半導體後段製程新戰場，揭密台積電赴日盤算，瞄準「這個技術」

美中對抗下，半導體產業受高度重視，但風光一時的日本於台韓勢力崛起後，產業全球市占率僅 9% 左右。為避免日本擅長的材料、設備等產業隨客戶到美國設廠，導致日本產業空洞化，日本經濟產業省積極邀請台積電到日本設廠。

回應日本的期待，台積電2021年3月在日本成立了子公司「TSMC日本3D IC研究開發中心」。經產省5月31日更宣布，台積電將在茨城縣筑波市（相當於台灣的新竹科學園區）產業技術綜合研究所的無塵室，興建研究用生產線。2021年夏季開始整建，2022年正式投入研發。

半導體前段製程，已達極限

這項投資總工程費約370億日圓，經產省計畫補助逾半，達190億日圓。這項研發案，還有旭化成、基恩斯、信越化學工業、富士軟片、住友化學、島津製作所等日本約20家企業參與。

關於台積電應邀到日本設據點的原因，分析師指出，如果重點放在矽晶圓上製作積體電路的前段製程，因為要求快又精準，需要巨額投資，台積電已遙遙領先日本廠商，並不需要在日本。但後段封裝過程，如何堆疊時節省空間是日本的強項，且10年前政府就帶頭在筑波投資這方面的技術。

先前半導體的技術競賽，指的都是前段製程如何縮小尺寸，但現在幾乎已達技術極限。日本《鑽石週刊》分析，半導體業遊戲規則正在改變，原本後段製程認為附加價值低，現在卻和前段製程一樣躋身熱門領域；主要戰場已移到後段製程，而不再是一味比線路的微細化了。

半導體若要功能更強、成本更低，就要另闢戰場。這時候脫穎而出的就是後段工程的晶片3D封裝技術，因可減少多餘能源耗損，提高效率。例如講究輕巧的智慧型手機、AR或VR用頭盔等，都適合用到這種技術。此外，去年開始大家都在講碳中和，也使這項技術高度受重視。日本半導體業者指出，原本節省能源就是非做不可的事，但3D封裝技術現在變成最重要課題。

日本有多家企業擁有3D封裝技術。材料方面包括昭和電工材料（前日立化成）、JSR、揖斐電（Ibiden）、新光電氣工業等；製造設備有牛尾電機、佳能、迪斯科（Disco）、東京精密等，迪斯科和東京精密就獨占半導體切割設備市場。這些企業及一些研究所和大學，都在台積電合作開發的名單內。

事實上，2020年秋季全球半導體大缺貨時，電腦、遊戲機等設備的後段工程材料就供不應求。當時揖斐電還為此決定投資1,800億日圓增產高性能IC封裝基板，預定2023年開始量產。業界人士透露，由於日本基板不足，曾導致部分外國半導體廠無法量產。