两年后试制2nm!日本“半导体梦之队”能成功挑战中国台积电吗?

王饱饱 1年前 (2023-01-30)

与其说是挑战,不如说是追赶。

两年后试制2纳米!日本“半导体梦之队”能成功挑战中国台积电吗?

台积电的强劲对手,来了。

据外媒日经亚洲的最新报道,被日本国内被称为“半导体梦之队”的Rapidus公司又有了新动向——其总裁小池淳义最近表示:计划最早在2025年上半年建成一条2nm原型产线,并在“20年代后期”开始大规模量产,以尽快追上台积电等世界级半导体厂商的步伐。

据悉,Rapidus计划在今年3月前正式决定2nm产线原型设施的选址,预计该设施还将处理后续的大规模量产工作。小池淳义表示,该地点需要稳定的水电基础设施,以及“轻松吸引国内外人才”的能力。

众所周知,尖端半导体的电路越精细、复杂,从设计到量产所需要的时间就越长。小池表示,将调整对用户企业提供设计支援的体制和量产工序,以缩短量产所需要的时间。目标是通过可在短期内提供最尖端产品的业务,与在量上遥遥领先的台积电和韩国三星电子形成差异化。小池表示,将来“以仅量产尖端产品的体制为目标,建立高收益商业模式”。

纵观全球半导体市场,今天的台积电正在生产世界上90%最先进的处理器芯片,独特的商业模式(只制造、不设计)和长期对制造工艺的专注让其成为了世界最尖端的芯片制造企业。究竟是何种底气,让成立尚不足一年的Rapidus喊出“追赶台积电”的口号?

1、“举国之力”打造的“梦之队”

2022年8月,8家日本顶级企业:索尼、丰田汽车、日本电信电话、日本电气、日本电装、软银、铠侠和三菱日联银行分别出资3-10亿日元不等,合资打造了这家定位高端芯片的“梦之队”。

Rapidus致力于研发、设计、制造和销售先进半导体产品,目标是在2025~2030年间实现2nm或更高端工艺芯片的研发和量产,到2027年量产改良的2nm+超精细半导体,并且拥有自己的制造产线。此类芯片将用于5G通信、量子计算、数据中心、自动驾驶汽车和数字智能城市等领域。并且在创业之始,就获得了日本经济产业省和新能源与产业技术开发组织(NEDO)提供的先进半导体开发外包项目补贴,预计补贴额为700亿日元。

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尤其令外界侧目的是,Rapidus在成立不久,就迅速与手握高端技术的IBM搭上了线。

2022年12月初,IBM和Rapidus宣布建立“联合开发合作伙伴关系”。这意味着,IBM公司的2nm芯片将交由Rapidus代工生产。Rapidus将获得2nm芯片相关的技术授权。总裁小池淳义乐观表示,“与具备技术的IBM建立了信任关系。能稳步实现(量产)”。

除此之外,Rapidus也与比利时微电子研究中心(IMEC,是全球先进工艺研发的核心机构之一)达成了合作协议。一番合纵连横之后,这支“梦之队”,已经被日本国内视为重新在高端半导体行业保持领先的“最后机会”。

2、日本半导体,梦回30年前?

跨越时间的长河,日本半导体产业的历史可以总结为三个阶段:1970年代到1980年代逐渐崛起;1990年代到2000年代逐渐衰落,以及从2000年代到现在,日本半导体产业重新受到日本国内的重视。

1970年代到1980年代,随着消费电子的时代到来,日本努力在满足国内需求的同时,也致力于成为全球芯片产业的领导者。大阪经济大学发表的一份报告显示,随着该行业私人投资的飙升,1970~1980年代是日本半导体产业最具有国际竞争力,也是最成功的时期。1988年,日本半导体产业的全球市场份额超过50%。

两年后试制2纳米!日本“半导体梦之队”能成功挑战中国台积电吗?

然而,在担心日本向美市场“倾销”及过分保护本国市场的背景下,美国开始推动日本政府的贸易让步——1986年,双方签订了《美日半导体协议》,该协议授权美国政府为美国芯片设定最低公平市场价格,同时还将日本半导体市场的外国份额从10%提高到20%。日本在国内外半导体市场的竞争力被同时削弱,美韩等其他国家地区的半导体公司则趁势而起。

时光推移,台积电的成立和顺利运营宣告了半导体行业迈向了“专业化”,设计和制造不再必须融为一体。但日本业界明显没有跟上这股趋势。因此,在多重因素的影响下,日本的半导体市占率持续滑落,一路跌到现在市占率不到10%的位置。

那么,如今被寄予厚望的Rapidus,真的有机会挑战台积电,让日本半导体重新站上“高地”吗?

3、与其说是挑战,不如说是追赶

综合来看,Rapidus并非毫无优势。

在生产方面,Rapidus将得到日本众多半导体设备和材料公司以及欧美公司的支持。从光刻到组装,从包装和测试,再到电子设计自动化和陶瓷组件。Rapidus有望依靠欧美和日本的整个半导体生态系统的支持向2nm迈进。

从历史上看,“举国之力”的案例,在日本科技发展史上也并非首次,在新技术上集中资源,进行长期、有野心和明确目标的项目是日本政府和科技界的“偏爱”,例如针对65纳米制程的“ASKA”项目,或针对45纳米制程工艺技术的“MIRAI项目”等等。大投入,或许能够获得高回报。

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然而劣势也是明显的,对于Rapidus而言,资金缺口巨大是首要解决的问题。据介绍,目前2nm的技术确立就需要2万亿日元,而筹备量产线还需要3万亿日元;同时,制造工艺的打磨绝非一朝一夕。Rapidus究竟能对台积电带来多大的威胁难以确认,但在短期内来看,前者必然处于“追赶”的阶段。

在拉丁语中,Rapidus意味着“快速”,反映了日本渴望“重回”半导体世界顶端行列的愿景。但今天的半导体之争已经不仅仅是企业之间的竞争,Rapidus能否“逆袭”台积电来抢得部分市场,仍然有待观察。

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