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來源：愛集微 在2nm先進工藝項目籌劃近一年之后，日前豐田汽車、索尼、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8家日企聯合投資，每家出資10億日元成立了名為Rapidus的新公司，目標是在2025年至2030年間開始生產“超越2納米”的高端芯片，2027年量產。 在經歷了慘痛的“失落的三十年”后，這家傾力集結的日本制造“夢之隊”能助推日本追回昔日的榮光嗎？ 日本的“野望” 在全球疫情、缺芯、產業變革以及地緣博弈的沖擊之下，各國力促半導體制造業回流、構建自主產業鏈的做法已儼然成為新的“較量場”。 無論是美國出臺的《芯片法案》以及臺積電、三星及一眾美系廠商的制造狂潮，還是歐盟敲定450億歐元芯片法案，旨在將在全球芯片生產的份額從目前的10%增加到20%的遠大目標，曾經在半導體領域輝煌又逐漸沒落、在設備和材料領域依舊保持強大競爭力的日本半導體業自然不甘只做旁觀者。 去年以來，日本為重振昔日輝煌的半導體業采取了諸多舉措：如去年6月出臺“半導體·數字產業戰略”；今年4月以來通過提供補助等方式積極促進臺積電、西部數據等海外半導體企業赴日，與日本企業合作辦廠；今年5月日本國會通過了旨在加強供應鏈的經濟安全促進法等。而Rapidus的成立為日本在半導體制高點先進工藝層面的破局添上了重彩。 加之美國對中國半導體業圍追堵截的招數也在全方位“升級”，在亞太地區搞半導體產業“小圈子”、建立Chip 4等等不一而足，日本顯然也是Chip4聯盟的重要旗手，補足日本的“短板”提升其“戰斗力”或才能打好代理戰爭。 行業人士分析說，從日本實力來看，雖然在設備、材料以及功率器件、MCU領域占有一定優勢，但在制造環節已遠為落后，節點集中于40nm以上。在已經錯失PC、通信、智能手機、新能源汽車等時代列車之后，面向未來的數字化競爭，要在數據中心、自動駕駛、新一代通信標準“6G”和元宇宙領域贏得競爭，日本也必然要重塑產業鏈，攻克先進工藝難關，這才能持續保持在材料、設備領域的優勢，并促進未來的增長。 如果說之前提供臺積電4760 億日元（約合 240 億人民幣）的補貼吸引臺積電在日本九州熊本縣設立28nm晶圓廠，從而在成熟制程“加分”之外，那么在先進工藝的布局顯然亦是箭在弦上。 熟悉的“配方” 如果說技術有強烈的路徑依賴性，那不得不說，日本的這一財閥體制、官產學研合作的運作體系看起來更是熟悉的配方。 想當初，日本政府出資320億日元，日立、NEC、富士通、三菱、東芝五家企業聯合出資400億日元總計投入720億日元組成研發聯盟，實施“超大規模集成電路（VLSI）技術研究計劃”，在DRAM領域大殺四方，并在設計、設備、工藝層面實現了突破。 但失敗的案例也不鮮見。 日本在2000年至2010年代啟動的尖端開發計劃大多沒有取得成果；2006年，出現了由東芝、日立、瑞薩成立代工企業的構想，日本政府也起了推動作用。不過，各企業步調不一致，半年就宣告失敗了。 這些揮之不去的“歷史”無疑都進一步暴露了日本深層次的問題。正如西村吉雄的《日本電子產業興衰錄》指出，日本在產業政策、財團體制、商業模式變革、技術路線選擇、經營策略上都出了一些暈招、亂招，因而錯失了GPU為主導的計算機時代，站錯了隊失去了通信的話語權，甚而在移動互聯時代淪為配角。 而此次日本欲借Rapidus重振其半導體制造領先地位，憑什么又認定這一換湯不換藥的做法能煥發“新生”呢？ 誠然，Rapidus各大主角“光環”耀眼，充分體現了日本半導體產業鏈的優勢，如尼康、佳能仍占有全球光刻機市場近40%的份額，幾乎壟斷硅片、光刻膠等原料市場，日本還研發出無需光刻機的NIL工藝且突破至10nm。 目前日本仍為全球提供超過50%的重要半導體材料和40%以上的半導體設備，手握設備與材料兩大“王牌”，日本仍得以在全球半導體市場保有其先進的底色。 此外，鎧俠的優勢在存儲器領域，索尼將在圖像傳感器方面發揮優勢，軟銀等則可以提供資金支持等。而且，日本政府已宣布將向該公司提供700億日元（約合35億元人民幣）補貼，以資助其芯片開發及生產。 