索尼長(zhǎng)崎科技工廠,，左邊灰色建筑物為Fab 5,。（圖片出自：limo）

　　本文的三個(gè)觀點(diǎn)：

　　·人們對(duì)于全球最大半導(dǎo)體代工廠（Foundry）TSMC在日本國(guó)內(nèi)建設(shè)量產(chǎn)工廠的期待越來(lái)越高,。

　　·有觀點(diǎn)提出，可能會(huì)與大型圖像傳感器（CMOS）廠家索尼合作建廠,。

　　·但是,，考慮到各種條件，TSMC很有可能以獨(dú)資的形式赴日建廠,。

　　五月末,，各家媒體爭(zhēng)相報(bào)道“由日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省帶頭，索尼和TSMC將在日本建設(shè)半導(dǎo)體工廠”,。此外,，進(jìn)入六月份，又以中國(guó)臺(tái)灣媒體為中心,，出現(xiàn)了“索尼,、豐田汽車、三菱電機(jī)與TSMC合作,，在日本建設(shè)半導(dǎo)體工廠”的新聞,，人們對(duì)TSMC赴日建廠的期待越來(lái)越高。不管怎么說(shuō),，都不是準(zhǔn)確,、真實(shí)的信息，本文以索尼和TSMC為中心,，論述二者合資建廠的可能性是否存在,。

　　分工合作，實(shí)現(xiàn)索尼的“堆疊式”

　　受到當(dāng)下車載半導(dǎo)體供給不足的影響,，為了強(qiáng)化作為戰(zhàn)略物資的半導(dǎo)體的日本國(guó)內(nèi)供應(yīng)鏈,，以日本政府和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省為中心，正努力吸引TSMC赴日建設(shè)半導(dǎo)體工廠。此外,，還有一個(gè)目的是希望借助TSMC的技術(shù)力量,，將日本半導(dǎo)體行業(yè)“丟失”的40納米以下的邏輯半導(dǎo)體工藝帶到日本。

　　迄今為止,，索尼和TSMC已經(jīng)有過(guò)合作,。索尼擁有全球CMOS Image Sensor（CIS）市場(chǎng)50%以上的份額，處于絕對(duì)優(yōu)勢(shì),，其80%的生產(chǎn)量由一種被稱為“堆疊式”的CIS占據(jù),。所謂堆疊式指的是分別制造用于攝像的傳感芯片和處理信號(hào)的邏輯芯片后，將二者貼合在一起的技術(shù),。索尼將研發(fā)的資源集中在其擅長(zhǎng)的傳感器芯片生產(chǎn)（Master工藝）和與邏輯芯片的貼合方面,，實(shí)現(xiàn)了高于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的高清畫(huà)質(zhì)和生產(chǎn)良率；索尼將邏輯芯片的代工交給擅長(zhǎng)微縮工藝的TSMC,，以分擔(dān)生產(chǎn)和投資,，獲得了如今的市占率。

　　赴日的條件是“客戶”,、“資金”,、“技術(shù)”

　　要想吸引TSMC赴日建設(shè)半導(dǎo)體工廠，必須要有對(duì)TSMC而言有利的優(yōu)勢(shì),?！叭毡鞠Ｍ麖?qiáng)化半導(dǎo)體供應(yīng)鏈”、“日本正因半導(dǎo)體不足而受困”等理由都無(wú)法吸引TSMC,，畢竟是企業(yè),，盈利才是海外建廠的必要條件。此外,，赴日建廠是否有吸引力還要看是否有“客戶”,、“資金”、“技術(shù)”,。

