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來源：愛集微 在2nm先進(jìn)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(lián)銀行8家日企聯(lián)合投資，每家出資10億日元成立了名為Rapidus的新公司，目標(biāo)是在2025年至2030年間開始生產(chǎn)“超越2納米”的高端芯片，2027年量產(chǎn)。 在經(jīng)歷了慘痛的“失落的三十年”后，這家傾力集結(jié)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(chǎn)業(yè)變革以及地緣博弈的沖擊之下，各國力促半導(dǎo)體制造業(yè)回流、構(gòu)建自主產(chǎn)業(yè)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(chǎn)的份額從目前的10%增加到20%的遠(yuǎn)大目標(biāo)，曾經(jīng)在半導(dǎo)體領(lǐng)域輝煌又逐漸沒落、在設(shè)備和材料領(lǐng)域依舊保持強大競爭力的日本半導(dǎo)體業(yè)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(dǎo)體業(yè)采取了諸多舉措：如去年6月出臺“半導(dǎo)體·數(shù)字產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略”；今年4月以來通過提供補助等方式積極促進(jìn)臺積電、西部數(shù)據(jù)等海外半導(dǎo)體企業(yè)赴日，與日本企業(yè)合作辦廠；今年5月日本國會通過了旨在加強供應(yīng)鏈的經(jīng)濟(jì)安全促進(jìn)法等。而Rapidus的成立為日本在半導(dǎo)體制高點先進(jìn)工藝層面的破局添上了重彩。 加之美國對中國半導(dǎo)體業(yè)圍追堵截的招數(shù)也在全方位“升級”，在亞太地區(qū)搞半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)“小圈子”、建立Chip 4等等不一而足，日本顯然也是Chip4聯(lián)盟的重要旗手，補足日本的“短板”提升其“戰(zhàn)斗力”或才能打好代理戰(zhàn)爭。 行業(yè)人士分析說，從日本實力來看，雖然在設(shè)備、材料以及功率器件、MCU領(lǐng)域占有一定優(yōu)勢，但在制造環(huán)節(jié)已遠(yuǎn)為落后，節(jié)點集中于40nm以上。在已經(jīng)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(shù)字化競爭，要在數(shù)據(jù)中心、自動駕駛、新一代通信標(biāo)準(zhǔn)“6G”和元宇宙領(lǐng)域贏得競爭，日本也必然要重塑產(chǎn)業(yè)鏈，攻克先進(jìn)工藝難關(guān)，這才能持續(xù)保持在材料、設(shè)備領(lǐng)域的優(yōu)勢，并促進(jìn)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(shè)立28nm晶圓廠，從而在成熟制程“加分”之外，那么在先進(jìn)工藝的布局顯然亦是箭在弦上。 熟悉的“配方” 如果說技術(shù)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(chǎn)學(xué)研合作的運作體系看起來更是熟悉的配方。 想當(dāng)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(yè)聯(lián)合出資400億日元總計投入720億日元組成研發(fā)聯(lián)盟，實施“超大規(guī)模集成電路（VLSI）技術(shù)研究計劃”，在DRAM領(lǐng)域大殺四方，并在設(shè)計、設(shè)備、工藝層面實現(xiàn)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(fā)計劃大多沒有取得成果；2006年，出現(xiàn)了由東芝、日立、瑞薩成立代工企業(yè)的構(gòu)想，日本政府也起了推動作用。不過，各企業(yè)步調(diào)不一致，半年就宣告失敗了。 這些揮之不去的“歷史”無疑都進(jìn)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(chǎn)業(yè)興衰錄》指出，日本在產(chǎn)業(yè)政策、財團(tuán)體制、商業(yè)模式變革、技術(shù)路線選擇、經(jīng)營策略上都出了一些暈招、亂招，因而錯失了GPU為主導(dǎo)的計算機時代，站錯了隊失去了通信的話語權(quán)，甚而在移動互聯(lián)時代淪為配角。 而此次日本欲借Rapidus重振其半導(dǎo)體制造領(lǐng)先地位，憑什么又認(rèn)定這一換湯不換藥的做法能煥發(fā)“新生”呢？ 誠然，Rapidus各大主角“光環(huán)”耀眼，充分體現(xiàn)了日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的優(yōu)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(fā)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(dǎo)體材料和40%以上的半導(dǎo)體設(shè)備，手握設(shè)備與材料兩大“王牌”，日本仍得以在全球半導(dǎo)體市場保有其先進(jìn)的底色。 此外，鎧俠的優(yōu)勢在存儲器領(lǐng)域，索尼將在圖像傳感器方面發(fā)揮優(yōu)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(fā)及生產(chǎn)。 