【專欄】雙矽三角競合：日本半導體數位群島轉型2.0戰略

文/蔡鎤銘（淡江大學財務金融學系兼任教授）

引言

日本自2022年起啟動的新一輪半導體復興政策，擺脫了過去「進度緩慢、資源零散、淪為紙上談兵」的批評，以充足的資金、明確的戰略節奏迅速推進社會實裝，令國際社會刮目相看。這波政策整合了產業界、金融界、學界乃至海外夥伴，形成共同推進的生態系統。第一階段透過引進台積電（TSMC）進駐熊本強化供應鏈，已創造顯著經濟效益；第二階段則透過設立拉皮達斯（Rapidus）切入先進邏輯製程，並在千歲據點成功試產2奈米晶片。隨著NTT光電融合計畫於2024年正式啟動，日本的半導體數位戰略正進入以生態系統建構為核心的2.0新時代。

從供應鏈強化到生態系統建構

日本半導體數位政策的資金規模已超過10兆日圓，涵蓋從前段製程、後段製程、設計到材料設備的完整範疇。根據新能源產業技術綜合開發機構（NEDO）的基金事業規劃，後5G資訊通信系統基礎強化研究開發事業投入2.68兆日圓，綠色創新基金事業投入2.75兆日圓用於功率半導體，特定半導體基金與穩定供應確保支援基金也分別挹注超過2兆日圓。這些資金不僅投入拉皮達斯與台積電熊本廠（JASM），也廣泛支持鎧俠（Kioxia）、美光（Micron）、索尼（Sony）等企業在先進記憶體、感測器及製造設備領域的發展。

這波政策強調基礎建設與人才培育並行。日本半導體產業面臨4.3萬名以上的人才缺口，產官學界已自發性展開各項教育計畫，例如電子資訊技術產業協會（JEITA）半導體部會每年舉辦的「半導體人生遊戲」，以及熊本大學等學術機構相繼開設的半導體專業學程，顯示生態系統的建構已從硬體投資延伸到人力資本的深耕。

拉皮達斯與台積電的戰略錯位與互補

拉皮達斯於去年夏天成功完成2奈米電晶體試作與動作驗證，進度超出預期，讓原先抱持觀望態度的設備與材料廠商開始積極參與。技術上，拉皮達斯採用IBM的奈米片（nanosheet）GAA結構，並導入對縮短生產週期至關重要的單片式製程，在AI資料中心等應用領域展現競爭優勢。

在商業模式上，拉皮達斯與台積電走的是不同的道路。台積電熊本廠原先規劃以6奈米製程為主，近期已將第二廠調整為3奈米，且極有可能導入GAA結構，顯示其對日本據點的重視程度大幅提升。但台積電的本質是全球最大量的泛用型晶圓代工廠，其製程設計套件（PDK）以協助無晶圓廠客戶快速設計為核心。反觀拉皮達斯，更適合走向RUMS模式，從設計到後段製程一貫生產，以短交期、多品種中量產為特色，瞄準資料中心、車載與產業機械等利基市場。

製程設計套件的發展策略是拉皮達斯成敗的關鍵。拉皮達斯應因應小晶片（chiplet）時代的到來，整合後段製程、電子零件、OSAT與EMS，建立「整合型系統PDK」。日本在類比、光電、被動元件與嵌入式系統等領域具備深厚基礎，完全有能力建構台積電難以複製的差異化競爭壁壘。

台灣在雙矽三角中的樞紐地位

當今全球半導體格局正從西方主導的扁平結構走向分化，中國大陸自給自足的戰略、歐美與日本對台灣晶圓代工與封測高度依賴所衍生的脆弱性，都使台灣成為地緣政治的焦點。胡佛研究所提出的「矽三角」（Silicon Triangle）概念描繪了美國、台灣、中國大陸三方在半導體領域的競合關係，若將日本與韓國納入，則形成雙重矽三角結構。台灣在這兩個三角中均居樞紐位置。

從產業結構來看，各國的發展路徑存在根本差異。台灣是水平分工且以硬體製造為導向，在晶圓代工、封測領域居全球領先；美國以水平分工結合軟體與系統設計為主；韓國採取垂直整合模式，在記憶體市場形成壟斷地位；中國大陸兼具垂直整合與軟體、AI的戰略性布局。日本與各國均易於合作，但與垂直整合傾向強烈的韓國、中國大陸在技術交換上難度較高。台灣面臨五缺問題與計算基礎設施挑戰，而日本在製造設備、材料、數位基礎設施與資料中心整備方面擁有優勢，雙方互補性極高。

面對地緣政治與供應鏈風險，九州與台灣應被視為一個完整的半導體生態系統。九州擁有相對穩定的水電基礎設施，一旦第一島鏈發生危機，不僅台灣受衝擊，沖繩與九州也將暴露於風險之中。日本與美國、台灣三方的協作至關重要，應透過半導體與資料中心基礎設施的整合，共同建構「高科技防護盾」。此外，亞太地區的數位基礎設施正面臨中國大陸華為的強勢擴張，確保此區域資料中心與基地台的自主性，不僅是經濟議題，更是國家安全的核心課題。

科學園區中設計中心與資料中心的重要性

未來的半導體科學園區，必須實現前段製程、後段製程、研發與資料中心（DC）的毗鄰整合。資料中心不僅是半導體的主要用戶，更是研發與製造的關鍵基礎設施。過去許多製造業將工廠與研究所分開設置，但如今在半導體領域，由於技術的連續性與橋接效應至關重要，將研究所設於生產現場附近已成為常態。索尼在感測器領域維持競爭力、鎧俠與美光的成功，都與此一布局密切相關。

在技術開發層面，提升良率與縮短生產週期需要導入數位孿生技術，透過高速模擬比對真實生產現場的結果，回饋至設計與製造環節。此一過程仰賴大量AI伺服器組成的資料中心，若採用雲端服務，將面臨安全性與延遲問題，因此資料中心必須與工廠及研究所相鄰設置。目前九州、東北、廣島等地正在推動的科學園區構想，應同步規劃後段製程與資料中心的設置。日本在類比、光電、零件與嵌入式系統領域具備獨特優勢，設計中心的設置應選擇能夠充分發揮這些優勢的地點，與應用場域緊密結合。

結語

拉皮達斯以IBM技術為基礎，成功完成2奈米GAA試作與驗證，以RUMS模式瞄準多品種中量市場，其成敗關鍵在於戰略性製程設計套件的整備。台積電將熊本第二廠轉向3奈米製程，顯示日本據點的重要性正顯著提升。全球半導體產業形成美、台、大陸與日、韓、台的「雙矽三角」結構，台灣居於樞紐，日本則在設備、材料與基礎設施方面具備優勢。

九州與台灣應視為一體化的半導體數位經濟圈，透過日美台三方協作建構「共同高科技防護盾」。在科學園區規劃上，前後段製程、研發與資料中心的毗鄰整合是關鍵。日本應善用其在類比、光電與嵌入式系統等領域的優勢，唯有把握這最後的機會，才能真正實現半導體數位群島轉型2.0的願景。