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日本半導體，悶聲發大財
談到過去一年的半導體市場贏家，大家第一時間想到的，要嘛是輝達這樣賣產品的，要嘛是博通這樣賣設計的，最多再加上台積電這樣的代工廠。
這三家企業，過去已經有多篇文章分析和談及，相信各位讀者也不會陌生，它們憑著自己的雄厚的技術實力和豐富的生態體系，在AI浪潮裡儼然一派，與其他企業費盡心機用AI裝點自己不同，大贏家們彷彿坐在家裡等著錢上門一般，讓人心生艷羨慕。
在這些巨頭的背後，少不了半導體設備和材料行業的支持，尤其是負責生產的晶圓代工廠，在台積電業績節節攀升的時候，與它合作的上游廠商也在心裡樂開了花，而其中受益最大的，還是向來就以設備和材料聞名的日本廠商。
2022 年，四家日本公司躋身銷售額排名前十的半導體設備製造商行列，這四家公司分別是：排名第四的東京電子（TEL）、排名第六的愛德萬測試、排名第七的Screen 和排名第九的Kokusai Electric，日立高科、Nikon、佳能等公司緊隨其後。正因為這些設備廠商，日本媒體和政府才有底氣拋出「如果沒有日本產的半導體設備，就無法製造半導體」的豪言壯語。
而在半導體材料方面，日本同樣保有非常大的份額，根據Omdia的數據，2022年日本半導體材料佔據全球48%份額，一部分關鍵材料佔比更大，如EUV光阻是用於製造7nm以下晶片的關鍵材料，日本在該領域幾乎佔了100%份額；ArF光阻用於130nm至7nm製程的晶片製造，日本也佔有87%份額。
在半導體產業因AI熱潮而向前發展之際，一部分知名的日本廠商賺得盆滿缽滿，而那些規模較小的日本廠商，也獲得了一場獨屬於自己的機遇，開始悶聲發大財。
半導體設備的贏家
1979年在日本京都郊區成立的Towa，距今已有四十餘年的歷史，它的股價在過去一年時間裡上漲了近4倍，這得益於它研發了今天廣泛使用的里程碑式晶片密封膠技術，隨著在矽片上塞入更多晶體管的成本不斷上升，Towa為細導線製造真空密封而不產生氣泡方面的技術成為了目前舉足輕重的技術。
研究公司TechInsights 的數據顯示，Towa佔據了全球晶片成型（chip molding）設備市場三分之二的份額。這是用樹脂包裹晶片晶片和電線的關鍵步驟，保護它們免受灰塵、濕氣和衝擊，這樣它們就可以安全地堆疊在一起，從而幫助輝達GPU來更好地訓練人工智慧。
目前，市面上最大的記憶體製造商——SK海力士、三星電子和美光科技等都在購買Towa的晶片成型設備，數據統計，從去年夏天開始，SK海力士和三星共訂購了22台Towa的機器，每台的成本約為3億日元（合200萬美元），其中一些毛利率超過50%。
Towa公司總裁Hirokazu Okada在接受採訪時指出，「我們的客戶說，如果沒有我們的技術，他們就無法生產高端晶片，尤其是用於生成式人工智慧的晶片。」他還透露，該公司正在高端晶片成型機器領域幾乎佔據100%的市場。
Okada在採訪中聲稱，目前公司還在準備下一款產品，旨在將成型成本減半，並將加工速度提高一倍，他表示，新機器的開發幾乎已經完成，客戶很快就能測試它的能力，這種設備的大規模生產將於2028年開始。
“我們對必須降價才能競爭的市場不感興趣，”Okada說，“我們希望提供的技術的結果足以抵消我們的價格。”
據悉，Towa擁有一項將晶片模具浸入樹脂的技術專利，這種技術使用的材料更少，晶片封裝也更薄，產生的缺陷也更少。