看起來好似“只欠東風”，但要在2nm工藝“后來居上”，日本面臨的難關其實遠超想象。 重重的“難關” 畢竟，從目前的40nm大躍進至2nm，可想而知難度之大，不僅要投入巨額的資金，還要跨越CMOS工藝到FinFET工藝再進而至GAA三座大山，單靠日本自身顯然是Mission impossible。日本媒體甚至譏諷說，雖然一個天才少年是有可能從初中直接跳到一流大學，但半導體卻不可能從45nm直接跳到2nm，一口氣跳九代。 對此集微咨詢表示，日本開發2nm主要的挑戰來自于資金和技術方面。資金方面要看投資的力度，但主要還是技術方面的缺口，需要美國方面給予支持。 在資金方面，Rapidus預測，在量產前需要5萬億日元規模的資金，相較于目前700億日元的投入，仍有巨大的缺口待“補”。 或許正是意識到自身存在的若干技術短板一時難以彌補，在Rapidus宣布成立的同日，日本經濟產業省還宣布與美國NSTC等海外相關機構合作成立先進半導體研發中心LSTC，打造集國研、大學、產業界為一體的下一代半導體量產技術研究開發據點，并已為此撥出大約3500億日元的財政預算。 但種種難關依舊在橫亙。以賽亞調研(Isaiah Research)認為美、日要合作開發2nm制程，找資源跟資金都不是難事，但在研發層面目前僅有臺積電、英特爾、三星是比較有經驗的，且這三大巨頭也都需要一段時間提升學習曲線。 要指出的是，美、日合作已將臺積電排除在外，而由于日韓之前的歷史淵源，最大的合作方可能還要仰賴美國，包括英特爾、IBM。但以賽亞調研提到，假使美、日2nm的工藝發展沒有來自上述三家巨頭的研發能力支持，即便可以找到一些研究機構進行先進制程研發，后續的量產能力仍需要時間觀察。 量產的“關”看起來更為難越。業內人士指出，日本的Fab廠主攻強項多在Memory，并非邏輯IC，日本扮演的角色從材料端還須搭配一線設備廠、建立產線共同做研發創新才有機會。同時，還面臨人才持續供給的挑戰。日本或許可以做Sample，但“量產”絕對是最大挑戰，量產的經驗值對良率的影響可謂重中之重，Sample可以發揮創意但制造是很殘忍的落實承諾，研發與制造之間的拉扯從來不會少，日本短期并沒有實現量產的執行能力。 集微咨詢總結，日本的先進工藝之路仍取決于美國的支持力度以及自身開發的進度，現在展望為時尚早。 另一重“隱憂” 而美日的重啟合作，對于了解日本半導體業史的人來說，難免產生新的擔憂。對日本來說，上世紀80至90年代的“日美半導體摩擦”，確實是日本半導體業告別“輝煌”的起因。 想當年日本在半導體領域呼風喚雨的時刻，一方面得益于美國的大力扶持，另一方面也是官產學體系、財團體制，加上眾多振興臨時措施法支持，從而走上了巔峰之路。 但日本產業的大幅崛起開始讓美國深感“芒刺在背”，其后揮舞組合拳，相繼祭出廣場協議、和反傾銷訴訟等對日本半導體產業實施全面制裁。同時還兵分兩路，大力扶持韓國的發展，后續也加強對我國臺灣輸入資金和技術，并在關稅和政策上偏心照顧，加上日本在產業政策、技術路線和經營策略上的失誤，日本的電子基本盤遭受沉重打擊，日本IC產業不復昔日榮光。 如今日本在全球半導體市場所占份額已經降至10%左右。此次世易時移，日美又再次握手言和，會一掃前恥還是重蹈覆轍？ 站在美國的“算盤”出發，可謂是既要又要還要。半導體行業專家分析，對于美日合作2nm，美國的出發點應有兩大方面：一是不能依賴他人要迅速增強自己，而與日本合作是一條途徑，因為日本的研發水平高且在設備、材料方面具有優勢；二是避免風險，目前美先進工藝代工太依靠臺積電，可能會出現無法控制的風險，美一方面是大力促進英特爾的IDM2.0戰略推進，另一方面恩威并施，讓臺積電、三星在美建芯片廠，以在先進制程領域掌握自主可控的實力。 更要看到的是，美將日本拉入其芯片“小圈子”中的“居心”將要日本與美國打壓中國半導體的政策步伐一致。有預測說，根據美國當前規定，預計將使用大量美國技術的Rapidus或無法進入中國市場，而失去這一巨大市場可能會進一步拖累Rapidus的前景。 Rapidus在拉丁文是“快速”的意思，但對于日本來說2nm工藝量產或仍是“漫漫征途”。 |