　　如果TSMC赴日建廠,，可以推測(cè)的“客戶”有索尼（用于堆疊式CIS的邏輯芯片）和當(dāng)下供給不足的車載微控制器等產(chǎn)品。從一直以來(lái)的新聞報(bào)道以及電子Device產(chǎn)業(yè)新聞的采訪來(lái)看,，TSMC的日本工廠應(yīng)該是具備28納米一一16納米工藝,、月產(chǎn)能為5萬(wàn)一一6萬(wàn)（300mm，由一期和二期的2萬(wàn)一一3萬(wàn)構(gòu)成）,。但是,，僅僅生產(chǎn)用于CIS的邏輯芯片和車載微控制器似乎很難“填滿”每月5萬(wàn)一一6萬(wàn)的生產(chǎn)產(chǎn)能。

　　文章開(kāi)頭還提到了作為合作方的豐田汽車和三菱電機(jī)等企業(yè),，據(jù)說(shuō)豐田汽車未來(lái)將自行設(shè)計(jì)車載高端處理器,、并委托給TSMC代工,；未來(lái)，三菱電機(jī)在量產(chǎn)300mm晶圓的功率半導(dǎo)體之際,，也會(huì)交給TSMC代工,。但是，由于28納米一一16納米的工藝節(jié)點(diǎn)過(guò)于微縮化,，無(wú)法用于功率半導(dǎo)體,，因此TSMC就必須要籌備更多的工藝節(jié)點(diǎn)。

　　TSMC喊話：“希望擴(kuò)大CIS客戶群”,！

　　下面我們?cè)侔言掝}轉(zhuǎn)移到索尼和TSMC,。

　　如果要“填滿”TSMC在日工廠的產(chǎn)能，或者TSMC要獲得新客戶,，那么較有吸引力的條件就是“不僅要代工索尼的CIS邏輯芯片,，還要為索尼代工CIS Mater工藝”。對(duì)TSMC赴日而言,，代工被評(píng)價(jià)為全球最高畫(huà)質(zhì)的索尼的CIS Master工藝,，是三個(gè)“吸引力”標(biāo)簽中的“技術(shù)”。

　　就CIS Master工藝的代工而言,，也不是什么新鮮話題,。每當(dāng)CIS需求高漲,、供給緊迫的時(shí)候,，中國(guó)臺(tái)灣等地在幾年前就多次出現(xiàn)了“TSMC為索尼代工CIS Master工藝”的新聞。實(shí)際上,，一直以來(lái)（包括現(xiàn)在）兩家公司也都在為合作的可能性進(jìn)行討論,。

　　但是，兩家公司的合作能否實(shí)現(xiàn),，真的是十分微妙,！如今索尼的一部分Master工藝交給中國(guó)臺(tái)灣UMC的在日工廠一一USJC（United Semiconductor Japan）三重工廠代工。USJC三重工廠的前身是三重富士通半導(dǎo)體,，UMC收購(gòu)了富士通的工廠,，因此可以想象對(duì)于當(dāng)時(shí)的索尼而言有多么困難：自己的合作伙伴突然轉(zhuǎn)為了一家大型Foundry！對(duì)于索尼而言,，其先進(jìn)的Master工藝技術(shù)是否還能像之前一樣公布給新的代工廠,？

　　TSMC一直致力于擴(kuò)大CIS代工業(yè)務(wù)，因此可以說(shuō)客戶群中也有索尼的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,。因?yàn)門SMC是豪威科技（Omnivision,，CIS Fabless）的主要供應(yīng)商。但是,，如今豪威科技已經(jīng)被中國(guó)廠家收購(gòu),，因此CIS的供應(yīng)鏈已經(jīng)切換為以中國(guó)代工廠為主,。由于代工廠的變化，因此TSMC將其旗下子公司VisEra（從事生產(chǎn)用于CIS的On Chip Color Filter）獨(dú)立,、并賣掉了所持股份,，VisEra在今年四月于中國(guó)臺(tái)灣上市。

　　對(duì)于TSMC而言,，赴日建廠的契機(jī)之一是希望擴(kuò)大CIS的訂單（因?yàn)槭チ薈IS客戶）,，索尼和TSMC能夠達(dá)成共識(shí)呢？

