地震，日本半导体产业连遭重创

文｜半导体产业纵横

2024开年第一天，日本中北部地区发生7.4级地震，震中位于石川县能登地区，灾情主要发生在石川县、新潟县和富士县。此次地震，对日本半导体产业造成了一定影响。

日本半导体产业主要集中在九州，本州的关东、东北地区，北海道仅有Rapidus一家企业。九州聚集的半导体企业最多，如东芝、NEC、瑞萨电子、索尼、胜高（SUMCO）等；东北地区包含仙台和福岛相邻的周边，瑞萨电子、胜高和信越化学（Shin-Etsu Chemical）都有设厂。

目前，在此次地震区域设厂的企业包括MLCC大厂村田的金泽村田制作所、东芝、Ferrotec、SBTechnology、KEC、国际电气等。其中，金泽村田制作所位于石川县，不过，地震中心不在村田的主要厂区。行业人士表示，此次地震对村田的影响应该不大，因为村田在日本多处设有工厂，加上目前产能利用率尚未满载，有较多的冗余空间。

小松村田制作所位于石川县小松市，生产智能手机使用的WiFi、Bluetooth模组，主要客户为iPhone，由于村田集团内并无同类型的工厂，且工厂所在地的小松市地震强度为5级，可能会影响iPhone零组件供应。

金泽村田制作所位于石川县白山市，主要生产频率为700MHz~3.5GHz的SAW滤波器，主要用于手机、GPS，虽然村田制作所仍有仙台工厂生产700MHz~2.7GHz的SAW滤波器，但因金泽工厂生产较高频的产品，且此次金泽市地震强度为5级，而村田制作所SAW滤波器的全球市占率接近50%，地震影响难以避免，会对相关供应链产生一定的冲击。

东芝在石川县新建了一座功率器件晶圆厂，预计2024年投入量产，此次地震是否会影响投产进程，还有待观察。

日本是NAND和DRAM存储器生产大国，生产重镇位于三重县和广岛县，此次，这两个地区的地震强度为2级和1级，对相关晶圆厂影响不大。

Ferrotec集团的日本子公司Ferrotec Material Technologies Corporation于2022年宣布在石川县能美郡川北町建设石川第三工厂，该厂计划生产陶瓷材料和加工产品，计划于2024年夏季开始投入运营。

硅晶圆方面，SUMCO山形县厂区地震强度为2~3级，九州和北海道的5座工厂未受地震影响。

01、 对国际合作工厂的影响

近些年，有越来越多的国际厂商在日本合资建厂，此次地震，对相关企业也产生了一定影响。

晶圆代工方面，台积电23A厂区位于九州熊本，目前已规划1、2厂，其中，1厂预计在2024下半年量产，主要生产12nm、16nm、22nm和28nm制程的ISP、CIS和车用相关芯片。此次，该地区的地震强度为1~2级，对相关工厂的影响有限。

联电的三重县12英寸晶圆厂USJC主要生产40nm、65nm、90nm制程的逻辑IC和功率器件（IGBT、MOSFET），约占联电总产能约9%。此次，该地区的地震强度为4级，对工厂生产有一定影响。

封测厂方面，力成日本厂（Teraprobe）主要生产MCU，厂房位于九州熊本，日月光日本封测厂在高畠市，此次地震强度为4级，影响有限。

在日本，新唐与Tower的合资企业TPSCo，一共有三处生产基地，分别位于富山县鱼津市、富山县砺波市和新潟县妙高市，包括8英寸和12英寸晶圆厂，都在地震中心附近。

TPSCo主要生产车用芯片，产品涵盖射频、高性能模拟、整合式电源管理、CMOS图像传感器（CIS）等芯片，制程在45nm及以上，也有封装和测试服务。新唐表示，地震的实际影响仍在盘点中。

02、 总体评估

此次地震主要影响的是日本西海岸相关城市，而日本半导体产业的主要聚焦地位于日本的东海岸周边，以及九州地区，预计此次地震对于日本半导体产业影响相对较小。

有机构认为，目前，全球整体半导体晶圆厂的产能利用率为50~60%，若最坏情况发生，日本石川半导体工厂无法运营，全球其它厂产能很快就可以补上，且目前各厂商手中仍有库存，因此对整体产业影响有限。

03、 以往地震的影响

日本是个地震灾害多发国，在过去20年的时间里，曾经发生过多次地震，对其本土半导体产业的影响还是比较大的，这也是日本发展半导体制造业，特别是16nm以下先进制程的隐忧。

2011年，日本福岛发生9级大地震，当时，东芝位于震中附近的岩手县工厂停产，瑞萨电子的8个产线被迫停工，3个月后才陆续复工生产。富士通半导体厂和Motorola在日本的半导体工厂也受到了影响。如此大规模的地震，众多模拟芯片和器件工厂停产，在当时引起了一波涨价潮。

2016年4月，九州熊本县发生6.5级地震，当时，索尼、瑞萨电子和三菱电机等企业工厂停产，对当时的全球半导体市场产生了明显影响，特别是CIS传感器，多家手机厂商纷纷向索尼的竞争对手三星下单抢货。

2021年2月，福岛近海发生地震，瑞萨电子在与福岛县相邻的茨城县境内有一座工厂，地震后，这座工厂不得不停产。那次地震，受冲击最大的应用细分是汽车芯片，对于当时的缺货潮来说，是雪上加霜。

