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台积电拟将日本熊本二厂升级至3nm工艺,总投资达170亿美元

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2月5日,台积电首席执行官魏哲家在东京证实,公司计划在日本南部熊本县的第二座晶圆厂量产3纳米先进制程芯片。此举标志着日本将首次具备3nm半导体的本土制造能力,也意味着台积电对其原定在日本的产能布局进行重大调整。

据《读卖新闻》早前报道,该项目总投资规模预计达170亿美元(约合2.6万亿日元),远高于最初规划的122亿美元。台积电原计划在熊本第二工厂生产6至12纳米芯片,主要面向日本国内汽车与工业客户。但随着人工智能(AI)芯片需求激增,公司决定将该厂升级为先进逻辑制程生产基地,以满足全球对高性能计算芯片的迫切需求。

台积电在日本的首座晶圆厂已于2024年底在熊本投产,采用28/22纳米及16/12纳米工艺,主要为索尼等本地客户生产图像传感器(CIS)等产品。尽管初期运营良率表现良好,但受汽车芯片需求疲软影响,产能利用率一度承压。

然而,AI浪潮的爆发彻底改变了市场格局。作为英伟达、AMD等AI芯片巨头的核心代工伙伴,台积电当前最先进的3nm及更先进制程产能几乎全部集中于中国台湾地区。面对全球客户对AI加速器、数据中心处理器的强劲订单,台积电正加速推进海外先进制程布局。

除日本外,台积电在美国亚利桑那州的第二座晶圆厂也计划于2027年导入3nm工艺,整体在美投资规模预计达1650亿美元,目标是将约30%的先进芯片产能转移至美国。

台积电此次工艺升级获得日本政府高度关注。此前,日本政府已批准向熊本第二工厂提供最高7320亿日元(约合48亿美元)的补贴,用于支持其初期建设。鉴于工艺升级带来的更高技术门槛与资本支出,日本政府正考虑追加财政支持。

日本经济产业省将半导体视为“国家战略物资”,并积极推动本土制造能力重建。在台积电之外,日本本土企业Rapidus(由丰田、索尼、NTT等八家日企联合成立)也正在北海道千岁市建设先进制程产线,目标是从2027财年起量产2纳米芯片。

值得注意的是,日本政府认为Rapidus与台积电的业务定位存在差异:前者聚焦于未来2nm及以下技术的研发与小批量生产,后者则以大规模商业化3nm制造为主,两者应用场景不同,暂不构成直接竞争。

3纳米制程是当前全球最先进的量产工艺之一,具备更高晶体管密度、更低功耗与更强性能,广泛应用于AI训练芯片、高性能服务器CPU、自动驾驶计算平台及高端移动处理器。此前,日本虽在材料、设备和部分芯片设计领域具有优势,但在先进逻辑芯片制造环节长期缺位。

台积电熊本3nm工厂的落地,将使日本首次跻身全球高端半导体制造版图。魏哲家表示:“我们相信这座晶圆厂将进一步推动当地经济增长,而最重要的是,为日本的人工智能产业筑牢发展根基。”他还透露,台积电正与日本客户及合作伙伴就AI产业链多个关键环节展开深入磋商。

根据台积电1月财报会议披露的信息,熊本第二工厂已于2025年10月正式动工,具体投产时程与产能爬坡节奏将“根据客户需求与市场行情动态调整”。考虑到3nm设备交付周期较长,业界普遍预计该厂最早将于2028年前后实现量产。