等企業(yè)工廠(chǎng)停產(chǎn)，對當時(shí)的全球半導體市場(chǎng)產(chǎn)生了明顯影響，特別是 CIS 傳感器，多家手機廠(chǎng)商紛紛向索尼的競爭對手三星下單搶貨。

2021 年 2 月，福島近海發(fā)生地震，瑞薩電子在與福島縣相鄰的茨城縣境內有一座工廠(chǎng)，地震后，這座工廠(chǎng)不得不停產(chǎn)。那次地震，受沖擊最大的應用細分是汽車(chē)芯片，對于當時(shí)的缺貨潮來(lái)說(shuō)，是雪上加霜。

2022 年 3 月，日本發(fā)生 7.4 級地震，宮城縣和福島縣受災嚴重。當時(shí)，村田制作所、索尼、瑞薩電子、信越等多座工廠(chǎng)都停工了。

基于半導體的工藝特性，停產(chǎn)后恢復生產(chǎn)必須重新設置生產(chǎn)參數，因此，停產(chǎn)前未能生產(chǎn)完成的產(chǎn)品全部廢棄，這不僅給企業(yè)帶來(lái)?yè)p失，還進(jìn)一步加劇了市場(chǎng)上的缺貨狀況，導致價(jià)格飛漲。

當時(shí)，福島縣相關(guān)企業(yè)主要進(jìn)行 8 英寸晶圓的代工和存儲芯片生產(chǎn)，以及硅片的生產(chǎn)，停產(chǎn)使得相關(guān)產(chǎn)品供不應求，帶來(lái)價(jià)格上漲，尤其是用于生產(chǎn)汽車(chē)芯片的 8 英寸晶圓產(chǎn)線(xiàn)，地震進(jìn)一步加劇了汽車(chē)芯片全球大缺貨。瑞薩電子在震中附近的 3 座工廠(chǎng)的生產(chǎn)受到影響，其中兩座完全停工，一座工廠(chǎng)部分生產(chǎn)線(xiàn)停工。地震后，豐田和日產(chǎn)汽車(chē)公司停止了日本北部工廠(chǎng)的運營(yíng)。

當時(shí)，受影響的那珂工廠(chǎng)是瑞薩電子重要的汽車(chē)芯片生產(chǎn)基地，在那珂工廠(chǎng)生產(chǎn)的芯片中，三分之二的產(chǎn)品是汽車(chē)芯片。該工廠(chǎng)還于 2021 年因火災事故而停工，進(jìn)一步惡化了全球缺芯狀況。

地震是否會(huì )對日本半導體發(fā)展戰略產(chǎn)生影響？

在半導體材料和設備方面，日本在全球具備很強的競爭力和影響力。

據 SEMI 統計，日本企業(yè)在全球半導體材料市場(chǎng)上所占的份額達到 52%，而北美和歐洲分別占 15% 左右。在制造芯片的 19 種主要材料中，日本有 14 種位居全球第一，如硅片（信越、勝高）、光刻膠（JSR、東京應化、富士材料）、光掩模（DNP、日本凸版印刷）、鍵合引線(xiàn)、模壓樹(shù)脂和引線(xiàn)框架等。

半導體設備方面，來(lái)自 VLSI Research 的數據顯示，在全球 TOP15 半導體設備廠(chǎng)商中，有 7 家來(lái)自日本，分別是東京電子、愛(ài)德萬(wàn)、SCREEN、Hitachi High-tech、Kokusai Electric、尼康、Daifuku。

然而，在芯片制造，特別是邏輯芯片制造方面，日本明顯落后于全球其它先進(jìn)地區。近幾年，日本正在大力發(fā)展本土的芯片制造業(yè)，特別是在 28nm 以下制程（以 12nm、16nm 和 22nm 為主），以及最先進(jìn)制程工藝（2nm 及以下）產(chǎn)線(xiàn)建設方面，政府給予了很多政策和資金支持。

日本的半導體基本戰略可以概括為「三步走」：一、強化已有的半導體制造基礎；二、通過(guò)國際合作學(xué)習先進(jìn)半導體技術(shù)，并建立起日本國內的生產(chǎn)體制；三、通過(guò)國際合作建立起最前沿的技術(shù)基礎。