　　Cu-Cu鏈接技術(shù)極具吸引力

　　TSMC關(guān)注的另一方面是索尼特有的技術(shù)一一Cu-Cu鏈接,。如今,，索尼將Cu-Cu鏈接技術(shù)用于貼合CIS芯片和邏輯芯片時(shí)的導(dǎo)通技術(shù)中。以前,，需要凸點(diǎn)（Bump）來(lái)連接芯片,，由于凸點(diǎn)（Bump）的尺寸需要達(dá)到50um左右，而隨著CIS的多像素化發(fā)展,，如果想把凸點(diǎn)與針（Pin）數(shù)較多的邏輯芯片相結(jié)合的話,，就很難再縮小芯片的尺寸。但是,，Cu-Cu鏈接技術(shù)不是縮小凸點(diǎn)的尺寸,，而是縮小節(jié)距（Pitch），因此,，不需要在意芯片尺寸,，就可以實(shí)現(xiàn)多像素化和邏輯芯片的高性能化。

　　對(duì)TSMC而言,，相對(duì)CIS Mater工藝,，Cu-Cu鏈接技術(shù)似乎更有吸引力。因?yàn)镃u-Cu鏈接技術(shù)可以將TSMC擅長(zhǎng)的高端邏輯芯片與存儲(chǔ)芯片,、其他邏輯芯片,、功能區(qū)塊芯片以較小的節(jié)距（Pitch）連接起來(lái)，能夠獲得更高的性能,，可以說(shuō)對(duì)于近年來(lái)火熱研發(fā)的3D-IC技術(shù)而言是極其重要的技術(shù),。

　　Cu-Cu鏈接技術(shù)的通用性極高，且對(duì)索尼進(jìn)一步提高CIS功能而言十分重要,，因此,，如上文所述，與CIS Master工藝一樣,，對(duì)于索尼而言很難再交給外部廠商生產(chǎn),。

　　對(duì)于“Master工藝的微縮化”而言，索尼有優(yōu)勢(shì)

　　當(dāng)然,，對(duì)于索尼而言,，加深與TSMC的合作既有意義也有利益,。如果將CIS Master工藝委托給TSMC生產(chǎn)，可以減輕索尼對(duì)微縮化技術(shù)的投資負(fù)擔(dān),。

　　在像素尺寸為0.8um的CIS量產(chǎn)方面,，索尼全球領(lǐng)先，有效像素為4800萬(wàn)的CIS已經(jīng)商用,，且提高了在智能手機(jī)方向的市占率,。但是，在0.7um的微縮化方面,，索尼落后于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手一一三星電子,，且三星已經(jīng)將1億800萬(wàn)像素的CIS產(chǎn)品商品化。索尼也計(jì)劃今年秋季開(kāi)始量產(chǎn)0.7um產(chǎn)品,，未來(lái)當(dāng)需要0.6um的情況下,，可以利用TSMC的微縮化技術(shù)。從商品化速度和設(shè)備負(fù)擔(dān)來(lái)看,，這一優(yōu)勢(shì)對(duì)索尼而言有很大的吸引力,。

　　不需要擔(dān)心“資金”

　　就三點(diǎn)中的“資金”而言，沒(méi)有必要擔(dān)心,！

　　如果TSMC確定要在日本建廠,，日本政府、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省即使動(dòng)用所有的補(bǔ)助政策,，也要支援一半的建廠費(fèi)用,。

　　TSMC已經(jīng)接受了美國(guó)政府的邀請(qǐng)，在美國(guó)亞利桑那州建設(shè)5納米工藝的新工廠,。計(jì)劃2024年開(kāi)始運(yùn)營(yíng),。對(duì)于TSMC而言，美國(guó)有占TSMC銷售額60%一一70%的優(yōu)秀Fabless客戶,。從這一點(diǎn)來(lái)看，TSMC就無(wú)法拒絕美國(guó)政府的邀請(qǐng),，而且,，也不難想象的是美國(guó)政府應(yīng)該也給TSMC在資金方面進(jìn)行了多方支援。實(shí)際上,，在TSMC的2021年4月一一6月的財(cái)報(bào)說(shuō)明會(huì)上,，當(dāng)有提問(wèn)提到美國(guó)政府的支援時(shí)，TSMC表示：“在美國(guó)國(guó)會(huì)上,，獲得了諸多黨派的支持,，十分樂(lè)觀”。