該公司的競爭對手包括總部位於日本長野的Apic Yamada和新加坡的ASMP，但Towa在晶片成型領域卻是獨一無二的。 Ichiyoshi 研究所的Mitsuhiro Osawa說，其他公司也曾試圖開發與之競爭的技術，但Towa 擁有關鍵專利，並與主要客戶有著深厚的關係，「好像沒有辦法模仿他們。」他說。
其實Towa很早就開始生產封裝設備了，但通常每年僅銷售一到兩台與HBM相關的特定機器，但隨著AI熱潮到來，HBM的需求急速擴張，光是截至本財年末，Towa就收到了超過20台機器的訂單，只要輝達等廠商還在不斷生產H100和B200這樣的GPU，那麼HBM的需求只會越來越大，尤其未來HBM推出新標準後，Towa的封裝設備也會更加緊俏。
同樣因半導體設備而火熱的還有總部位於日本橫濱的Lasertec ，該公司成立於1960 年，當時名為東京ITV 實驗室。公司最初為醫療應用設計和開發X 光電視攝影機，70 年代中期擴展到為半導體產業提供偵測系統。 80 年代中期，公司更名為Lasertec。
Lasertec作為一家鮮為人知的公司，所生產的檢測系統卻是如今半導體行業中不可缺少的一環，這套用於驗證使用EUV技術製造的晶片設計的系統，在2017年首次推出後，迅速成為了台積電等代工廠的選擇。
Lasertec 幾乎壟斷了基於EUV 操作的檢測系統，這對該公司在晶片熱潮中的股價來說是個好消息。在過去的五年裡，Lasertec 公司的股價上漲了1,500% 以上，而且自2022 年4 月以來一直是東京證券交易所頂級黃金市場的一員。
台灣半導體研究公司JL Advisory Group 的聯合創始人Lucy Chen 表示：「Lasertec 已經在EUV 檢測系統領域站穩了腳跟，並與台積電等尖端代工廠建立了合作關係。」根據她的經驗，Lasertec 的系統優於競爭對手。
Lasertec約20年前就開始關注極紫外，正式開始定為經營上的重點是在約10年前，該公司在雷曼危機時出現了虧損。為了重振業績，2009年7月走馬上任的社長岡林理決定，“半導體電路將繼續微細化，我們要以此推動將來的增長”，開始著手開發“光掩膜（利用極紫外光線在晶圓上燒製電路時的設計圖）」以及「掩膜坯（繪製電路的基板）」的測試設備。
雖然Lasertec的員工只有約400人，是一家小規模的半導體設備企業，但它的經營模式是力爭在大型企業難以涉足的小眾（利基）領域開發出最大份額的產品，因此Lasertec專注於設計和開發，將生產的大部分委託給外部，採用「輕工廠」(fab-lite)的模式，在半導體廠商更多購入極紫外測試設備的背景下，Lasertec透過提高檢測靈敏度和縮短檢測時間，不斷獲得新訂單。
儘管過去幾年半導體產業有些疲軟，但Lasertec 公司的銷售額和利潤仍大幅成長。截至2023 年12 月31 日的六個月內，該公司的淨銷售額為950 億日元（6.28 億美元），年增72.4%。淨利為222 億日元（1.47 億美元），較去年同期成長63.4%。
在二月的聲明中，Lasertec將2024 年市場復甦的預測歸功於對人工智慧的強勁投資和消費需求復甦的跡象。
作為小眾市場的王者企業，Lasertec還在探索下一個獲利來源。根據日經的報導，Lasertec看中的是能高效管理電力的碳化矽（SiC）晶圓測試設備，其認為隨著純電動車的全面普及，該設備的需求有望增加，未來Lasertec將強化這一設備的研發。
上述兩家設備廠商的產品在晶片生產起著直接的作用，而有些公司在看似毫無關係的領域中，同樣生產著對半導體有著舉足輕重作用的設備，間接擴大著日本設備的影響力。
成立於1985 年的Rorze就是這樣的日本公司，它在國內的知名度雖然低，但卻在晶圓搬運系統方面卻擁有世界一流的技術。
