TSMC ทุ่ม 1.7 หมื่นล้านดอลลาร์ ผลิตชิป 3 นาโนเมตรขั้นสูงในญี่ปุ่น

ยกระดับยุทธศาสตร์: ญี่ปุ่นก้าวสู่ยุค 3 นาโนเมตร

บริษัท Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) ยืนยันอย่างเป็นทางการว่ามีแผนผลิตเซมิคอนดักเตอร์ขนาด 3 นาโนเมตร ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่ล้ำหน้าที่สุดของบริษัทในญี่ปุ่น นับเป็นการยกระดับครั้งสำคัญจากแผนเดิมที่ตั้งใจผลิตชิปรุ่นที่ซับซ้อนน้อยกว่าที่โรงงานในจังหวัดคุมาโมโตะ ซี.ซี. เว่ย ประธานเจ้าหน้าที่บริหาร ประกาศการตัดสินใจดังกล่าวในการประชุมระดับสูงกับซานาเอะ ทาคาอิจิ นายกรัฐมนตรีญี่ปุ่น ที่กรุงโตเกียว โดยระบุว่าโรงงานผลิตชิปแห่งที่สองของบริษัทในภาคใต้ของญี่ปุ่นจะมุ่งผลิตชิป 3 นาโนเมตรในปริมาณมาก แทนที่จะผลิตชิปที่ใช้เทคโนโลยีระดับ 6 ถึง 12 นาโนเมตรตามแผนเดิม

การปรับทิศทางเชิงยุทธศาสตร์ครั้งนี้ทำให้ญี่ปุ่นกลายเป็นฐานผลิตชิปตรรกะที่ซับซ้อนที่สุดในโลกแห่งใหม่ เคียงข้างไต้หวันและสหรัฐฯ ในกลุ่มฐานการผลิตระดับแนวหน้าของ TSMC การประกาศดังกล่าวมีขึ้นขณะที่ TSMC เร่งขยายกำลังการผลิตทั่วโลกเพื่อรองรับความต้องการชิปประมวลผลปัญญาประดิษฐ์ (AI) ที่พุ่งสูงเป็นประวัติการณ์ โดยบริษัทเป็นผู้ผลิตหลักให้แก่ผู้นำในอุตสาหกรรม รวมถึง Nvidia

รายละเอียดการลงทุน 1.7 หมื่นล้านดอลลาร์

หนังสือพิมพ์โยมิอุริของญี่ปุ่นรายงานว่า การลงทุนที่ปรับเพิ่มขึ้นจะมีมูลค่าราว 1.7 หมื่นล้านดอลลาร์ สูงกว่างบ 1.22 หมื่นล้านดอลลาร์ที่จัดสรรไว้เดิมสำหรับโรงงานแห่งที่สองในคิวชูอย่างมาก TSMC ยืนยันการยกระดับเทคโนโลยีไปสู่การผลิตชิป 3 นาโนเมตร แต่ปฏิเสธที่จะยืนยันตัวเลขการลงทุนโดยเฉพาะ อย่างไรก็ตาม ขนาดของเงินลงทุนสะท้อนให้เห็นว่าโครงการนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อยุทธศาสตร์ระดับโลกของบริษัท

การก่อสร้างโรงงานแห่งที่สองในคุมาโมโตะเริ่มขึ้นแล้ว โดย TSMC ระบุว่า “เทคโนโลยีและกำหนดการเพิ่มกำลังการผลิตจะขึ้นอยู่กับความต้องการของลูกค้าและสภาวะตลาด” โรงงานแห่งนี้เป็นกิจการร่วมทุนในชื่อ Japan Advanced Semiconductor Manufacturing (JASM) ซึ่งมี Sony และผู้มีส่วนได้ส่วนเสียรายอื่นของญี่ปุ่นร่วมเป็นพันธมิตร ระหว่างการเยือนกรุงโตเกียว เว่ยกล่าวขอบคุณรัฐบาลกลางญี่ปุ่น รัฐบาลจังหวัดคุมาโมโตะ และชุมชนท้องถิ่น สำหรับการสนับสนุนโครงการขนาดใหญ่นี้อย่างต่อเนื่อง

