早在2024年，日本在全球芯片生产中的份额就超过了50%，但今天已经下降到10%左右。
过去的三十年被视为日本半导体“失去的三十年”。
近年来，大国之间的科技竞争愈演愈烈，半导体产业链问题凸显。
一方面，近年来，日本专注于芯片制造领域，并且一直在加速。
2024年6月，日本首次发布“半导体数字化产业战略”，旨在通过巨额补贴吸引更多半导体巨头来日本投资建厂。
在寻求外援的同时，日本也在积极进行内部规划。 2024年8月，在日本的带领下，丰田、索尼、NTT、NEC、软银、电装、铠侠、三菱UFJ等8家日企共同出资组建半导体“复仇者联盟”，成立日本晶圆代工公司Rapidus，直接指向“2nm技术”，希望重现当年“日之丸半导体”的神话。
2024年8月，日本时隔两年再次修订《半导体数字产业战略》，为半导体产业的振兴制定了更明确的规划
加强半导体的制造基础和生产结构。
建立下一代先进半导体技术。
研发未来的开创性技术。
雄心勃勃的Rapidus先后与IBM和IMEC达成合作，全力支持Rapidus对2nm制程技术的研发，并加强日本半导体生态系统的培育和人才培养。
另一方面，日本**也招募了台积电、三星、美光、联电等晶圆厂商在日本建厂。
日本声称半导体技术正处于结构性转折点，芯片制造布局是巨大的机遇，也是日本重回全球半导体市场霸权的“最后机会”。
市场份额从巅峰时期的50%以上增长到今天的个位数，这是日本半导体亏损的写照。 然而，装备材料领域的垄断已经稳固了日本在产业链中不可替代的地位，站在风口浪尖的功率半导体也是日本最后的堡垒。
之前和之后的敌人
尽管日本企业被认为在半导体行业整体上处于低迷状态，但纵观整个功率半导体行业，日本仍然有很强的存在感。 根据 Omdia 2021 年的数据，全球前 10 大功率芯片中有一半是日本公司，三菱电机（第 4 名）、富士电机（第 5 名）、东芝（第 6 名）、瑞萨电子（第 9 名）和罗姆（第 10 名）。 这五家公司合计占全球功率芯片市场份额的20%以上。
尽管日本公司在前10名功率半导体中排名第5，但排名最高的三菱电机仅占6%左右的份额。 英飞凌近21%的市场份额相当于日本前五大制造商的总和。
英国《金融时报》曾表示，日本制造商的规模相对较小，因此难以扩大生产和营销规模。 日本制造商也对进行大量投资持谨慎态度，以免同行也这样做并导致供应过剩。
众所周知，功率半导体不同于作为“心灵”的逻辑半导体和作为存储介质的存储半导体，它们的主要功能是控制电路，以及电流的直流和交流转换。 作为电子设备中不可缺少的控制部件，应用范围广泛。
近年来，随着电动汽车、新能源、5G通信、云计算等新兴技术的加速普及，市场点燃了对功率半导体的新需求。 可以说，未来数字时代几乎每一个具体场景都需要越来越多有价值的功率半导体的支持。
据OMIDA统计，2024年全球功率半导体市场规模为462亿美元，预计到2024年全球市场规模将达到538亿美元。
全球和中国功率半导体市场规模。
资料来源：Omdia）。
应用端的巨大潜力带动了功率半导体市场的增长。
在市场下行周期中，当整个行业都在忙于去库存时，功率半导体成为为数不多的逆势发展的赛道之一。 安森美和英飞凌的汽车MOSFET等产品**持续高位，IGBT始终供不应求，前20大功率半导体制造商中有14家计划在未来三年内增加产能。 此外，碳化硅（SiC）功率半导体也乘着新能源汽车的风，一路“腾飞”。
凭借良好的发展势头，英飞凌在规模上处于领先地位。 据悉，英飞凌目前拥有两座大型300mm晶圆厂，一座位于德累斯顿，另一座位于奥地利菲拉赫。
2024年2月，英飞凌宣布将投资超过20亿欧元在马来西亚居林建设第三家工厂，以扩大其宽禁带（碳化硅和氮化镓）半导体的产能，进一步巩固和巩固其在功率半导体市场的领导地位。 设备安装预计将于 2024 年夏季完成，第一批晶圆将于 2024 年下半年开始出货。
