当日本押注芯片制造!
2025年08月03日
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7月18日,日本尖端半导体代工厂Rapidus进入量产前的试运转阶段,首次向媒体公开了试制的2nm半导体样品晶圆。晶圆是从99.99%的纯硅圆柱体(硅锭)上切下来的,被打磨得很光滑,然后再根据结构需求将导体、半导体材料薄膜沉积到其上。在一块晶圆上制造出芯片还需要经过上千道工序,从设计到生产往往得历时三个多月,换句话说,Rapidus的芯片之路仍然漫长。新闻发布会上从左到右依次为Rapidus董事长(1949年出生)、Rapidus总裁兼首席执行官(1952年出生)、北海道知事和千岁市市长。Rapidus成立于2022年8月,旨在制造最先进的2纳米芯片,抗衡台积电。这是一家由日本政府全力支持的企业,迄今为止已经拿了1.7万亿日元(约114亿美元)的政府补贴,而且接下来还要继续拿数万亿日元的财政拨款。与财政资金相比,来自丰田等民营企业的注资仅仅有730亿日元(约4.9亿美元),给人一种象征性表态、不好意思不捐的感觉。作为该领域曾经的霸主,上世纪八九十年代,东京电子、尼康、索尼、佳能等公司在与荷兰阿斯麦、韩国三星、美国英特尔以及台积电的竞争中纷纷落败。尼康和佳能在1990年代之前一度主导光刻机市场,但在最尖端的极紫外光刻机(EUV)开发竞争中败给了阿斯麦;目前阿斯麦成为该领域的霸主,掌握全球市场份额的60%,日本企业则陷入困境。新千年之后,日企基本退出了半导体集成度领域的竞争,不再更新技术,先进半导体只能依赖从中国台湾省和韩国进口。在本轮AI需求爆发后,日本眼睁睁看着韩国和中国台湾赚得盆满钵满——两地的最新人均GDP已超越日本,心里很不是滋味。恰好美国有意扶持日本打压如日中天的三星和台积电,于是日本政府一拍大腿,决定以政府投资的形式全力支持Rapidus发展2nm芯片工艺,从而为日企在AI数据中心与自动驾驶等领域提供稳定的芯片供应保障。不知是不是受了特朗普影响,一些日本企业家似乎告别了大家传统印象里严谨、刻板、低调的作风,也开始学着“放卫星”,张嘴就是台积电3倍。Rapidus成立至今已有三年整,按照计划将于2027年实现量产,可目前只提供了一份晶圆样品。据《日经新闻》报道,当下日本国内对Rapidus的评价既有期待也有不安,但不安的声音占了多数。一方面,芯片制造领域有一个“良品率”的概念,直接关系到盈利水平。良品率需要长期积累打磨,不同工艺水平的厂差别很大,如果良品率不高,即使技术层面实现了2nm意义也不大,因为价格在市场上没有竞争力。另一方面,就算真造出来2nm芯片且良品率达标,客户又在哪里呢?日本国内没有科技大厂,而美国用户苹果、英伟达、高通、AMD等多跟台积电签有长期合作协议,有的干脆包了台积电的产线。Rapidus作为新入局的玩家,在技术、产能、成本等方面均没有优势的情况下,凭什么让人家选择你呢?实际上,Rapidus在日本民间募资时困难重重,基本是靠政府资金在支持——回顾历史,这类项目鲜有成功之案例。至于说汽车芯片、家电芯片和军事用途芯片,它们对于制程的要求远没有手机和人工智能芯片高,2nm属于英雄无用武之地。“台积电是被日本政府和Rapidus视为竞争对手的全球最大代工厂,在台积电的客户名单中,苹果、英伟达等多家世界级企业赫然在列。半导体厂商,尤其是代工厂,生死攸关之处在于客户的数量、质量以及订单规模。对于刚起步的企业来说,这样说或许显得残酷,但如果缺乏这些,就不会形成‘优秀产品→良好客户→开发更优秀产品’的良性循环。半导体行业的特性本来就以良性循环为前提,数字设备的性能和价格每两年都会发生剧烈变化,因此Rapidus问题的本质在于开拓客户。”英伟达过去几年的业绩固然是符合了摩尔定律,但全球只有一个英伟达。当今半导体制造领域,台积电是2nm和3nm制程的领头羊,中国大陆企业则在7nm及以上制程里实现突破,并广泛供应各类电子设备和电动汽车。日本如果想凭借Rapidus分一杯羹,它只能跟台积电竞争尖端制程。说来有趣,过去几年给日本半导体企业带来增长希望的恰恰就是中国大陆市场。在美国发起的芯片出口管制行动中,因老一代设备不在管制范围之内,于是阿斯麦的手下败将尼康和佳能开始进入中国厂家视线。尽管它们的设备略显落后,但好歹可以起个过渡作用,有总比没有强。不仅如此,中国公司还从日本厂家那里收购了不少二手光刻机等急需设备,以至于东京电子、尼康、佳能等公司颇有卷土重来的架势。“无法引进尖端半导体制造设备的中国厂商正在转向生产通用半导体,结果让日本不受限制的半导体制造设备出口增加。”
Rapidus本身极为脆弱,很难靠市场竞争独立生存,假如侥幸没被美国管制,仅剩的一线生机就是中国。可美国目前是将Rapidus定位为对抗台积电过度主导芯片代工的替代选项,容不得它变成“中日联手”模式。在近日Rapidus举办的客户推介活动上,到场者以合作伙伴企业为主,海外大型潜在客户寥寥无几,前景很不被市场看好。台积电位于日本熊本的工厂,主要生产12nm及以上制程芯片,精准服务于索尼等公司。台积电计划2025年在全球新建9座工厂,而Rapidus目前只有北海道一座试运营的工厂。尽管日本错失了EUV光刻机和芯片制造,但它在光刻胶、掩膜、光掩膜制造等关键材料领域仍具备强大实力,近几年的半导体浪潮也带火了东京电子等企业。半导体行业是国际产业链分工的代表,可随着地缘政治升温和特朗普关税风暴到来,支撑半导体产业的国际分工体系正迎来转折点。目前各国从经济安全保障的角度出发,竭力推动本土化生产,而越来越多的本地化也正迅速导致供应过剩。半导体作为一种元器件,高度依赖下游具体行业发展,从本质上说,芯片只是手段,而不是目的。半导体行业兴衰与否取决于搭载芯片的智能手机、个人电脑、电动汽车和算力集群等领域是否持续扩张。目前个人电脑和智能手机市场出货量已趋于稳定,电动汽车对芯片要求没有那么高,成熟制程足以满足需求,唯一有明显增长趋势的只剩下用于AI大模型训练的算力集群。如果AI浪潮的前景不及预期,将不可避免地波及半导体行业,特别是高端制程。曾几何时,液晶显示屏也是高科技产品的代名词之一,不过随着中国企业突破这一技术瓶颈,产业格局骤然改观——在显示屏生产能力(以面积计算)方面,中国2017年首次超过韩国,到2023年已扩大到韩国八倍的规模。站在中国大陆的角度,半导体行业是当下亟待征服的一座高峰,它不仅具有经济和产业价值,还有巨大的政治意义。台湾岛内,台积电是其相对大陆最后的技术优势堡垒——岛内政客和媒体张嘴晶片、闭嘴晶片,台积电在台湾社会的意义早已超越了一家科技企业的范畴。大洋彼岸,AI革命极大巩固了美国资本市场的自信,为美元资产重新注入了吸引全球资金的“磁性”。如果中国最终能引领半导体与AI行业的发展,其意义或直接影响到地缘政治领域的权力更迭。
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