การลงทุนนี้ต่อยอดจากการดำเนินงานที่มีอยู่ของ TSMC ในภูมิภาค โดยโรงงานแห่งแรกในคุมาโมโตะเริ่มดำเนินงานเมื่อเดือนกุมภาพันธ์ 2024 โรงงานแห่งแรกมุ่งผลิตชิปด้วยเทคโนโลยีกระบวนการผลิตที่ผ่านการพิสูจน์แล้ว ขณะที่โรงงานแห่งใหม่จะรับหน้าที่ผลิตชิประดับ 3 นาโนเมตรที่ล้ำหน้าที่สุด ซึ่งมีความสำคัญต่อการใช้งาน AI รุ่นถัดไป

เหตุใดชิป 3 นาโนเมตรจึงสำคัญต่อ AI

เทคโนโลยีกระบวนการผลิตขนาด 3 นาโนเมตรเป็นแนวหน้าของการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ในปัจจุบัน ช่วยให้นักออกแบบชิปบรรจุทรานซิสเตอร์ได้มากขึ้นอีกหลายพันล้านตัวในพื้นที่ที่เล็กลง พร้อมเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานและสมรรถนะการประมวลผล ชิปขั้นสูงเหล่านี้เป็นขุมพลังให้ระบบประมวลผลสมรรถนะสูงและเซิร์ฟเวอร์ AI ซึ่งขับเคลื่อนการเปลี่ยนแปลงทางเทคโนโลยีในปัจจุบัน ตั้งแต่รถยนต์ไร้คนขับไปจนถึงศูนย์ข้อมูลบนคลาวด์

ความแตกต่างระหว่างการผลิตระดับ 3 นาโนเมตรกับแผนเดิมที่ระดับ 6 ถึง 12 นาโนเมตรมีนัยสำคัญ แม้ชิป 6 นาโนเมตรจะตอบโจทย์การใช้งานอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคและยานยนต์ได้หลายประเภท แต่ทรานซิสเตอร์ 3 นาโนเมตรให้ประสิทธิภาพด้านพลังงานและความเร็วในการประมวลผลที่สูงกว่ามาก จึงจำเป็นต่อการฝึกและใช้งานโมเดล AI ขนาดใหญ่ ซึ่งความต้องการด้านการประมวลผลเพิ่มขึ้นราวสองเท่าในทุกไม่กี่เดือน และการใช้พลังงานเป็นต้นทุนการดำเนินงานที่สำคัญ

ปัจจุบัน TSMC ผลิตชิป 3 นาโนเมตรเฉพาะในไต้หวัน และมีแผนเริ่มการผลิตที่โรงงานแห่งที่สองในรัฐแอริโซนาในปี 2027 การเพิ่มกำลังการผลิตในญี่ปุ่นช่วยกระจายฐานการผลิตทางภูมิศาสตร์ ซึ่งเป็นเรื่องสำคัญสำหรับห่วงโซ่อุปทานที่เผชิญแรงกดดันเพิ่มขึ้นจากความตึงเครียดทางภูมิรัฐศาสตร์และการกระจุกตัวของการผลิตขั้นสูงในไต้หวัน

ระหว่างการพบกับนายกรัฐมนตรีทาคาอิจิ เว่ยเน้นย้ำถึงความสำคัญทางเศรษฐกิจของการประกาศครั้งนี้ ประธานเจ้าหน้าที่บริหารกล่าวว่า:

เราเชื่อว่าโรงงานแห่งนี้จะช่วยส่งเสริมการเติบโตทางเศรษฐกิจในท้องถิ่น และที่สำคัญที่สุดคือวางรากฐานให้ธุรกิจ AI ของญี่ปุ่น

เว่ยกล่าวเพิ่มเติมว่า TSMC กำลังหารืออย่างแข็งขันกับลูกค้าและพันธมิตรในญี่ปุ่นเกี่ยวกับความร่วมมือเพิ่มเติมในหลายด้านที่จำเป็นต่ออุตสาหกรรม AI