看起來好似“只欠東風(fēng)”，但要在2nm工藝“后來居上”，日本面臨的難關(guān)其實遠(yuǎn)超想象。 重重的“難關(guān)” 畢竟，從目前的40nm大躍進(jìn)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(jìn)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(xué)，但半導(dǎo)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(fā)2nm主要的挑戰(zhàn)來自于資金和技術(shù)方面。資金方面要看投資的力度，但主要還是技術(shù)方面的缺口，需要美國方面給予支持。 在資金方面，Rapidus預(yù)測，在量產(chǎn)前需要5萬億日元規(guī)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(shù)短板一時難以彌補，在Rapidus宣布成立的同日，日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省還宣布與美國NSTC等海外相關(guān)機構(gòu)合作成立先進(jìn)半導(dǎo)體研發(fā)中心LSTC，打造集國研、大學(xué)、產(chǎn)業(yè)界為一體的下一代半導(dǎo)體量產(chǎn)技術(shù)研究開發(fā)據(jù)點，并已為此撥出大約3500億日元的財政預(yù)算。 但種種難關(guān)依舊在橫亙。以賽亞調(diào)研(Isaiah Research)認(rèn)為美、日要合作開發(fā)2nm制程，找資源跟資金都不是難事，但在研發(fā)層面目前僅有臺積電、英特爾、三星是比較有經(jīng)驗的，且這三大巨頭也都需要一段時間提升學(xué)習(xí)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(diào)研提到，假使美、日2nm的工藝發(fā)展沒有來自上述三家巨頭的研發(fā)能力支持，即便可以找到一些研究機構(gòu)進(jìn)行先進(jìn)制程研發(fā)，后續(xù)的量產(chǎn)能力仍需要時間觀察。 量產(chǎn)的“關(guān)”看起來更為難越。業(yè)內(nèi)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(shè)備廠、建立產(chǎn)線共同做研發(fā)創(chuàng)新才有機會。同時，還面臨人才持續(xù)供給的挑戰(zhàn)。日本或許可以做Sample，但“量產(chǎn)”絕對是最大挑戰(zhàn)，量產(chǎn)的經(jīng)驗值對良率的影響可謂重中之重，Sample可以發(fā)揮創(chuàng)意但制造是很殘忍的落實承諾，研發(fā)與制造之間的拉扯從來不會少，日本短期并沒有實現(xiàn)量產(chǎn)的執(zhí)行能力。 集微咨詢總結(jié)，日本的先進(jìn)工藝之路仍取決于美國的支持力度以及自身開發(fā)的進(jìn)度，現(xiàn)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(dǎo)體業(yè)史的人來說，難免產(chǎn)生新的擔(dān)憂。對日本來說，上世紀(jì)80至90年代的“日美半導(dǎo)體摩擦”，確實是日本半導(dǎo)體業(yè)告別“輝煌”的起因。 想當(dāng)年日本在半導(dǎo)體領(lǐng)域呼風(fēng)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(chǎn)學(xué)體系、財團(tuán)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(chǎn)業(yè)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(xié)議、和反傾銷訴訟等對日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)實施全面制裁。同時還兵分兩路，大力扶持韓國的發(fā)展，后續(xù)也加強對我國臺灣輸入資金和技術(shù)，并在關(guān)稅和政策上偏心照顧，加上日本在產(chǎn)業(yè)政策、技術(shù)路線和經(jīng)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(chǎn)業(yè)不復(fù)昔日榮光。 如今日本在全球半導(dǎo)體市場所占份額已經(jīng)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(fā)，可謂是既要又要還要。半導(dǎo)體行業(yè)專家分析，對于美日合作2nm，美國的出發(fā)點應(yīng)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(fā)水平高且在設(shè)備、材料方面具有優(yōu)勢；二是避免風(fēng)險，目前美先進(jìn)工藝代工太依靠臺積電，可能會出現(xiàn)無法控制的風(fēng)險，美一方面是大力促進(jìn)英特爾的IDM2.0戰(zhàn)略推進(jìn)，另一方面恩威并施，讓臺積電、三星在美建芯片廠，以在先進(jìn)制程領(lǐng)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(dǎo)體的政策步伐一致。有預(yù)測說，根據(jù)美國當(dāng)前規(guī)定，預(yù)計將使用大量美國技術(shù)的Rapidus或無法進(jìn)入中國市場，而失去這一巨大市場可能會進(jìn)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(chǎn)或仍是“漫漫征途”。 |