晶圓是半導體的基礎，在許多不同的設備中要經過數百道工序，在這些重複的過程中，附著在晶圓上的灰塵是一個大敵，而Rorze的主要產品就是傳輸晶圓和掩模的設備和機器人，包括產生低顆粒的自動化系統，最大限度地減少傳輸中產生的污染。
Rorze的設計、開發和銷售在日本進行，2021年以前的生產製造主要在越南的工廠進行。 2022年9月，Rorze宣布，其在上海建設的新工廠已經完工，同時也成立了在中國從事製造業的新子公司。 Rorze在之前就因不斷興建的晶圓廠而獲益，隨著AI的持續火熱，這家名不見經傳的日本公司又收穫了新的訂單。
今年4月，Rorze公佈了截至2024年2月的財年（2023財年）的財務表現摘要。報告顯示，綜合銷售額年減1.3%至932.5億日元（與公司計畫相比成長5.9%），營業收入較去年同期下降8.6%至241.4億日元（與公司計畫相比成長11.7%） ，淨利潤減少108億日元至195.8億日元（比計劃增加24.5%）。
Rorze財報顯示，儘管由於半導體行業的資本投資疲軟，銷售額和利潤有所下降，但Rorze仍然取得了超出計劃的業績。此外，銷售趨勢自第一季（2023年3月至2023年5月）觸底以來一直處於復甦趨勢，並在第四季度（2023年12月至2024年2月）創下季度歷史新高。
從國家的銷售比例來看，美國（包括台積電亞利桑那工廠）比例最高，為30%，其次是中國，為28%。尤其是中國，第一季觸底後迅速復甦，第四季以34%位居榜首。中國市場在美國對華出口限制的情況下，積極的資本投資仍在繼續，Rorze在中國市場的訂單主要來自中國本土半導體公司，有趣的是，Rorze表示，在2024年3月於上海舉辦的SEMICON China 2024上收到了許多來自中國設備製造商的詢問，預計中國市場的銷售額將持續成長。
截至2025年2月的財年（2024財年），Rorze預計銷售額將年增30%，達到1,207 億日元，創下歷史新高，營業利潤預計也將年增31%，達到316 億日元，這主要得益於半導體相關設備銷售額的增加。其表示，未來將透過在越南和中國增設設備組裝工廠和確保大規模生產系統，加強對需求成長的因應。
知名日本半導體設備廠商出盡了風頭，而一些名不見經傳的設備廠商卻在暗自努力，在大家看不見的角落裡發大財。
半導體材料的贏家
講完了日本設備，再來講講日本半導體材料的小眾廠商。
先來講半導體容器所用到的密封材料，這個領域其實也是日本廠商一家獨大的局面，包括台積電在用的大型鋼製儲槽的幫助，都是由一家鮮為人知的日本公司－Valqua所提供，這家公司在1927年成立，如今約一半以上的銷售額來自半導體行業，其在固定襯裡儲罐的全球市場中佔據了約30%的份額。
Ichiyoshi Research Institute分析師Mitsuhiro Osawa表示，它是迄今為止全球最大的此類儲罐供應商，令台灣等地的一些較小競爭對手相形見絀，並且幾乎為全球最大的代工芯片製造商台積電提供所有儲罐。
Valqua 公司總裁Yoshihiro Hombo 在接受采訪時說：「分子級的雜質會使整個化學溶液槽失去作用，因為它會大大降低尖端晶片製造的產量。我們和化學品製造商透過在超潔淨條件下製造、運輸和儲存這些溶液，為整個供應鏈提供支持，而這是不容易複製的。
半導體製造過程中使用的各種化學物質和酸必須不含污染物。用於清潔晶片的化學品的純度要求相當於環繞地球一圈，不能發現比頭髮絲十分之一寬的灰塵。 Hombo 表示，這些苛刻的要求使小公司很難進入這一行業，對大公司也沒有吸引力。半導體廠商之所以選擇Valqua，就是因為Valqua 的客製化生產和難以更換的儲槽（可能使用十年或更久）。