การสนับสนุนจากรัฐบาลญี่ปุ่นและความมั่นคงทางเศรษฐกิจ

รัฐบาลญี่ปุ่นกำหนดให้การผลิตเซมิคอนดักเตอร์เป็น “โครงการระดับชาติ” เพื่อให้ประเทศยังคงมีความสำคัญเชิงยุทธศาสตร์ท่ามกลางการแข่งขันทางเทคโนโลยีระหว่างมหาอำนาจ ตามบทวิเคราะห์ของสถาบัน Brookings ญี่ปุ่นลงทุนราว 0.71% ของผลิตภัณฑ์มวลรวมภายในประเทศ (ประมาณ 2.57 หมื่นล้านดอลลาร์) ระหว่างปี 2022 ถึง 2025 เพื่อฟื้นฟูภาคเซมิคอนดักเตอร์ ซึ่งเป็นสัดส่วนที่สูงกว่าเยอรมนีที่ 0.41% สหรัฐฯ ที่ 0.21% และฝรั่งเศสที่ 0.2% อย่างมีนัยสำคัญ

รัฐบาลโตเกียวได้ให้เงินอุดหนุนจำนวนมากเพื่อสนับสนุนโรงงานแห่งแรกของ TSMC ในคิวชู และมีรายงานว่ากำลังพิจารณาให้การสนับสนุนทางการเงินเพิ่มเติมแก่แผนลงทุน 3 นาโนเมตรที่ยกระดับขึ้น นายกรัฐมนตรีทาคาอิจิเน้นย้ำว่าชิป 3 นาโนเมตรมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความมั่นคงทางเศรษฐกิจ สะท้อนยุทธศาสตร์ในวงกว้างของญี่ปุ่นที่ต้องการสร้างหลักประกันให้ห่วงโซ่อุปทานของอุตสาหกรรมสำคัญ ทั้งอิเล็กทรอนิกส์ การผลิตยานยนต์ และการป้องกันประเทศ

การสนับสนุนจากรัฐบาลสอดคล้องกับนโยบายอุตสาหกรรมเชิงป้องกันที่มุ่งลดความเสี่ยงจากการหยุดชะงักของห่วงโซ่อุปทานที่อาจเกิดขึ้น กระทรวงเศรษฐกิจ การค้า และอุตสาหกรรมของญี่ปุ่นเริ่มหารือเพื่อเชิญชวนให้ TSMC เข้ามาลงทุนตั้งแต่ปี 2019 ก่อนที่การระบาดใหญ่จะเผยให้เห็นภาวะขาดแคลนชิปทั่วโลก ซึ่งแสดงให้เห็นถึงการมองการณ์ไกลเชิงยุทธศาสตร์เกี่ยวกับความเปราะบางจากการกระจุกตัวของกำลังการผลิต

ความแตกต่างของ Rapidus: เสริมกัน ไม่ใช่แข่งขันกัน

ในเวลาเดียวกัน ญี่ปุ่นกำลังผลักดันโครงการเซมิคอนดักเตอร์ที่ทะเยอทะยานอีกโครงการผ่าน Rapidus กิจการโรงหล่อชิปในประเทศที่ตั้งเป้าผลิตชิปขนาด 2 นาโนเมตรที่ล้ำหน้ายิ่งขึ้นในฮอกไกโดภายในปี 2027 รัฐบาลเห็นว่าโครงการทั้งสองจะรองรับตลาดและการใช้งานคนละกลุ่ม จึงไม่แข่งขันกันโดยตรง

