近日，據(jù)《日經(jīng)亞洲》報(bào)道，日本斥資340億美元（約2440.92億人民幣）的2nm芯片項(xiàng)目發(fā)布重大進(jìn)展，但有關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量和該初創(chuàng)公司在吸引客戶方面的細(xì)節(jié)，官方披露的仍十分有限。

硅晶圓上的2nm全柵極晶體管原型 圖源Rapidus Corporation

Rapidus是這個(gè)項(xiàng)目的名稱。這家政府支持的初創(chuàng)公司表示，它已經(jīng)成功生產(chǎn)出日本首個(gè)2納米晶體管，并收集了數(shù)據(jù)以進(jìn)一步改進(jìn)芯片制造工藝。

“這是一個(gè)具有里程碑意義的時(shí)刻。”Rapidus首席執(zhí)行官小池敦義稱。

2025年7月18日新聞發(fā)布會(huì)上，從左至右依次為：Rapidus株式會(huì)社會(huì)長(zhǎng)東哲郎、Rapidus株式會(huì)社社長(zhǎng)兼首席執(zhí)行官小池敦義、北海道知事鈴木直道、千歲市市長(zhǎng)橫田隆一 圖源Rapidus Corporation

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，納米尺寸越小，芯片就越先進(jìn)，臺(tái)積電和三星等公司都在競(jìng)相進(jìn)一步縮小納米尺寸。

今年6月30日，有四位知情人士透露，中國(guó)臺(tái)灣第二大芯片代工制造商聯(lián)華電子（UMC）也在探索未來(lái)的增長(zhǎng)動(dòng)力，包括潛在的6納米芯片生產(chǎn)。

據(jù)《日經(jīng)亞洲》報(bào)道，生產(chǎn)晶體管是芯片制造早期階段的核心工序。制造一個(gè)功能性芯片需要額外的工序，包括布線和封裝。

小池敦義介紹說(shuō)，Rapidus的員工“夜以繼日”地工作，才最終實(shí)現(xiàn)了可操作的晶體管結(jié)構(gòu)。該公司使用了荷蘭供應(yīng)商ASML獨(dú)家制造的先進(jìn)光刻機(jī)來(lái)生產(chǎn)晶體管。

小池敦義拒絕透露產(chǎn)品質(zhì)量細(xì)節(jié)，僅表示：“我們將繼續(xù)優(yōu)化器件特性、提升性能與良率，并擴(kuò)大規(guī)模以實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)?！痹摴敬饲胺Q，目前的目標(biāo)是先將缺陷率控制在50%，未來(lái)進(jìn)一步改善至10%–20%。

他還拒絕透露任何潛在客戶的細(xì)節(jié)，僅表示：“通過(guò)將我們的成果分享給合作伙伴和潛在客戶，他們將驗(yàn)證這些進(jìn)展并進(jìn)入下一階段?！盧apidus尚未生產(chǎn)由客戶設(shè)計(jì)的芯片。

這家初創(chuàng)公司是日本重建國(guó)內(nèi)芯片制造能力戰(zhàn)略的核心。Rapidus于2022年成立，得到了豐田汽車、日本電信電話公司和索尼集團(tuán)等日本主要公司的支持，這是日本幾十年來(lái)首次認(rèn)真嘗試在國(guó)內(nèi)量產(chǎn)尖端邏輯芯片。

EUV光刻技術(shù)是實(shí)現(xiàn)2nm半導(dǎo)體的關(guān)鍵技術(shù)之一。先進(jìn)的光刻工藝對(duì)于形成2nm代GAA結(jié)構(gòu)至關(guān)重要。Rapidus是首批將完全單晶圓處理商業(yè)化的公司之一，該技術(shù)是其快速統(tǒng)一制造服務(wù)的核心。

據(jù)報(bào)道，2納米半導(dǎo)體的試生產(chǎn)已于2025年4月啟動(dòng)，量產(chǎn)計(jì)劃于2027年實(shí)現(xiàn)。如果成功，這些芯片將成為日本有史以來(lái)最先進(jìn)的芯片。

Rapidus項(xiàng)目最初由提供核心生產(chǎn)的IBM公司提出。日媒認(rèn)為，對(duì)于日本來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)難得但充滿挑戰(zhàn)的機(jī)會(huì)，因?yàn)樗梢宰屓毡驹诼浜笥谂_(tái)灣、韓國(guó)和美國(guó)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手之后，重返先進(jìn)芯片領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)。一旦成功，日本將能在潛在重大沖突中，擁有本土的先進(jìn)芯片供應(yīng)源。

