深度分析：台积电日本JASM工厂3nm工艺的盈利能力与CoWoS瓶颈

日本能否在半导体产业重获新生？许多人深信，只要能在本土建立起最先进的半导体工厂，就能实现这一愿景。凭借巨额补贴、顶尖设备和最精密的晶体管制造技术，这无疑是一个国家级项目，似乎也预示着被视为“已经衰落”的日本半导体产业的复兴。

然而，一个核心问题往往被忽略：那家工厂真的能盈利吗？ 更进一步，在日本建设的尖端工厂，其命运真的掌握在日本手中吗？

2026年2月5日，由台积电（TSMC）联合索尼、电装、丰田等日企投资的日本先进半导体制造公司（JASM）宣布，其熊本第二工厂（二期，下称P2）将跳过7nm或4nm，直接采用3nm（N3）工艺。这一消息被广泛视为日本半导体复兴的象征，但令人意外的是，很少有人理解这一决策背后真正的商业逻辑。

让我们直接切入核心。如果单看芯片制造的前端工艺，3nm工艺确实拥有巨大的盈利潜力。但最终决定这些利润归属的，可能并非JASM P2自身，而是其母公司台积电。本文将基于盈利模型，分析这一看似矛盾的结构，并揭示潜藏在日本半导体政策核心的重大风险。

为什么选择N3而不是N7或N4？

JASM P2最终选择跃升至N3的原因相对清晰。从图1所示的台积电各制程节点销售趋势可以看出，N7世代的销售额已进入下行通道，而N5世代（N4是其改进版）的销售高峰也已接近尾声。

图1：台积电各技术节点销售趋势（截至2025年第四季度） 来源：作者根据台积电历史运营数据制作

在半导体行业，若在新一代产品需求开始放缓时进行巨额投资，工厂建成后极有可能面临产能过剩。因此，当企业计划投入数万亿日元时，唯一理性的选择就是押注仍处于增长轨道上的技术节点。行业历史反复证明，投资于已达到性能巅峰的一代技术往往带来困境。从这个角度看，选择N3并非赌博，而是必然。然而，节点的选择并非关键，工厂能否盈利才是根本。

成熟节点的残酷利润结构

首先，我们通过图2来了解JASM工厂按节点划分的月度产能、晶体管类型、EUV光刻层数、晶圆平均售价（ASP）、可变成本及固定成本。

图2：JASM（第一阶段和第二阶段）技术、晶圆平均售价（ASP）、可变成本和固定成本的比较 来源：作者研究。

我们先看JASM的第一工厂（P1）。假设N28和N16的月产量各为27.5K片（K=千片），总月产能55K片，良率90%，则可出货的合格晶圆数约为24.8K片。图3展示了在此条件下毛利润的估算结果。

图3：JASM第一阶段N28和N16的毛利率（假设月总产能为55，000片，良率为90%） 来源：作者研究

结果令人惊讶：N16需要约90%的产能利用率才能开始盈利，而N28则需要近乎满负荷运转。这个结果与其说令人震惊，不如说揭示了成熟节点的脆弱性。

人们通常认为成熟工艺节点稳定且盈利，但事实恰恰相反。较低的晶圆售价与较高的固定成本，迫使工厂必须维持极高的产能利用率。即使市场需求稍有萎缩，利用率小幅下降都可能迅速侵蚀利润。成熟节点并非安全港，其在结构上极易受到经济周期波动的影响。

那么JASM的P2工厂情况如何？如果我们估算N7、N4和N3的月产能均为55K，良率90%，那么实现盈利所需的产能利用率分别约为60%、40%和30%（图4）。

图4：JASM二期N7、N4和N3的毛利率（假设月总产能为5.5万件，良率为90%） 来源：作者研究

结论很明确：节点越先进，越容易盈利。 这似乎有悖常理。尽管尖端工艺需要巨额投资和高风险，但在人工智能时代，晶圆的平均售价（ASP）高出几个数量级，使得企业更容易摊薄高昂的固定成本。换句话说，先进逻辑芯片制造已不再是单纯的“工厂业务”，而更像是一门“定价业务”。