โรงงาน 3 นาโนเมตรของ TSMC จะใช้เทคโนโลยีทรานซิสเตอร์ Fin Field Effect Transistor (FinFET) ที่ผ่านการพิสูจน์แล้ว เพื่อเริ่มการผลิตในปริมาณมากได้ทันที ส่วน Rapidus วางแผนก้าวข้ามไปใช้สถาปัตยกรรม Gate All Around (GAA) สำหรับการผลิต 2 นาโนเมตรโดยตรง ความแตกต่างทางเทคโนโลยีนี้ทำให้ Rapidus มุ่งรองรับคอมพิวเตอร์สมรรถนะสูงและการใช้งานทางทหารในอนาคต ซึ่งต้องการความทนทานต่อรังสีและประสิทธิภาพการใช้พลังงานระดับแนวหน้า ขณะที่โรงงานคุมาโมโตะของ TSMC ตอบสนองความต้องการเชิงพาณิชย์ที่มีอยู่ในทันทีสำหรับชิปประมวลผล AI

บทวิเคราะห์ของ Brookings ระบุว่า ยุทธศาสตร์สองแนวทางของญี่ปุ่นเป็นการกระจายความเสี่ยง โดยผสานความร่วมมือกับ TSMC ซึ่งมีความเสี่ยงต่ำและความแน่นอนสูง เข้ากับกิจการ Rapidus ที่มีความเสี่ยงสูงแต่ให้ผลตอบแทนสูง การกระจายแนวทางเช่นนี้เปิดโอกาสให้ญี่ปุ่นฟื้นฟูระบบนิเวศเซมิคอนดักเตอร์ผ่านกิจกรรมทางเศรษฐกิจที่ขับเคลื่อนโดย TSMC ในระยะสั้น พร้อมรักษาความมุ่งหวังที่จะเป็นผู้นำด้านเทคโนโลยีในอนาคตด้วยขีดความสามารถภายในประเทศ

บริบทโลก: แอริโซนา ไต้หวัน และการกระจายฐานการผลิต

การขยายธุรกิจของ TSMC ในญี่ปุ่นเกิดขึ้นท่ามกลางการลงทุนเพิ่มกำลังการผลิตทั่วโลกครั้งใหญ่ ในเดือนมีนาคม 2025 บริษัทประกาศแผนเพิ่มการลงทุนในสหรัฐฯ เป็น 1.65 แสนล้านดอลลาร์ ซึ่งรวมถึงโรงงานผลิตแห่งใหม่สามแห่งและโรงงานบรรจุภัณฑ์ขั้นสูงสองแห่งในรัฐแอริโซนา โรงงานแห่งที่สองในแอริโซนามีกำหนดเริ่มติดตั้งอุปกรณ์การผลิต 3 นาโนเมตรในช่วงฤดูร้อนปี 2026 และตั้งเป้าเริ่มผลิตในปริมาณมากในปี 2027 ซึ่งเป็นช่วงเวลาเดียวกับที่คาดการณ์ไว้ในขณะนี้สำหรับโรงงานญี่ปุ่นที่ยกระดับเทคโนโลยีแล้ว

การพัฒนากำลังการผลิต 3 นาโนเมตรควบคู่กันทั้งในแอริโซนาและคุมาโมโตะสะท้อนยุทธศาสตร์ของ TSMC ในการสร้างฐานการผลิตสำรองทางภูมิศาสตร์ให้ลูกค้ารายสำคัญที่สุด รวมถึง Apple, Nvidia, AMD และ Qualcomm การกระจายการผลิตขั้นสูงไปยังเขตอำนาจทางการเมืองสามแห่งช่วยลดความเสี่ยงจากความขัดแย้งในภูมิภาค ข้อพิพาททางการค้า หรือภัยพิบัติทางธรรมชาติที่อาจทำให้การผลิตซึ่งกระจุกตัวอยู่ในไต้หวันหยุดชะงัก

นักวิเคราะห์ตลาดระบุว่า นักลงทุนมีความเชื่อมั่นต่อยุทธศาสตร์การขยายธุรกิจในญี่ปุ่นทันที โดยตราสารรับฝากหุ้นอเมริกันของ TSMC ที่จดทะเบียนในสหรัฐฯ ปรับขึ้น 0.77% ก่อนตลาดเปิดหลังการประกาศ การลงทุนนี้ยังช่วยเสริมบทบาทของญี่ปุ่นในห่วงโซ่อุปทานเซมิคอนดักเตอร์โลก ซึ่งบริษัทในประเทศครองตลาดส่วนสำคัญด้านอุปกรณ์และวัสดุอยู่แล้ว รวมถึงมีส่วนแบ่งตลาดโลก 88% ในกลุ่มผู้พัฒนาเครื่องเคลือบสาร และ 53% ในกลุ่มแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอน

รากฐานทางเทคนิคและห่วงโซ่อุปทานในประเทศ

ความสำเร็จของโครงการ TSMC ในญี่ปุ่นขึ้นอยู่กับโครงสร้างพื้นฐานเซมิคอนดักเตอร์ที่ประเทศมีอยู่แล้วเป็นอย่างมาก ซัพพลายเออร์ญี่ปุ่นอย่าง Tokyo Electron, Shin Etsu Chemical และ Ibiden จัดหาอุปกรณ์ วัสดุ และฐานรองบรรจุภัณฑ์ที่จำเป็นสำหรับการผลิตชิปขั้นสูง มีรายงานว่า TSMC ตั้งเป้าจัดซื้อสินค้าในประเทศให้ได้ 60% สำหรับการดำเนินงานในคุมาโมโตะ เพื่อให้การลงทุนสร้างประโยชน์ทางเศรษฐกิจอย่างกว้างขวางทั่วภาคอุตสาหกรรมของญี่ปุ่น

การเชื่อมโยงห่วงโซ่อุปทานนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อเทคโนโลยีบรรจุภัณฑ์ขั้นสูง เช่น Chip on Wafer on Substrate (CoWoS) ซึ่ง TSMC ใช้อย่างแพร่หลายในการผลิตชิป AI บริษัทอย่าง Ajinomoto ซึ่งแต่เดิมเป็นที่รู้จักในฐานะผู้ผลิตอาหาร แต่ปัจจุบันเป็นผู้ผลิตเรซิน Ajinomoto Build Up Film (ABF) รายใหญ่ที่ใช้ในบรรจุภัณฑ์ชิป มีมูลค่าตลาดเพิ่มขึ้นสามเท่าจากความต้องการในงานประมวลผลสมรรถนะสูง

การที่ซัพพลายเออร์เฉพาะทางเหล่านี้กระจุกตัวอยู่ในญี่ปุ่นเป็นเหตุผลด้านเทคโนโลยีที่น่าสนใจสำหรับการลงทุนครั้งแรกของ TSMC นอกเหนือจากเงินอุดหนุนของรัฐบาลเพียงอย่างเดียว นักวิจัยของ Brookings ระบุว่า โอกาสทางธุรกิจในการพัฒนาเซ็นเซอร์ภาพ CMOS รุ่นถัดไปร่วมกับ Sony เป็นโอกาสเฉพาะทางการตลาดที่ช่วยรองรับเหตุผลในการขยายฐานการผลิต ขณะที่การมีพันธมิตรรายใหญ่ในท้องถิ่นอย่าง Sony ช่วยให้การดำเนินงานผ่านกระบวนการกำกับดูแลที่ซับซ้อนเป็นไปได้สะดวกขึ้น

กำหนดการก่อสร้างและผลกระทบต่อภูมิภาค

งานก่อสร้างโรงงานแห่งที่สองในคุมาโมโตะเริ่มขึ้นแล้ว นับเป็นหมุดหมายสำคัญหลังจากก่อนหน้านี้มีรายงานว่าโครงการอาจล่าช้า ช่วงกลางปี 2025 มีรายงานว่าการก่อสร้างในพื้นที่ชะลอตัวลง เนื่องจาก TSMC ให้ความสำคัญกับการขยายธุรกิจครั้งใหญ่ในแอริโซนา โดยในตอนแรกเว่ยระบุว่าปัญหาการจราจรในภูมิภาคเป็นปัจจัยหนึ่ง อย่างไรก็ตาม รัฐบาลญี่ปุ่นโต้แย้งคำกล่าวอ้างดังกล่าว โดยระบุว่า TSMC ไม่ได้รายงานปัญหาโครงสร้างพื้นฐานอย่างเป็นทางการ

