Rapidus目标实现2nm厂全自动化!交货时间比台积电、三星快66%

袁遗说科技 2024-08-13 17:29:01

日本芯片制造商Rapidus 指出,计划使用机器人和人工智能(AI)在日本北部打造全自动生产线,生产2 纳米芯片,以应用于先进AI 应用。据日经报道,2 纳米芯片原型制造应于明年开始,但最早应是2027 年开始量产。

Rapidus 表示,自动化生产将加快生产时间,使交货芯片时间仅竞争对手三分之一,其晶圆厂预计10 月完成外部结构建置,EUV 曝光设备将于12 月抵达。

比起其他已在晶圆厂建立业务的公司,打造全自动化工厂使Rapidus 更有优势,虽然前段芯片制造流程的设备已经高度自动化,但后段流程如互连、封装和测试仍属于劳力密集型。

Rapidus 执行长Atsuyoshi Koike 表示,这将在相同的2 纳米产品上提供比其他公司更高的效能和更快的交货时间。

Tom's Hardware 指出,Rapidus 目前落后台积电和三星两年,后两家公司预计2025 年开始生产2 纳米芯片。如果Rapidus 能在不牺牲价格、品质的前提下,以更快速度交货芯片,就能在市场占一席之地。

尽管前景乐观,Rapidus 在营运上仍面临一些困难,该公司透露,2025 年开始制造原型时,需要2 兆日元(约140 亿美元),量产则至少需要3 兆日元(约200 亿美元),虽然已从日本政府那获得9,200 亿日元补助,但因没有实绩,民间企业仍犹豫不决。

Atsuyoshi Koike 指出,目前状况来看,Rapidus 很难获得私人融资,公司正讨论如何使融资更容易,如政府贷款担保制度。

日本首相:计划在贷款融资上向 Rapidus 提供政府担保支持

据报道,日本首相岸田文雄在昨日视察先进半导体代工企业 Rapidus 北海道晶圆厂工地时表示,计划在贷款融资上向这家企业提供政府担保支持。

岸田文雄表示:“我们将立即向国会提交大规模生产下一代半导体所需的法案,相关机构将开始考虑(法案的)实质内容和提交时间表。(通过与私营部门的合作)我们将在多个财政年度为大规模生产投资和研发提供大规模、有计划、有重点的投资支持。”

岸田文雄计划在秋季的临时国会期间向国会提交法案,以保障日本在尖端半导体领域的竞争力。

根据 Rapidus 此前公布的时间表,这家公司计划于 2025 年 4 月启动 2nm 中试生产线的运营,2027 年实现大规模量产。为了达成这一目标,该企业需要 5 万亿日元(当前约 2358.95 亿元人民币)的资金。

尽管 Rapidus 此前表示,到 2036 年左右,在北海道建立的芯片生态将为该地区带来超 18 万亿日元(当前约 8492.22 亿元人民币)的经济影响,但其自身未来的销售前景仍然不明。

日本银行业界因此缺乏向 Rapidus 直接提供贷款的信心。如果日本政府能够提供担保支持,则将减少 Rapidus 获得运营所需资金的阻力。

日本的芯片“雄心”

据瞭望报道,随着全球芯片产业格局发生变化和芯片新技术架构涌现共振,为抓住“掌握先进芯片制造能力的最后机会”,日本政府出台半导体战略,制定了本土2nm制程先进芯片“两步走”的研发规划。

第一步是通过吸引台积电等全球先进半导体公司在日本建厂,带动日本本土掌握相对先进的芯片制造能力。

在此基础上,第二步是通过建立芯片制造商Rapidus,借助国际技术合作,掌握2nm制程先进芯片的制造能力。

这是一个雄心勃勃的战略规划。目前,日本本土的芯片制造水平停留在40nm制程的水平上,如果按部就班发展到2nm制程,需要突破从40nm到28nm、从28nm到7nm、从7nm到3nm、从3nm到2nm等多个技术门槛。这些技术门槛较高,台积电、三星等巨头用了超过10年时间突破,而环球晶圆等其他主要芯片制造商因为难度太大,索性放弃了28nm以下芯片制造能力的研发。

日本把希望寄托在国际合作上。为了实现半导体战略规划的第一步,获得台积电等全球芯片巨头的技术和经验,把日本的芯片制造能力从40nm提升到英特尔等先进芯片制造商7nm左右的水平,日本已经斥资近70亿美元,补贴台积电在日本熊本县两个芯片厂近40%的投资。

根据规划,台积电在日建设的两个芯片厂用于生产28nm芯片和7nm芯片。日本半导体战略推进议员联盟负责人甘利明阐述了日本引进台积电建厂的打算。他表示,台积电在日本建设的28nm芯片厂和台积电在世界其他地方建设的28nm芯片厂不同,具备制造接近10nm芯片的技术,这些芯片厂的日企股东,最终将接收、消化相关芯片制造技术。

日本半导体战略规划的第二步是借助美国技术,赶上台积电、三星等公司的世界前沿水平。台积电、三星、英特尔等芯片制造商在研的、制程在2nm及以下的芯片采用了与以往芯片架构“鳍式场效应晶体管”架构(FinFET)不同的新一代芯片架构“全环绕栅极场效应晶体管”架构(GAAFET)。2021年,IBM率先向全球宣布研制出了基于GAAFET架构的2nm芯片原型,但由于台积电等芯片制造商遵循自有技术路线,IBM的2nm芯片技术一时没有用武之地。2022年,Rapidus成立,寻求实现2nm芯片技术,因此和IBM一拍即合。经美商务部长雷蒙多、时任日经济产业省大臣西村康稔等人磋商,IBM当年就获准将2nm芯片技术输日。

目前,日本2nm芯片的实质研发尚未启动,台积电在日芯片厂尚未投产,Rapidus派遣赴美学习IBM芯片技术、赴欧学习光刻机使用的员工也未完成培训,但研发2nm芯片已具备不少有利的内外环境。从日本国内看,日本政府高度重视尖端芯片研发工作,经济产业省迄今为止唯一一次对单个行业的补贴政策就用在了对Rapidus的补贴上。从国际环境看,尖端芯片制造设备厂商阿斯麦、欧洲顶尖芯片技术研发机构微电子研究中心(IMEC)都积极和Rapidus合作。Rapidus总裁小池敦义对实现2nm芯片量产目标信心满满,声称“Rapidus将使世界震惊”。

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