此外，英飞凌将继续投资其第三代半导体业务，并计划在未来几年将其位于奥地利菲拉赫的6英寸和8英寸硅基半导体生产线转换为第三代半导体。 据透露，英飞凌计划到本世纪20年代中期将碳化硅功率半导体的销售额提高到10亿美元。
安森美还在韩国京畿道富川市建设全球最大的SIC生产设施，目标是到2024年完成安装，使富川成为全球SIC生产中心。 到2024年，富川工厂的年产能预计将达到100万件SiC半导体，占安森美总产量的35%至40%。
同时，安森美正在从传统的IDM模式向更灵活的Fablite模式过渡，并将采取更灵活的制造路线和策略，逐步放弃6英寸晶圆厂，专注于12英寸晶圆产能，并将提高通用封装后端晶圆厂的柔性。
意法半导体在2024年还斥资约21亿美元，其中14亿美元用于全球产能扩张，7亿美元用于战略计划，包括意大利新建的Agrate 12英寸晶圆厂、意大利卡塔尼亚碳化硅工厂和法国图尔氮化镓工厂。 据悉，意法半导体将在未来4年内大幅提升晶圆产能，并计划在2024年至2024年期间将欧洲工厂的整体12英寸产能翻一番。
今年6月，意法半导体还宣布将与三安光电在中国成立一家8英寸碳化硅器件制造合资企业，三安光电将建设一家8英寸衬底工厂。 该合资企业预计将于2024年第四季度投产，将帮助意法半导体实现到2024年碳化硅收入超过50亿美元的目标。
Wolfspeed还在今年年中宣布，已获得20亿美元的融资，将用于扩建该公司在美国现有的两个碳化硅晶圆生产设施，并为汽车制造商提供碳化硅芯片。
X-Fab在5月份表示，计划扩大其在美国德克萨斯州的代工厂业务，以增加该工厂碳化硅半导体的产量。 博世宣布收购美国芯片制造商TSI Semiconductor，以加强其在美洲的碳化硅**供应链。
整体来看，12英寸生产线是欧美厂商接下来的重点，以期进一步提高资源效率和产能。
在第三代半导体方面，由于市场需求的快速爆发，也有上述和更多的半导体企业积极布局和扩大生产，释放信号以加强其竞争优势，以抢占不断增长的市场份额。
除了领先的市场份额外，欧美大型厂商快速扩产和产线转移的步伐也给日本功率半导体市场带来了压力。
另一方面，除了欧美厂商的“压迫”，日本的功率半导体产业也面临着中国企业的冲击。
根据此前的报道，SEMI JAPAN已经调查了解了半导体设备企业，并整理了22个已下达采购订单的中国大陆新晶圆厂项目，其中12个将用于功率半导体生产。 众多厂商的快速布局和庞大的下游市场，使得中国功率半导体厂商成为一股不可忽视的力量。
日经新闻称，中国企业新产能陆续开放后，将对功率半导体市场的日本企业产生重大影响，因为后者仍使用较老的8英寸生产线，生产效率不如12英寸生产线。
面对来自欧美和中国制造商的多方面竞争和压力，日本功率半导体产业不得不开始思考能否保住自己的利基市场。
拼命追击
在功率半导体领域，三菱电机、富士电机、东芝、瑞萨、罗姆等日本厂商在全球具有较强的竞争力，近年来在功率半导体领域展开竞争。
三菱电机
三菱电机株式会社成立于2024年，2024年率先量产混合动力汽车功率半导体模块，是日本IGBT之王。 2024年11月，三菱电机设定了功率器件业务目标，表示到2024年将实现销售额超过2400亿日元，营业利润率将超过10%。 为实现目标，三菱电机宣布，将在未来5年内向功率半导体业务投资1,300亿日元，计划在福山工厂新建一条12英寸晶圆生产线，并计划到2024年将产能比2024年翻一番。
今年3月，三菱电机再次宣布，在截至2024年3月的时间内，将把之前宣布的投资计划翻一番，达到约2600亿日元，主要用于建设新的晶圆厂，以增加碳化硅功率半导体的产量。 7月，三菱电机宣布收购Novel Crystal Technology的股份。