由於沒有標準化的容器形狀或尺寸，因此每個晶片工廠的容器（通常每家工廠有數百個容器）都必須按訂單生產。這些容器直徑可達4 米，高度可達9 米，Valqua 在容器內部鋪設了氟樹脂板。將這種缺乏彈性、無黏性的薄片完美地貼在曲面上需要熟練工人的雙手。連接儲槽和機器的管道也必須進行內襯處理，整個儲槽生產過程都在潔淨的環境中進行。
對於目前主要的晶圓代工廠台積電來說，Valqua的密封材料和配套儲槽是生產中不可缺少的一環，短期內難覓食對手。
在材料領域中，也不乏一部分新秀企業，在先進半導體用材料領域，技術實力優異的先發企業處於壟斷狀態，但提高了材料耐久性等的後發企業也在力爭獲得市佔率。
在Pellicle保護膜領域中，之前主要由日本的三井化學所壟斷，早在1984年就涉足該業務的三井化學的全球份額位列第一，由於2022年從競爭對手旭化成手中收購了該業務，該公司基本上壟斷了尖端半導體用產品市場。
而在近兩年，日本大型膠帶特殊用紙生產企琳得科（LINTEC）開發出了面向半導體製造的後端工序中用於保護晶片上電極的薄膜產品。與不使用本產品的情況相比，抗溫度變化的強度（耐久性）可提高2.5～3倍，可望延長半導體產品的壽命。
據悉，LINTEC開發出了保護半導體電路底版（光掩模）的「Pellicle（防護膜）」所使用的新材料。 Pellicle起到的作用是在半導體晶圓上繪製電路時，防止底版留下傷痕和附著灰塵。是提高此工序的生產效率所不可缺少的構件。
極紫外光（EUV）曝光設備用於製造路線寬較細的半導體。要提高生產效率和實現精細化，需要提高光的輸出功率，產生更高熱量，因此需要提高Pellicle的耐熱性。 LINTEC透過使用在高溫下不易發生化學變化和強度不易降低的碳奈米管（CNT），將耐熱性提高到了使用多晶矽的傳統產品的兩倍以上。 2025年度前投資約50億日元確立量產體制，與週邊材料合計計算，爭取幾年內300億日元的銷售額。
無獨有偶，在味之素所壟斷的ABF絕緣膜領域，也出現了挑戰者，味之素在20世紀90年代發現，味精生產過程中產生的一種化學副產品可用於製造絕緣膜，而絕緣膜對高性能晶片而言至關重要。此後30年該公司一直控制ABF的供應。
一家名為AGC的日本材料企業則開發了不使用傳統環氧樹脂材料的薄膜。絕緣薄膜是在多層化的半導體基板中細緻通電所需的材料。據稱，AGC開發的產品提高傳輸性能，易於通電，可降低面向通訊標準「5G」等的高性能半導體的傳輸損失。該公司正與客戶企業進行商談，目標是2026～2027年左右實現商業化。
在半導體零件保護材料領域實現壟斷的，是美國大型化學企業陶氏(DOW)及德國大型日用品企業漢高(Henkel)等，它們專注於液狀保護材料，而日本企業東洋油墨SC控股則是推出了做成了薄膜狀的保護材料，以挑戰材料巨頭。
據悉，東洋油墨借鑒了以往累積的技術。這項技術以往用於折疊手機鉸鏈部的薄膜，可以防止電磁波洩漏。用液狀保護材料進行加工時，需要在整個基板上塗佈，而如果是薄膜，可以對每個零件進行保護。預計2024年將被美國半導體廠商採用，目標是2026年度實現20億日元的銷售額。
對於日本半導體材料來說，光阻時常被提及，而在未被提及的領域中，一樣有小眾公司正在崛起。
寫在最後
上述幾家廠商只是日本在半導體設備材料相關領域的冰山一角，雖然他們的營收並不算太高，最大的一家年營收都只是在千億日元左右徘徊，但它們卻在各自的領域中推出了非常有競爭力的產品，一部分甚至達到了壟斷的效果
體積和規模並沒有成為這些日本公司的絆腳石，它們反過來利用這一點，在自己擅長的領域中做到了極致，或許這就是它們小眾且成功的秘訣之一。 (半導體產業觀察)