日本大膽爭取重掌半導體領導地位
在日本最北端島嶼上，千歲市迎著強風，一段國家產業史的新篇章正以驚人速度展開。由政府支持、於2022年成立的半導體新創公司Rapidus，在創立短短三年內試產出2奈米（2nm）電晶體，也就是全球最先進的晶片之一，震撼全球科技界。這項了不起的成就由精力充沛、73歲的工程師小池淳義領軍，展現日本決心重返半導體產業。日本曾在這個領域居於主導地位，後來卻敗給台灣、南韓和美國的競爭對手。
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然而，日本投入數十億美元振興半導體產業，所涉利害遠不止企業競爭。半導體競賽如今攸關國家安全、經濟韌性與科技自主。全世界都在關注：日本這場雄心勃勃的豪賭能否成功？還是會在激烈的全球競爭與艱鉅的內部挑戰下功敗垂成？
從全球稱霸到衰退：日本如何失去優勢
日本半導體產業曾令全球稱羨。1980年代，日本企業掌控全球逾半動態隨機存取記憶體（DRAM）晶片市場，為電腦到消費性電子產品等各種設備提供運算能力。然而，一連串衝擊，包括與美國的貿易爭端、日圓快速升值，以及未能轉向新興的邏輯晶片與無晶圓廠—晶圓代工商業模式，導致日本產業盛極而衰。到了2000年代，日本在全球半導體市場的占比已暴跌至約10%。
這帶來深遠影響。日本電子產品貿易順差逐漸消失，並於2022年轉為逆差。COVID-19疫情暴露全球供應鏈的脆弱性，晶片短缺重創日本重要的汽車產業。同時，美中科技競爭日益激烈，加上地緣政治動盪風險升高，尤其是全球晶片製造重鎮台灣面臨的風險，更凸顯過度依賴外國供應商的隱憂。
半導體為何重要：國家安全與經濟存續
半導體是現代裝置的「大腦」，從智慧型手機、電動車到人工智慧（AI）和先進武器，都仰賴半導體運作。正如JAPAN Forward指出，半導體不只是工業產品，也是攸關國家安全的戰略物資。如今，設計和製造尖端晶片的能力，被視為實現經濟自主與科技領導地位的必要條件。
有鑑於此，日本政府已將半導體自給自足列為首要任務。2022年《經濟安全保障推進法》將穩定供應晶片列為迫切的國家目標。決策者矢志確保日本能滿足自身需求及盟友需求，不受全球供應中斷或外交政策變局的掣肘。
Rapidus：日本半導體復興的旗艦計畫
日本復興策略的核心是Rapidus。這家公私合營企業由經濟產業省（METI）支持，並有豐田、索尼、NTT和軟銀等工業巨頭組成的企業聯盟參與。Rapidus獲得超過60億美元政府補助及額外民間投資，目標是在2027年前量產2奈米邏輯晶片，短短五年內跨越落後二十年的技術差距。
為達成目標，Rapidus已與全球領導企業建立合作關係：IBM提供其先進的全環繞閘極（GAA）晶片架構技術，比利時微電子研究中心（IMEC）則提供極紫外光（EUV）微影技術專業。公司已派遣逾150名工程師前往IBM位於紐約的研究中心及IMEC在比利時的實驗室密集受訓。2023年12月，Rapidus成為首家向荷蘭供應商艾司摩爾（ASML）購入EUV設備的日本企業，這是製造2奈米製程晶片的關鍵一步。
2025年7月，Rapidus宣布已在北海道晶圓廠成功試產2奈米電晶體。執行長小池淳義形容，對一家成立不到三年的公司而言，這是「令人難以置信的速度」。目前，試產線是關鍵的驗證場域，預計交付給博通等合作夥伴的原型晶片，將左右計畫未來的發展方向。
2奈米晶片為何如此重要？
「2奈米」指的是蝕刻在矽晶圓上的電晶體尺寸；電晶體越小，單一晶片上就能容納越多電晶體，進而提升效能與能源效率。這類晶片是AI、高效能運算，以及自駕車和6G電信等新世代應用不可或缺的技術。目前僅有台積電、三星和英特爾等少數企業競相將2奈米技術商業化，因此Rapidus的雄心更顯大膽。
日本多管齊下的策略：補助、結盟與生態系建構
日本半導體復興不只仰賴Rapidus。政府已公布全面計畫，預計2030年前投資逾650億美元，目標是將國內晶片銷售額提高至原來的三倍，突破15兆日圓。這項策略由幾大支柱構成：
- 大規模補助：2021年至2023年間，日本投入該產業3.9兆日圓（270億美元），以占GDP比重計，甚至超過美國《晶片法案》的投入。
- 吸引外國投資：全球最大晶片製造商台積電已與索尼和電裝在熊本設廠，並計畫興建第二座工廠。英特爾和美光等美國企業也在擴大日本業務。
- 研發中心：2022年成立的先進半導體技術中心（LSTC）負責協調先進研發工作，並與國際夥伴合作。
- 供應鏈韌性：日本投資重要基礎設施，例如法液空（Air Liquide）新建的空氣分離裝置，用於供應晶片製造所需氣體；同時也扶植國內材料與設備供應商。
- 人才培育：面對嚴重工程師短缺，日本正從海外招募人才，尤其是越南，並加強國內培訓計畫。
這些努力不僅為了恢復日本的製造實力，也要讓日本成為美國主導的安全先進半導體供應鏈聯盟中不可或缺的一環。
挑戰：資金、技術與人才短缺