近日，日本三菱电机宣布将在Nexperia联合开发高效SiC MOSFET分立功率半导体，这将推动SiC宽禁带半导体的能效和性能提升到一个新的水平，同时满足快速增长的高效分立功率半导体需求。
在以碳化硅、氮化镓为代表的第三代半导体逐步进入产业化阶段、加速扩容的阶段，三菱电机按下了“捷径钥匙”，抢占了技术先机。
富士电机
富士电机成立于2024年，2024年开始生产第一代IGBT，2024年开始开发SiC功率半导体模块。
富士电机设备投资一览。
2024年8月，富士电机宣布，计划追加投资400亿日元，扩大功率半导体的产能。 其中约250亿日元将投资到马来西亚的晶圆厂，用于生产8英寸硅片，提高生产效率。 马来西亚工厂计划于2023财年开始生产功率半导体。 剩余的150亿日元将分配给其他地方，包括日本的松本工厂。
此外，富士电机还表示，在电动汽车和可再生能源需求增加的背景下，已决定将功率半导体的资本支出增加到1900亿日元。 富士电机表示，它不追逐市场份额，而是严格控制其资本投资。 据《日经新闻》报道，富士电机正准备开发一条300毫米的生产线，但没有详细说明时间表。
在碳化硅功率半导体方面，富士电机的松本工厂于2024年度开始生产EV产品。 2024年度，计划在青森县津轻工厂开始量产，并在2个基地建立生产体系。 从2024年开始，富士电机将逐步提高其全球市场份额，目标是从2024年到2024年达到全球市场份额的20%左右。
东芝
东芝于2024年由芝浦制造所和东京电气（前身为东京芝浦电气株式会社）合并而成，并于2024年正式更名为东芝株式会社。 2022 年 4 月，东芝表示将在其位于石川县的主要分立半导体制造基地建造一个新的 300 毫米晶圆制造工厂，以生产功率半导体。 一期计划于2024财年投产，一期达到满负荷生产时，预计产能为25次。
在碳化硅方面，东芝透露，将于2024年开始量产由碳化硅材料制成的功率半导体。 与此同时，东芝也在推进氮化镓（GaN）功率半导体的研发。
瑞萨电子
瑞萨电子由日立、三菱和NEC电子的半导体部门合并而成。 2022 年 5 月，瑞萨电子投资 900 亿日元重启甲府工厂，该工厂是一座专门用于功率半导体的 300 毫米晶圆厂，该工厂在 150 毫米和 200 毫米晶圆生产线后于 2014 年 10 月关闭。 甲府工厂完成量产后，瑞萨电子IGBT等功率半导体的总产能将翻番。 为了提高产能，瑞萨电子决定使用工厂的剩余建筑物，并将其恢复为专用于功率半导体的300mm晶圆厂。
此外，瑞萨电子将于2024年开始生产使用SiC减少损耗的下一代功率半导体产品，并计划在群马县高崎工厂开始量产，该工厂目前生产硅基功率半导体，但具体投资金额和生产规模尚未确定。
罗马
ROHM于2024年在京都成立，是一家小型电子元件制造商。 2024年，生产范围扩大到晶体管和二极管，2024年，IC和其他半导体产品加入产品阵容。 ROHM是日本最大的碳化硅功率半导体生产商，通过其德国子公司SiCrystal生产碳化硅晶圆。 ROHM拥有全球10%以上的SiC功率半导体市场和15-20%的SiC晶圆市场。
据悉，罗姆计划在2024年3月底前向SiC注资5100亿日元，发展碳化硅产业链。 目标是到2024年将SiC晶圆的产能比2024年提高35倍，据悉，ROHM将把SiC的产能提高6倍5次。
此外，日本还有电装、富士通半导体、日立、京瓷、新日本无线电、Finitek Semiconductor、三垦电机、三沙电机制造、精工NPC、新德能电机制造、丰田自动织机等多家涉足功率半导体的公司。 以及更多的上游材料制造商，如生产SIC外延片的昭和电工，以及生产SIC晶圆的住友金属矿。