然而，該項(xiàng)目的成本問(wèn)題一直是一些批評(píng)人士關(guān)注的焦點(diǎn)。日本政府已承諾撥款高達(dá)1.7萬(wàn)億日元（約合822億人民幣），用于支持Rapidus的研發(fā)和生產(chǎn)。這比幫助全球最大芯片代工廠臺(tái)積電在日本熊本建造兩座工廠的1.2萬(wàn)億日元（約合580億人民幣）總額還要高。日本國(guó)會(huì)四月份通過(guò)的一項(xiàng)法案還將允許政府直接投資Rapidus并為其提供銀行貸款擔(dān)保，這在日本產(chǎn)業(yè)政策中是一個(gè)罕見(jiàn)的例外。

根據(jù)日媒報(bào)道，該芯片制造項(xiàng)目的總成本估計(jì)為5萬(wàn)億日元（約2418億人民幣），反對(duì)派批評(píng)其給納稅人帶來(lái)了沉重的財(cái)政負(fù)擔(dān)。為了化解這種批評(píng)，日本政府正積極吸引私人貸款機(jī)構(gòu)來(lái)彌補(bǔ)資金缺口。

日本媒體稱，Rapidus的目標(biāo)是今年從政府機(jī)構(gòu)和私營(yíng)企業(yè)獲得2000億日元（約96.7億人民幣）的額外投資，盡管該業(yè)務(wù)的風(fēng)險(xiǎn)性使一些公司持謹(jǐn)慎態(tài)度。

Rapidus面臨的主要問(wèn)題之一是其潛在的競(jìng)爭(zhēng)力。它希望在重大技術(shù)變革時(shí)期進(jìn)入市場(chǎng)，從而趕超全球制造商。最新一代芯片中引入的所謂“全柵晶體管”設(shè)計(jì)，采用了與前幾代芯片截然不同的結(jié)構(gòu)。在IBM公司的幫助下，日本芯片業(yè)希望，追趕競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手不會(huì)像從零開(kāi)始那樣困難。

此外，Rapidus正在調(diào)整其商業(yè)模式，通過(guò)提供更快的工廠響應(yīng)時(shí)間，以滿足小型客戶的需求。該公司也愿意小批量生產(chǎn)專用芯片。與行業(yè)慣例（設(shè)計(jì)、制造和封裝由獨(dú)立實(shí)體負(fù)責(zé)）不同，Rapidus的目標(biāo)是打造一站式服務(wù)平臺(tái)，整合制造、芯片封裝甚至部分設(shè)計(jì)流程。通過(guò)減少與外部合作伙伴的協(xié)調(diào)需求，該公司估計(jì)可以大幅縮短光刻等早期工藝的時(shí)間。

除了與IBM密切合作外，Rapidus還與比利時(shí)研究機(jī)構(gòu)Imec合作，并在硅谷開(kāi)設(shè)了銷售辦事處，以吸引美國(guó)大型科技公司。早期客戶目標(biāo)包括像Tenstorrent這樣的AI芯片初創(chuàng)公司，首席執(zhí)行官小池在此前接受《日經(jīng)新聞》采訪時(shí)表示，該公司正在與多家其他公司進(jìn)行洽談，其中包括美國(guó)大型科技公司。

然而，障礙依然巨大。Rapidus僅獲得了量產(chǎn)所需資金的一小部分，而其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手經(jīng)驗(yàn)更豐富，規(guī)模也更大。

納米制程競(jìng)賽的高昂資本成本使得臺(tái)積電、英特爾和三星成為該領(lǐng)域僅有的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。由于臺(tái)積電計(jì)劃在今年年底前開(kāi)始生產(chǎn)2納米芯片，并且這三家公司都計(jì)劃在未來(lái)幾年開(kāi)發(fā)下一代1.4納米技術(shù)，即使生產(chǎn)進(jìn)展順利，Rapidus也已經(jīng)落后于主要的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。

2025年第一季度，在全球前五大晶圓代工業(yè)者排名中，臺(tái)積電（TSMC）以67.6%的市場(chǎng)份額穩(wěn)居第一；三星（Samsung）以7.7%的市場(chǎng)份額位居第二，其營(yíng)收下降了11.3%；中芯國(guó)際（SMIC）以6.0%的市場(chǎng)份額排名第三，營(yíng)收增長(zhǎng)了1.8%；聯(lián)電（UMC）以4.7%的市場(chǎng)份額位列第四，營(yíng)收下降了5.8%；格芯（GlobalFoundries）以4.2%的市場(chǎng)份額排名第五，其營(yíng)收下降了13.9%。這五家公司合計(jì)占據(jù)了全球晶圓代工市場(chǎng)90.2%的份額。

圖源TrendForce

日本還面臨熟練工程師短缺的問(wèn)題，許多資深工程師已年屆五十，而年輕一代仍在培養(yǎng)中。Rapidus正通過(guò)和IBM及Tenstorrent這類初創(chuàng)企業(yè)的合作，試圖彌補(bǔ)這一缺口。

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