“要是有一台 EUV 光刻机,咱们多久能造出芯片?” 不少人觉得以中国的实力,半年应该能成。但最近有个国家用实际行动刷新了大家对芯片制造的认知 —— 日本刚宣布,他们的 2nm 芯片已经进入测试生产阶段,这匹突然杀出的 “黑马”,说不定要让芯片行业的老格局彻底改变。
芯片这东西,现在就像所有高科技产品的 “发动机”,手机、电脑、新能源汽车,少了它都没法正常运转。而芯片制造,就是整个芯片产业里最关键的一环,哪怕设计出再牛的芯片,造不出来也只能是空想。
在全球芯片制造这块,台积电和三星一直是 “老大”“老二” 的存在。这两家早就能生产 3nm 芯片了,还在使劲研发 2nm 工艺。虽说台积电 3nm 芯片的良率还不到 50%,2nm 试产良率也就 40% 左右,但在大家心里,它还是 “顶梁柱”—— 毕竟全世界能稳定生产先进制程芯片的,也就这两家。
可就在 7 月 19 日,芯片圈炸开了锅:日本的 “芯片国家队” Rapidus 传来消息,旗下工厂已经开始 2nm 全环绕栅极(GAA)晶体管的测试晶圆原型制作,而且早期的 2nm 测试晶圆,电气特性完全达到了预期。这意思就是,日本不光正式开始搞 2nm 工艺芯片,还用了台积电和三星都在钻研的下一代 GAA 技术。
这事儿之所以让人惊讶,是因为日本半导体之前的处境实在不怎么样。在台积电大规模去日本建厂前,日本连 40nm 制程的芯片都很难量产,制程水平比中国大陆还差一大截。那时候日本的老旧产线基本都停了,就剩下少数设备在勉强运行,被中国台湾和韩国的半导体产业远远甩在后面。
而 Rapidus 这家公司,2022 年才刚成立,是日本半导体的 “希望之光”。它的核心团队成员都来自东芝、瑞萨这些日本顶级半导体企业,都是在行业里摸爬滚打几十年的老手;背后还有软银、索尼、丰田这些日本巨头撑腰,钱和资源都不用愁。
从硬件准备来看,Rapidus 的速度也快得让人咋舌。它的 IIM-1 厂区 2023 年 9 月才开始动工,2024 年就把无尘室建好了,到 2025 年 6 月,已经连接了 200 多套设备,其中就包括制造先进芯片必不可少的 DUV 和 EUV 光刻工具。更厉害的是,这家公司去年 12 月才从 ASML 拿到 3800E EUV 光刻机,才过了半年,就搞出了 2nm GAA 芯片的试产,这个速度连台积电都得高看一眼。
现在 Rapidus 正在测试芯片的各项性能,像临界电压、驱动电流、开关速度这些关键指标,都达到了预期。要知道,原型制作是半导体生产中很重要的一步,能走到这一步,说明他们的技术路线没跑偏,设备也能正常运转,离量产又近了一步。按照计划,2027 年他们就要正式量产 2nm 芯片了。
为啥说这会让芯片行业迎来洗牌呢?
首先,台积电和三星看着是 “本土企业”,其实背后都有美国资本支持,说白了,更像是披着韩、台岛外衣的美国企业。而且这两家的大部分客户都是美国公司,业务上难免会有冲突和牵制。而日本的 Rapidus 是实打实的日本 “国家队”,背后大多是软银、索尼、丰田这些日本企业。以后这些日本企业肯定会把更多订单放到本土的 Rapidus,给它带来稳定的业务。
另外,Rapidus 和台积电一样,只专心搞芯片制造,业务垂直度很高。可三星就不一样了,业务范围太广,手机、家电、造船都做,很难把所有精力都放到芯片制造上。只要日本在技术方向上不出错,Rapidus 未来的技术水平很可能超过三星,达到和台积电相当的水平。关键日本在芯片制造环节,还垄断着全球芯片制造业所需要的材料光刻胶,实力不容小觑。
所以,未来全球芯片制造业很可能就不再是台积电、三星两家垄断先进制造市场了。以后很可能形成三足鼎立的局面,芯片行业自然会迎来全面洗牌。
当然,现在说 Rapidus 全面赶上台积电、三星还太早。试产成功不代表能稳定量产,台积电为了提高良率花了不少时间,Rapidus 要走的路还很长。但不可否认的是,日本半导体这次逆袭,已经给全球芯片行业敲响了警钟。
曾经连 40nm 芯片都难量产的日本,如今在 2nm 芯片领域崭露头角,这足以说明芯片行业没有永远的霸主。随着 Rapidus 的崛起,全球芯片产业的格局正在悄然改变,未来的芯片江湖,注定会更加热闹。