เมื่อการก่อสร้างเดินหน้าต่อและยกระดับเทคโนโลยีการผลิตเป็น 3 นาโนเมตร โรงงานแห่งนี้จะช่วยให้ญี่ปุ่นคว้าโอกาสและสร้างมูลค่าจากกระแสความเติบโตของ AI ได้อย่างมีนัยสำคัญ การเปลี่ยนจากแผนเดิมที่ผลิตชิป 6 ถึง 12 นาโนเมตร ซึ่งเหมาะกับการใช้งานด้านยานยนต์และการประมวลผลทั่วไป มาเป็นชิป 3 นาโนเมตรที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับตัวเร่งการประมวลผล AI สะท้อนการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วของความต้องการตลาดในช่วงปีที่ผ่านมา

ที่ตั้งในคุมาโมโตะมีข้อได้เปรียบเชิงยุทธศาสตร์หลายประการ ทั้งการอยู่ใกล้คลัสเตอร์เซมิคอนดักเตอร์ที่มีอยู่ ความเสี่ยงจากแผ่นดินไหวที่ค่อนข้างต่ำเมื่อเทียบกับภูมิภาคอื่นของญี่ปุ่น และการสนับสนุนอย่างเข้มแข็งจากทั้งรัฐบาลจังหวัดและรัฐบาลกลาง ปัจจัยเหล่านี้เอื้อให้ TSMC นำจุดแข็งด้านการดำเนินงานบางประการจากไต้หวันมาใช้ซ้ำ พร้อมตอบสนองความต้องการของลูกค้าที่ต้องการกระจายฐานการผลิต

สรุปโดยย่อ

• TSMC ยืนยันว่าจะผลิตชิป 3 นาโนเมตรที่โรงงานแห่งที่สองในคุมาโมโตะ ประเทศญี่ปุ่น โดยยกระดับจากแผนเดิมที่ผลิตชิป 6-12 นาโนเมตร
• มีรายงานว่ามูลค่าการลงทุนจะอยู่ที่ 1.7 หมื่นล้านดอลลาร์ โดยได้รับการสนับสนุนจากเงินอุดหนุนของรัฐบาลญี่ปุ่นซึ่งมุ่งเสริมความมั่นคงทางเศรษฐกิจ
• ซี.ซี. เว่ย ประธานเจ้าหน้าที่บริหาร ประกาศการตัดสินใจระหว่างการพบกับซานาเอะ ทาคาอิจิ นายกรัฐมนตรี ที่กรุงโตเกียว พร้อมเน้นย้ำบทบาทของโรงงานในการวางรากฐานธุรกิจ AI ของญี่ปุ่น
• โรงงานแห่งนี้จะรองรับความต้องการชิป AI ทั่วโลกที่พุ่งสูง โดย TSMC เป็นซัพพลายเออร์หลักให้บริษัทต่าง ๆ รวมถึง Nvidia
• การก่อสร้างโรงงานแห่งที่สองเริ่มขึ้นแล้ว โดยจะเข้ามาเสริมโรงงาน TSMC แห่งเดิมที่เปิดดำเนินงานในคุมาโมโตะเมื่อเดือนกุมภาพันธ์ 2024
• ญี่ปุ่นยังสนับสนุน Rapidus ซึ่งเป็นโรงหล่อชิปในประเทศ เพื่อผลิตชิป 2 นาโนเมตรในฮอกไกโด โดยรัฐบาลเห็นว่าโครงการทั้งสองจะรองรับตลาดคนละกลุ่มและไม่แข่งขันกันโดยตรง
• TSMC ยังวางแผนผลิตชิป 3 นาโนเมตรที่โรงงานแห่งที่สองในแอริโซนา โดยจะเริ่มในปี 2027 เพื่อกระจายฐานการผลิตชิปขั้นสูงนอกเหนือจากไต้หวัน