与此同时，电装、三菱电机、罗姆、东芝等公司也在大力布局碳化硅衬底和上游材料。 此举是为了在碳化硅需求爆发之前锁定关键原材料的产能，从而为后续生产自有碳化硅功率器件提供保障。
笔者此前在《日本功率半导体的'焦虑'》一文中提到，“从厂商业务趋势来看，日本确实在加速布局功率半导体领域。 然而，相比之下，英飞凌、意法半导体、安森美半导体等欧美功率半导体厂商正在加快扩产速度，并迅速向12英寸工艺迁移。 虽然日本厂商已经搬迁，但无论是扩产还是从8英寸到12英寸的迁移都比较缓慢，而且存在时间滞后。 ”
日本业内人士认为，这是一项有风险的业务，即使在人们普遍预计功率半导体需求将增长的时候也是如此。 总是存在供过于求的风险。 日本制造商对进行大量投资持谨慎态度，担心这会导致供应过剩。
长期以来，功率半导体一直被设计用于处理高压设备，并且通常按照单个产品规格制造，而不是大规模生产。
但富士通半导体业务前负责人田口正雄（Masao Taguchi）表示，随着电动汽车大规模生产的开始，该行业可能会发生根本性转变，功率半导体可能会变得更加标准化，从而使能够扩大生产规模的公司能够主导市场。 ”
这就是DRAM行业过去发生的事情，日本芯片制造商在存储芯片市场上输给了韩国竞争对手。
**力
功率半导体作为日本的传统优势领域，在欧美大厂竞争和国产功率半导体“崛起”的双重挤压下逐渐衰落，夹在处于领先地位的西方竞争对手和正在迅速追赶的中国竞争对手之间。
日本**清楚地意识到问题的严重性。
去年5月，日本**发布了半导体发展增长战略草案，旨在到2024年将日本企业在全球功率半导体市场的市场份额从目前的20%提高到40%。
鉴于这种情况，日本经济产业省（METI）也正在采取行动，通过引入补贴政策来克服目前的状况。
近日，日本电子元件大厂罗姆半导体与东芝发表联合声明称，双方将合作投资3883亿日元（约合27亿美元）用于联合生产功率芯片。
其中，罗姆计划将2892亿日元中的大部分投资用于其主导的SIC晶圆的生产，并计划在九州岛南部的宫崎县建设新工厂。 东芝计划投资991亿日元，在日本中部石川县建设一座尖端的300mm晶圆制造厂。
据悉，双方在功率半导体制造和增加量产方面的合作计划已得到日本经济省的支持，双方将获得总计1294亿日元（92亿美元，相当于总投资额的三分之一），用于支持日本国内功率半导体的生产。
资料来源：东芝官方网站。
日本经济大臣西村康典在新闻发布会上表示，国内功率半导体制造商相互合作对于提高日本产业的国际竞争力至关重要。 该公司表示，该部一直在鼓励日本芯片制造商之间开展更多合作。
与中国类似，中国和日本的功率半导体产能相对分散。 日本功率半导体企业此次强强联手，通过利用一流的补贴建设新的功率半导体产能，双方将扩大生产布局作为各自的细分市场，彼此的产品可以充分互补，提高客户服务能力。 这将对提高ROHM和东芝生产线的产能利用率，进一步提高两家公司的成本和市场竞争力起到强有力的作用。
有业内专家指出，这一点也值得国内企业借鉴。 近年来，国内功率半导体市场进入内卷时代，战争、红海竞争等词语频频被提及。 从产业链来看，目前我国晶圆制造环节还比较薄弱，存在诸多共性问题，需要通过一流的政策引导和长期的产业资本投入，持续推进研发和应用。
在功率半导体市场需求强势释放的趋势下，未来的竞争是全球性的竞争。 无论是日本还是中国的功率半导体，关键是要相互合作，共同推动功率半导体市场走向全球舞台。
抓住未来
随着全球芯片制造商将重心从硅晶圆转向碳化硅晶圆，日本各大功率半导体企业纷纷大幅扩大碳化硅领域的生产，日本半导体产业将希望寄托在碳化硅作为日本电子产业救世主的潜力上。
此外，日本企业也在围绕氮化镓功率半导体进行努力。
根据日本特许厅的统计，从2024年到2024年，日本公司占全球申请相关专利的40%。 在氮化镓衬底领域，三菱化学集团将与新日铁合作，最早于2024年初实现量产，住友化学最早将于2024财年实现量产。