2022年3月，日本发生7.4级地震，宫城县和福岛县受灾严重。当时，村田制作所、索尼、瑞萨电子、信越等多座工厂都停工了。

基于半导体的工艺特性，停产后恢复生产必须重新设置生产参数，因此，停产前未能生产完成的产品全部废弃，这不仅给企业带来损失，还进一步加剧了市场上的缺货状况，导致价格飞涨。

当时，福岛县相关企业主要进行8英寸晶圆的代工和存储芯片生产，以及硅片的生产，停产使得相关产品供不应求，带来价格上涨，尤其是用于生产汽车芯片的8英寸晶圆产线，地震进一步加剧了汽车芯片全球大缺货。瑞萨电子在震中附近的3座工厂的生产受到影响，其中两座完全停工，一座工厂部分生产线停工。地震后，丰田和日产汽车公司停止了日本北部工厂的运营。

当时，受影响的那珂工厂是瑞萨电子重要的汽车芯片生产基地，在那珂工厂生产的芯片中，三分之二的产品是汽车芯片。该工厂还于2021年因火灾事故而停工，进一步恶化了全球缺芯状况。

04、 地震是否会对日本半导体发展战略产生影响？

在半导体材料和设备方面，日本在全球具备很强的竞争力和影响力。

据SEMI统计，日本企业在全球半导体材料市场上所占的份额达到52%，而北美和欧洲分别占15%左右。在制造芯片的19种主要材料中，日本有14种位居全球第一，如硅片（信越、胜高）、光刻胶（JSR、东京应化、富士材料）、光掩模（DNP、日本凸版印刷）、键合引线、模压树脂和引线框架等。

半导体设备方面，来自VLSI Research的数据显示，在全球TOP15半导体设备厂商中，有7家来自日本，分别是东京电子、爱德万、SCREEN、Hitachi High-tech、Kokusai Electric、尼康、Daifuku。

然而，在芯片制造，特别是逻辑芯片制造方面，日本明显落后于全球其它先进地区。近几年，日本正在大力发展本土的芯片制造业，特别是在28nm以下制程（以12nm、16nm和22nm为主），以及最先进制程工艺（2nm及以下）产线建设方面，政府给予了很多政策和资金支持。

日本的半导体基本战略可以概括为"三步走"：一、强化已有的半导体制造基础；二、通过国际合作学习先进半导体技术，并建立起日本国内的生产体制；三、通过国际合作建立起最前沿的技术基础。

为了在日本加速建立起先进制程芯片的制造能力，日本政府在2021财年追加了6170亿日元的财政预算，2022财年再次追加4500亿日元。截至2022年9月，经济产业省共通过了3项先进制程半导体制造项目，主要包括：台积电、索尼与电装在日本熊本县的工厂（JASM），主要生产28nm、22nm、12nm、16nm制程逻辑芯片；KIOXIA与西部数据在日本三重县的工厂，主要生产第6代3D NAND Flash；与美光合资在广岛县建厂，主要生产1β制程DRAM。

在成熟制程方面，日本政府也很重视本土生产能力的提升，以及对配套材料和设备等周边厂商的支持。其中，对供应链高度重要的半导体生产设施的脱碳化·更新化补助金项目共通过了30项补贴（合计补贴金额为465亿日元），涵盖日本国内81个成熟制程晶圆厂中的27个（覆盖率达到33%），预计可将日本成熟制程芯片生产能力提升15%以上（与2019年对比）。

根据以上标准，日本政府在2023年4月公布了对瑞萨电子（主要针对汽车和工业用MCU）和Ibiden（生产FC-BGA基板）两家厂商扩产计划的资助，合计补贴金额为564亿日元。

在2nm及更先进制程研发和制造方面，日本政府也在大力扶持，运营实体是由国内外多家企业合资组建的Rapidus公司，主要工作是2nm研发，并尽量缩短从设计到前道+后道制造的时间，晶圆厂的建造，以及与前沿制程设计、材料和设备相关的技术研究中心的建设（LSTC，Leading-edge Semiconductor Technology Center），还有Rapidus试生产和未来量产产线的建设。Rapidus的半导体工厂设在北海道千岁市，计划在2025年完成试生产产线建设，并在2027年前后建起量产产线。

功率半导体方面，日本要大力发展以SiC、GaN和Ga2O3为代表的宽禁带半导体材料和工艺。在SiC领域，日本企业罗姆在全球范围内具备较强的竞争力，该公司的SiC半导体和基板材料全球市占率分为17%和15%，其它日本厂商在SiC方面的进展较为缓慢。还需要加快发展速度，这时，政府的政策和资金支持就显得很重要。

综上可见，日本要大力发展本土28nm以下制程芯片制造业，需要新建一批具有较高硬件水平的晶圆厂，同时，为这些工厂提供建设、材料、设备和服务支持的周边企业也会随之在日本本土发展起来。这些会带来越来越多的国际合作，频发地震会对国际企业在日本建厂产生影响。

由于半导体生产的高精密特点，地震成为日本完善本土半导体供应链的不确定因素。半导体产品对震动环境控制要求极高，小级别地震可能导致产线上晶圆的良率下降，中大级别地震会破坏制造设备，光刻、刻蚀、离子注入等芯片制造流程对震动非常敏感，相关半导体设备的减振台可以减轻地震对设备造成的不利影响，但多频次、高强度地震会损害设备。震后需要进行设备修复和产线调试等工作，弄好以后才能恢复生产。