　　因此,，日本無(wú)法提出“日本不進(jìn)行資金支援”這樣的觀點(diǎn),。

　　兩家公司都各自建設(shè)自己的新工廠,，是否合適？

　　之前,，索尼表示已經(jīng)向熊本縣菊陽(yáng)町（熊本科技分公司所在地）申請(qǐng)了新的工廠用地,，是有意建設(shè)新工廠的。此外,，TSMC也在2021年4月一一6月的財(cái)報(bào)說(shuō)明會(huì)上提出“不排除一切可能性,，就在日本建設(shè)晶圓代工廠一事，我們正在盡職盡責(zé)地進(jìn)行調(diào)查（Due Diligence Process）”,，明確表示正在討論赴日建廠的事宜,。

　　未來(lái)也可能會(huì)出現(xiàn)其他新奇的方案。甚至可能會(huì)出現(xiàn)“索尼正在計(jì)劃建設(shè)的熊本新工廠,，其實(shí)是與TSMC的合資工廠”一一這樣的說(shuō)法,。此外，再加上上文中的豐田汽車,、三菱電機(jī)等公司,，很可能出現(xiàn)其他新方案。

　　但是,，綜上所述,，如果僅關(guān)注索尼和TSMC，“兩家公司合資在日本建廠”的可能性會(huì)很低,！當(dāng)年TSMC進(jìn)入中國(guó)南京時(shí),，斷然拒絕了中國(guó)的“一般情況下，以與中國(guó)當(dāng)?shù)仄髽I(yè)合資的形式建廠”的條件,，以獨(dú)資的形式建設(shè)了南京工廠,。以此來(lái)推測(cè)，TSMC赴日建廠的條件絕對(duì)不是“合資工廠”,，就“日本政府,、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省必須要為TSMC準(zhǔn)備好客戶”這一觀點(diǎn)而言，不過(guò)是戲弄媒體的把戲罷了,。

　　索尼,、TSMC分別在日本建設(shè)新工廠，且繼續(xù)維持迄今為止的關(guān)系,。此外,，從現(xiàn)時(shí)間點(diǎn)來(lái)看，索尼在剛剛運(yùn)營(yíng)的長(zhǎng)崎Tech Fab5工廠,、即將建設(shè)的新工廠中獨(dú)自致力于CIS Master工藝的微縮化技術(shù)研發(fā),，且繼續(xù)僅將用于堆疊式CIS的邏輯芯片交給TSMC代工，似乎是更合適一些,。

　　最后,，再追加一句,，即使TSMC赴日建廠，雖然日本的半導(dǎo)體供應(yīng)鏈可以更穩(wěn)固,，但日本的半導(dǎo)體廠家并不會(huì)變得更強(qiáng)大,。如果希望提高日本的半導(dǎo)體自給率，希望日本政府,、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省對(duì)于未來(lái)建廠的日本半導(dǎo)體廠家給與相應(yīng)的資金支援,。

　　圍繞TSMC赴日建廠，雖然出現(xiàn)了各種各樣的報(bào)道,，如上文TSMC在財(cái)報(bào)說(shuō)明會(huì)上回答的一樣“目前處于討論階段”,。為了繼續(xù)保持較高的稼動(dòng)率、很好地運(yùn)營(yíng)工廠,，存在諸多問(wèn)題（如確?？蛻簦缃駚?lái)看還需要時(shí)間才能得出具體結(jié)論,。