驱动N3需求的已非苹果

过去，最先进的节点由苹果iPhone等智能手机驱动，但现在需求重心正迅速转向人工智能半导体（图5）。

图5：台积电对各公司3nm晶圆投入量的预测（月产量，单位为千片）。 数据来源：Joanne Chiao（TrendForce）

英伟达的GPU和博通设计的AI专用集成电路（ASIC）需要提供强大的计算能力，而这只有尖端工艺才能实现。因此，N3正从“智能手机节点”转型为支撑AI基础设施的核心平台。 鉴于这一趋势，JASM P2极有可能成为AI半导体的前端制造基地。目前看来一切顺利，但真正的问题也由此开始。

真正的瓶颈不在于前端制造流程。 AI芯片并非造出裸片（Die）就够了。为了通过硅中介层连接高带宽存储器（HBM），2.5维的CoWoS（Chip-on-Wafer-on-Substrate，晶圆上芯片封装）技术必不可少（图6）。

图6：NVIDIA的CoWoS GPU封装 来源：TrendForce

然而，日本目前没有这种先进封装的大规模量产设施，也几乎没有半导体制造商能处理此后段工艺。因此，JASM P2生产的N3晶圆必须运往台积电进行CoWoS封装。这里的问题很简单：台积电会将多少CoWoS产能分配给JASM？这一点将直接决定JASM P2的盈利能力。

如果CoWoS月配额仅1万片，工厂将亏损

计算结果揭示了一个严峻现实。如果JASM P2能获得的CoWoS配额仅为每月1万片，即使前端产能充足，工厂仍将处于亏损状态（图7）。要实现盈利，至少需要每月1.5万片或更多的配额。

图7：JASM第二阶段采用N3工艺出货AI半导体晶圆时的毛利率（假设良率为90%，且台积电CoWoS产能得到保障） 来源：作者研究

因此，决定性的因素不是前端的制造能力，而是后端CoWoS封装产能的分配，这直接拿捏着JASM P2的利润命脉。

AI革命改变了半导体行业的价值重心。过去，价值在于晶体管的微缩；现在，价值在于前端制造与后端封装的“集成”。那么，台积电自身会为JASM分配足够的CoWoS产能吗？答案并不乐观，因为台积电自身也正疲于提升下游工艺产能，以满足AI需求的爆炸式增长。

到2025年底，台积电的CoWoS产能将略高于每月6万片，到2026年底也仅能达到约每月10万片。换句话说，月产能每年仅能增加约3万片。 尽管如此，台积电已在竭尽全力扩张其CoWoS产能（图8）。

图8：2.5D (CoWoS) 封装产能趋势 (K/月) 来源：Joanne Chiao (TrendForce)

台积电必然优先向其最大客户英伟达和博通分配CoWoS产能，这两家公司都迫切希望尽快完成封装流程。长达六个月的CoWoS交付周期更是加剧了这一优先顺序。因此，我们无法预测（也难以期待）海外JASM P2的产能将获得怎样的分配，何况运输还需要额外的时间和成本。如果每月1.5万片的CoWoS产能无法得到保障，第二工厂将面临极其艰难的处境。

换言之，JASM P2的命运并不在熊本，而在中国台湾。 即便日本成功吸引了尖端晶圆厂落地，其利润的关键仍取决于海外。这一事实对日本的半导体政策至关重要。

不过，选择N3仍然是正确的。这听起来或许悲观，但请别误会。建造N3工厂的决定是正确的，如果当初选择继续建造N7，成功的几率只会更低。

问题的关键不在于节点本身，而在于日本能否制定一个包含下游工艺的整合战略。如果日本能够建立起先进的CoWoS封装基地，JASM的盈利能力将得到质的飞跃。 反之，若没有这样的基地，即使拥有先进的半导体工厂，其大部分利润也将受制于海外。

最后，以一个比喻作结：在半导体行业，成功并非仅靠建造尖端的前端工厂就能实现。这就像一个造船大国，若没有港口，便无法掌控海洋。如今，日本面临的问题是：是否愿意拥有CoWoS这个“港湾”。

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