儘管聲勢看漲，日本半導體復興仍面臨艱鉅障礙。正如The Diplomat和East Asia Forum所指出，有三大難關格外突出：
1. 鉅額資本需求
建造世界級晶圓代工廠，是成本最高昂的工業投資案之一。Rapidus估計需要5兆日圓（345億美元）才能達到量產規模，但目前從政府與民間投資人取得的資金僅占一小部分。雖然新法規允許政府提供更多支援及債務擔保，批評者仍質疑將納稅人的錢投入尚未經證明的事業是否明智。執行長小池希望吸引更多民間資金，以維持公司的自主性；然而，Rapidus缺乏實績，外界疑慮仍深。
2. 技術移轉的「死亡之谷」
將尖端研究轉化為可靠且高良率的量產技術，向來極為困難，這個階段常被稱為「死亡之谷」。Rapidus工程師正全力掌握IBM的GAA技術與EUV微影技術，但日本目前最先進的邏輯晶片技術仍停留在40奈米製程，落後領導業者二十年。即使成功生產2奈米原型晶片，要擴大至商業化產量並維持品質一致，仍是艱鉅挑戰。Rapidus及日本更廣泛的半導體雄心，能否成功或許就取決於是否跨得過這道門檻。
3. 人才荒
過去數十年，日本半導體產業從業人員大幅減少，許多資深工程師如今已年過50歲，或是在海外工作。日本預計將短缺4萬名工程師，加上出生率下降，問題更加嚴峻。為填補缺口，日本企業正與越南大學合作並招募國際人才，但要建立穩健的技術人才培育管道，仍需多年時間。
4. 在競爭激烈的市場爭取客戶
即使Rapidus克服技術與財務難關，仍須在由台積電和三星主導的市場贏得客戶；預計這兩家公司都將於2025年開始量產2奈米晶片，比Rapidus的目標早兩年。Rapidus雖已宣布與博通合作，並積極爭取矽谷企業，但能否取得足夠訂單維持營運，仍不明朗。小池希望藉由提供更短的交貨時間和專業服務，開拓利基市場，但公司能否獲利仍充滿變數。
戰略結盟與地緣政治棋局
日本半導體復興正值美中競爭升溫之際。美國、日本與荷蘭已協調出口管制，限制中國取得先進晶片製造技術，使日本在材料與設備方面的專業成為關鍵瓶頸。與此同時，日本也對全面與中國脫鉤抱持戒心，因為中國是日本最大的貿易夥伴，也是全球最大的半導體消費市場。2024年5月，時任首相岸田文雄與中國及南韓領袖承諾加強供應鏈合作，避免供應中斷。
這種微妙的平衡反映日本更廣泛的策略：分散供應鏈、深化與美國及歐洲的盟友關係，同時維持區域穩定。Rapidus與IBM和IMEC的合作，以及台積電、英特爾等企業增加投資，都是這項策略的核心。日本也正投資先進封裝、自動化和AI研究，以保持領先。
建構生態系：基礎設施、材料與自動化
振興半導體製造業，不只是興建晶圓廠。日本也大力投資相關支援生態系：
- 關鍵基礎設施：法液空新建的空氣分離裝置等計畫，將供應晶片製造及再生能源所需的關鍵氣體，支援半導體與綠色科技產業。
- 材料與設備：日本在光阻劑及其他晶片製造材料領域仍居全球領先地位，JSR和東京威力科創等企業扮演重要角色。
- 自動化與後段製程：與英特爾及日本企業合作推動組裝和測試自動化，以提升效率與競爭力。
- 能源供應：半導體晶圓廠耗能極高；穩定供電被視為Rapidus在北海道成功的關鍵，核能可能是供電來源之一。
風險、批評與產業政策的侷限
日本推動半導體產業並非毫無爭議。有些經濟學家警告，大規模補助可能扭曲市場，且未必能保證長期成功，尤其是美國、中國和南韓等競爭對手若持續加碼投資。經濟合作暨發展組織（OECD）和國際貨幣基金（IMF）提醒，以牙還牙的產業政策可能破壞全球貿易規則，並造成資源配置效率不彰。
公共支援能否長期維持，也令人憂心。面對財政壓力和人口老化，日本政府必須在戰略投資需求與財政整頓必要性之間取得平衡。「人才短缺日益加劇」的風險，以及如何將研發突破轉化為商業產品的挑戰，仍是重大難題。
成功對日本與世界意味著什麼
若日本半導體復興成功，可能帶來翻天覆地的改變。尖端晶片將推動新一代AI、自駕車和數位基礎設施，促進日本經濟成長並提升科技影響力。具韌性的國內供應鏈將強化國家安全，降低受到全球衝擊的風險。其連鎖效應將遍及汽車、再生能源等產業，並鞏固日本在全球科技生態系中的關鍵地位。
但前方道路仍充滿不確定性。正如East Asia Forum所指出，「看似耀眼的未必都是黃金」；失敗的風險確實存在，失誤的代價也可能十分高昂。目前，Rapidus在北海道的試產線既象徵希望，也考驗日本的決心。
摘要
- 日本正以高風險策略振興半導體產業，由Rapidus帶頭，目標在2027年前量產2奈米晶片。
- 政府已承諾提供逾650億美元補助與獎勵措施，吸引外國投資並打造健全的研發生態系。
- 主要挑戰包括鉅額資本需求、技術難關、嚴重人才短缺，以及激烈的全球競爭。
- 與IBM、IMEC、台積電等企業的戰略結盟是日本策略核心，同時也必須在美中關係之間取得平衡。
- 若能成功，將提升日本的經濟安全與科技領導地位；但失敗風險和市場扭曲問題仍不容忽視。
- Rapidus試產成果及爭取客戶的能力，將是決定日本半導體復興前景的關鍵。