為了在日本加速建立起先進(jìn)制程芯片的制造能力，日本政府在 2021 財年追加了 6170 億日元的財政預算，2022 財年再次追加 4500 億日元。截至 2022 年 9 月，經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省共通過(guò)了 3 項先進(jìn)制程半導體制造項目，主要包括：臺積電、索尼與電裝在日本熊本縣的工廠(chǎng)（JASM），主要生產(chǎn) 28nm、22nm、12nm、16nm 制程邏輯芯片；KIOXIA 與西部數據在日本三重縣的工廠(chǎng)，主要生產(chǎn)第 6 代 3D NAND Flash；與美光合資在廣島縣建廠(chǎng)，主要生產(chǎn) 1β制程 DRAM。

在成熟制程方面，日本政府也很重視本土生產(chǎn)能力的提升，以及對配套材料和設備等周邊廠(chǎng)商的支持。其中，對供應鏈高度重要的半導體生產(chǎn)設施的脫碳化·更新化補助金項目共通過(guò)了 30 項補貼（合計補貼金額為 465 億日元），涵蓋日本國內 81 個(gè)成熟制程晶圓廠(chǎng)中的 27 個(gè)（覆蓋率達到 33%），預計可將日本成熟制程芯片生產(chǎn)能力提升 15% 以上（與 2019 年對比）。

根據以上標準，日本政府在 2023 年 4 月公布了對瑞薩電子（主要針對汽車(chē)和工業(yè)用 MCU）和 Ibiden（生產(chǎn) FC-BGA 基板）兩家廠(chǎng)商擴產(chǎn)計劃的資助，合計補貼金額為 564 億日元。

在 2nm 及更先進(jìn)制程研發(fā)和制造方面，日本政府也在大力扶持，運營(yíng)實(shí)體是由國內外多家企業(yè)合資組建的 Rapidus 公司，主要工作是 2nm 研發(fā)，并盡量縮短從設計到前道+后道制造的時(shí)間，晶圓廠(chǎng)的建造，以及與前沿制程設計、材料和設備相關(guān)的技術(shù)研究中心的建設（LSTC，Leading-edge Semiconductor Technology Center），還有 Rapidus 試生產(chǎn)和未來(lái)量產(chǎn)產(chǎn)線(xiàn)的建設。Rapidus 的半導體工廠(chǎng)設在北海道千歲市，計劃在 2025 年完成試生產(chǎn)產(chǎn)線(xiàn)建設，并在 2027 年前后建起量產(chǎn)產(chǎn)線(xiàn)。

功率半導體方面，日本要大力發(fā)展以 SiC、GaN 和 Ga2O3 為代表的寬禁帶半導體材料和工藝。在 SiC 領(lǐng)域，日本企業(yè)羅姆在全球范圍內具備較強的競爭力，該公司的 SiC 半導體和基板材料全球市占率分為 17% 和 15%，其它日本廠(chǎng)商在 SiC 方面的進(jìn)展較為緩慢。還需要加快發(fā)展速度，這時(shí)，政府的政策和資金支持就顯得很重要。

綜上可見(jiàn)，日本要大力發(fā)展本土 28nm 以下制程芯片制造業(yè)，需要新建一批具有較高硬件水平的晶圓廠(chǎng)，同時(shí)，為這些工廠(chǎng)提供建設、材料、設備和服務(wù)支持的周邊企業(yè)也會(huì )隨之在日本本土發(fā)展起來(lái)。這些會(huì )帶來(lái)越來(lái)越多的國際合作，頻發(fā)地震會(huì )對國際企業(yè)在日本建廠(chǎng)產(chǎn)生影響。

由于半導體生產(chǎn)的高精密特點(diǎn)，地震成為日本完善本土半導體供應鏈的不確定因素。半導體產(chǎn)品對震動(dòng)環(huán)境控制要求極高，小級別地震可能導致產(chǎn)線(xiàn)上晶圓的良率下降，中大級別地震會(huì )破壞制造設備，光刻、刻蝕、離子注入等芯片制造流程對震動(dòng)非常敏感，相關(guān)半導體設備的減振臺可以減輕地震對設備造成的不利影響，但多頻次、高強度地震會(huì )損害設備。震后需要進(jìn)行設備修復和產(chǎn)線(xiàn)調試等工作，弄好以后才能恢復生產(chǎn)。