兩年后試制2nm!日本“半導體夢之隊”能成功挑戰中國臺積電嗎?

王飽飽 2年前 (2023-01-30)

與其說是挑戰,不如說是追趕。

兩年后試制2納米!日本“半導體夢之隊”能成功挑戰中國臺積電嗎?

臺積電的強勁對手,來了。

據外媒日經亞洲的最新報道,被日本國內被稱為“半導體夢之隊”的Rapidus公司又有了新動向——其總裁小池淳義最近表示:計劃最早在2025年上半年建成一條2nm原型產線,并在“20年代后期”開始大規模量產,以盡快追上臺積電等世界級半導體廠商的步伐。

據悉,Rapidus計劃在今年3月前正式決定2nm產線原型設施的選址,預計該設施還將處理后續的大規模量產工作。小池淳義表示,該地點需要穩定的水電基礎設施,以及“輕松吸引國內外人才”的能力。

眾所周知,尖端半導體的電路越精細、復雜,從設計到量產所需要的時間就越長。小池表示,將調整對用戶企業提供設計支援的體制和量產工序,以縮短量產所需要的時間。目標是通過可在短期內提供最尖端產品的業務,與在量上遙遙領先的臺積電和韓國三星電子形成差異化。小池表示,將來“以僅量產尖端產品的體制為目標,建立高收益商業模式”。

縱觀全球半導體市場,今天的臺積電正在生產世界上90%最先進的處理器芯片,獨特的商業模式(只制造、不設計)和長期對制造工藝的專注讓其成為了世界最尖端的芯片制造企業。究竟是何種底氣,讓成立尚不足一年的Rapidus喊出“追趕臺積電”的口號?

1、“舉國之力”打造的“夢之隊”

2022年8月,8家日本頂級企業:索尼、豐田汽車、日本電信電話、日本電氣、日本電裝、軟銀、鎧俠和三菱日聯銀行分別出資3-10億日元不等,合資打造了這家定位高端芯片的“夢之隊”。

Rapidus致力于研發、設計、制造和銷售先進半導體產品,目標是在2025~2030年間實現2nm或更高端工藝芯片的研發和量產,到2027年量產改良的2nm+超精細半導體,并且擁有自己的制造產線。此類芯片將用于5G通信、量子計算、數據中心、自動駕駛汽車和數字智能城市等領域。并且在創業之始,就獲得了日本經濟產業省和新能源與產業技術開發組織(NEDO)提供的先進半導體開發外包項目補貼,預計補貼額為700億日元。

兩年后試制2納米!日本“半導體夢之隊”能成功挑戰中國臺積電嗎?

尤其令外界側目的是,Rapidus在成立不久,就迅速與手握高端技術的IBM搭上了線。

2022年12月初,IBM和Rapidus宣布建立“聯合開發合作伙伴關系”。這意味著,IBM公司的2nm芯片將交由Rapidus代工生產。Rapidus將獲得2nm芯片相關的技術授權??偛眯〕卮玖x樂觀表示,“與具備技術的IBM建立了信任關系。能穩步實現(量產)”。

除此之外,Rapidus也與比利時微電子研究中心(IMEC,是全球先進工藝研發的核心機構之一)達成了合作協議。一番合縱連橫之后,這支“夢之隊”,已經被日本國內視為重新在高端半導體行業保持領先的“最后機會”。

2、日本半導體,夢回30年前?

跨越時間的長河,日本半導體產業的歷史可以總結為三個階段:1970年代到1980年代逐漸崛起;1990年代到2000年代逐漸衰落,以及從2000年代到現在,日本半導體產業重新受到日本國內的重視。

1970年代到1980年代,隨著消費電子的時代到來,日本努力在滿足國內需求的同時,也致力于成為全球芯片產業的領導者。大阪經濟大學發表的一份報告顯示,隨著該行業私人投資的飆升,1970~1980年代是日本半導體產業最具有國際競爭力,也是最成功的時期。1988年,日本半導體產業的全球市場份額超過50%。

兩年后試制2納米!日本“半導體夢之隊”能成功挑戰中國臺積電嗎?

然而,在擔心日本向美市場“傾銷”及過分保護本國市場的背景下,美國開始推動日本政府的貿易讓步——1986年,雙方簽訂了《美日半導體協議》,該協議授權美國政府為美國芯片設定最低公平市場價格,同時還將日本半導體市場的外國份額從10%提高到20%。日本在國內外半導體市場的競爭力被同時削弱,美韓等其他國家地區的半導體公司則趁勢而起。

時光推移,臺積電的成立和順利運營宣告了半導體行業邁向了“專業化”,設計和制造不再必須融為一體。但日本業界明顯沒有跟上這股趨勢。因此,在多重因素的影響下,日本的半導體市占率持續滑落,一路跌到現在市占率不到10%的位置。

那么,如今被寄予厚望的Rapidus,真的有機會挑戰臺積電,讓日本半導體重新站上“高地”嗎?

3、與其說是挑戰,不如說是追趕

綜合來看,Rapidus并非毫無優勢。

在生產方面,Rapidus將得到日本眾多半導體設備和材料公司以及歐美公司的支持。從光刻到組裝,從包裝和測試,再到電子設計自動化和陶瓷組件。Rapidus有望依靠歐美和日本的整個半導體生態系統的支持向2nm邁進。

從歷史上看,“舉國之力”的案例,在日本科技發展史上也并非首次,在新技術上集中資源,進行長期、有野心和明確目標的項目是日本政府和科技界的“偏愛”,例如針對65納米制程的“ASKA”項目,或針對45納米制程工藝技術的“MIRAI項目”等等。大投入,或許能夠獲得高回報。

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然而劣勢也是明顯的,對于Rapidus而言,資金缺口巨大是首要解決的問題。據介紹,目前2nm的技術確立就需要2萬億日元,而籌備量產線還需要3萬億日元;同時,制造工藝的打磨絕非一朝一夕。Rapidus究竟能對臺積電帶來多大的威脅難以確認,但在短期內來看,前者必然處于“追趕”的階段。

在拉丁語中,Rapidus意味著“快速”,反映了日本渴望“重回”半導體世界頂端行列的愿景。但今天的半導體之爭已經不僅僅是企業之間的競爭,Rapidus能否“逆襲”臺積電來搶得部分市場,仍然有待觀察。

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