日本诺贝尔物理学奖获得者天野浩教授认为，日本的优势在于材料和器件，应积极开发GANs。
从最初的SI到SiC GAN，功率器件已经显示出显著的效率转换优势。
同时，行业也在不断探索更多的新材料。 特别是氧化镓和金刚石是越来越受到关注的两种材料。
首先，看看氧化镓，它可能会为日本增添新的动力。
氧化镓作为一种相对较新的半导体材料，具有比碳化硅和氮化镓更宽的带隙宽度（约4.）9EV带隙宽度），以及8mV cm的理论临界击穿场强。 其高击穿电场和低损耗显示出巨大的潜力，但由于制造工艺相对不成熟，其应用仍处于探索阶段。 未来，氧化镓有望在高压和高效电源转换系统中找到自己的位置。
根据日本矢野研究所的市场报告**，2024年氧化镓晶圆衬底将部分替代SiC和GaN材料，市场规模可达2600亿日元，整个氧化镓市场容量将随着电力电子的发展而突飞猛进。
在氧化镓的研发方面，日本走在了时代的前面。
日本东京国立信息通信技术研究所（NICT）的Masataka Higashiwaki是第一个认识到-Ga2O3在电源开关中的潜力的人。 2012 年，他的团队报道了第一款单晶 Ga2O3 晶体管，震惊了整个半导体器件界。
在那之后的几年里，许多日本公司一直在开发氧化镓。 其中，日本公司Novel Crystal Technology（NCT）是世界上最早开发、制造和销售用于功率半导体的氧化镓晶圆的公司之一。
据了解，早在2024年，NCT就已成功量产4英寸氧化镓晶圆并开始供货。 去年，该公司计划投资约20亿日元为其工厂增加设备，并计划到2024年建成每年20,000片4英寸氧化镓晶圆的生产线。
2022 年 3 月，NCT 使用 HVPE 方法在 6 英寸晶圆上成功外延沉积氧化镓，NCT 表示，有望将成本降低到 SiC 的三分之一。
除了用于制造和加工氧化镓单晶衬底的设备和检测设备外，NCT还将引进用于氧化镓在晶圆上外延生长的薄膜沉积设备，并计划开发一种可以同时沉积多个晶圆的新设备。
今年7月，三菱电机集团宣布投资NCT，旨在将其在设计和制造低功耗、高可靠性功率半导体产品方面的长期技术与NCT的氧化镓晶圆制造技术相结合，加速开发节能氧化镓功率半导体。
总体而言，日本在氧化镓领域的衬底、外延和器件研发方面处于全球领先地位。 值得一提的是，氧化镓功率元器件的研发并非大中型功率半导体企业，而是一些初创企业。 近年来，在日本一流大学的大力支持下，依托日本各大大学，氧化镓领域的许多制造商已经分离出来，并取得了许多突破。
假以时日，当氧化镓功率半导体的浪潮到来时，日本企业将率先获利。
时代变了
功率半导体起源于欧美，后来日本占了全国的一半。
回顾行业发展，日本厂商之所以能够在功率半导体领域取得成功，是因为日本主要要求工业用途的小批量、多品种定制，没有卷入大尺寸晶圆演进带来的设备投资竞争，可以灵活利用现有工厂来满足需求。
另一方面，也离不开巨大的下游市场需求的支撑。 早在2024年代，功率半导体刚问世的时候，多用于工厂和成套设备，然后随着混合动力汽车的增加，功率半导体开始在汽车市场不断应用，而日本作为当时全球最大的汽车生产国和出口国，功率半导体产业自然加速发展。
而现在，时代变了。
虽然日本在功率半导体领域的地位不容忽视，但坚守原有模式的日本功率半导体产业，似乎正在目睹自身优势随着市场和行业的变化而消失。
在市场发生巨大变化的背景下，行业制造商开始加快扩张和增长的步伐，日本经济产业省将功率半导体作为半导体战略的重要领域之一，但日本功率半导体企业能否继续保持其影响力将受到考验。
日本过去在DRAM市场被韩国取代，再次提醒我们，半导体产业的发展路径不是一成不变的，独立和审慎在过去固然是优势，但在功率半导体市场进一步扩大的当下，跨越鸿沟的能力和突破水壶的勇气变得更加重要。