當日本押注晶片製造

7月18日,日本尖端半導體代工廠Rapidus進入量產前的試運轉階段,首次向媒體公開了試制的2nm半導體樣品晶圓。

晶圓是從99.99%的純矽圓柱體(矽錠)上切下來的,被打磨得很光滑,然後再根據結構需求將導體、半導體材料薄膜沉積到其上。

在一塊晶圓上製造出晶片還需要經過上千道工序,從設計到生產往往得歷時三個多月,換句話說,Rapidus的晶片之路仍然漫長。

新聞發佈會上從左到右依次為Rapidus董事長(1949年出生)、Rapidus總裁兼首席執行官(1952年出生)、北海道知事和千歲市市長。

Rapidus成立於2022年8月,旨在製造最先進的2奈米晶片,抗衡台積電。

這是一家由日本政府全力支援的企業,迄今為止已經拿了1.7兆日元(約114億美元)的政府補貼,而且接下來還要繼續拿數兆日元的財政撥款。

與財政資金相比,來自豐田等民營企業的注資僅僅有730億日元(約4.9億美元),給人一種象徵性表態、不好意思不捐的感覺。

日本人對於半導體行業的心情十分複雜。

作為該領域曾經的霸主,上世紀八九十年代,東京電子、尼康、索尼、佳能等公司在與荷蘭阿斯麥、韓國三星、美國英特爾以及台積電的競爭中紛紛落敗。

尼康和佳能在1990年代之前一度主導光刻機市場,但在最尖端的極紫外光刻機(EUV)開發競爭中敗給了阿斯麥;目前阿斯麥成為該領域的霸主,掌握全球市場份額的60%,日本企業則陷入困境。

新千年之後,日企基本退出了半導體整合度領域的競爭,不再更新技術,先進半導體只能依賴從台灣省和韓國進口。

在本輪AI需求爆發後,日本眼睜睜看著韓國和台灣賺得盆滿缽滿——兩地的最新人均GDP已超越日本,心裡很不是滋味。

恰好美國有意扶持日本打壓如日中天的三星和台積電,於是日本政府一拍大腿,決定以政府投資的形式全力支援Rapidus發展2nm晶片工藝,從而為日企在AI資料中心與自動駕駛等領域提供穩定的晶片供應保障。

不知是不是受了川普影響,一些日本企業家似乎告別了大家傳統印象裡嚴謹、刻板、低調的作風,也開始學著“放衛星”,張嘴就是台積電3倍。

Rapidus成立至今已有三年整,按照計畫將於2027年實現量產,可目前只提供了一份晶圓樣品。

據《日經新聞》報導,當下日本國內對Rapidus的評價既有期待也有不安,但不安的聲音佔了多數。

一方面,晶片製造領域有一個“良品率”的概念,直接關係到盈利水平。

良品率需要長期積累打磨,不同工藝水平的廠差別很大,如果良品率不高,即使技術層面實現了2nm意義也不大,因為價格在市場上沒有競爭力。

另一方面,就算真造出來2nm晶片且良品率達標,客戶又在那裡呢?

日本國內沒有科技大廠,而美國使用者蘋果、輝達、高通、AMD等多跟台積電簽有長期合作協議,有的乾脆包了台積電的產線。

Rapidus作為新入局的玩家,在技術、產能、成本等方面均沒有優勢的情況下,憑什麼讓人家選擇你呢?

實際上,Rapidus在日本民間募資時困難重重,基本是靠政府資金在支援——回顧歷史,這類項目鮮有成功之案例。

至於說汽車晶片、家電晶片和軍事用途晶片,它們對於製程的要求遠沒有手機和人工智慧晶片高,2nm屬於英雄無用武之地。

《日經新聞》這樣點評道:

“台積電是被日本政府和Rapidus視為競爭對手的全球最大代工廠,在台積電的客戶名單中,蘋果、輝達等多家世界級企業赫然在列。

半導體廠商,尤其是代工廠,生死攸關之處在於客戶的數量、質量以及訂單規模。

對於剛起步的企業來說,這樣說或許顯得殘酷,但如果缺乏這些,就不會形成‘優秀產品→良好客戶→開發更優秀產品’的良性循環。

半導體行業的特性本來就以良性循環為前提,數字裝置的性能和價格每兩年都會發生劇烈變化,因此Rapidus問題的本質在於開拓客戶。”

輝達過去幾年的業績固然是符合了摩爾定律,但全球只有一個輝達。

當今半導體製造領域,台積電是2nm和3nm製程的領頭羊,中國大陸企業則在7nm及以上製程裡實現突破,並廣泛供應各類電子裝置和電動汽車。

日本如果想憑藉Rapidus分一杯羹,它只能跟台積電競爭尖端製程。

說來有趣,過去幾年給日本半導體企業帶來增長希望的恰恰就是中國大陸市場。

在美國發起的晶片出口管制行動中,因老一代裝置不在管制範圍之內,於是阿斯麥的手下敗將尼康和佳能開始進入中國廠家視線。

儘管它們的裝置略顯落後,但好歹可以起個過渡作用,有總比沒有強。

不僅如此,中國公司還從日本廠家那裡收購了不少二手光刻機等急需裝置,以至於東京電子、尼康、佳能等公司頗有捲土重來的架勢。

日本學者指出:

“無法引進尖端半導體製造裝置的中國廠商正在轉向生產通用半導體,結果讓日本不受限制的半導體製造裝置出口增加。”

Rapidus本身極為脆弱,很難靠市場競爭獨立生存,假如僥倖沒被美國管制,僅剩的一線生機就是中國。

可美國目前是將Rapidus定位為對抗台積電過度主導晶片代工的替代選項,容不得它變成“中日聯手”模式。

在近日Rapidus舉辦的客戶推介活動上,到場者以合作夥伴企業為主,海外大型潛在客戶寥寥無幾,前景很不被市場看好。

台積電位於日本熊本的工廠,主要生產12nm及以上製程晶片,精準服務於索尼等公司。台積電計畫2025年在全球新建9座工廠,而Rapidus目前只有北海道一座試營運的工廠。

儘管日本錯失了EUV光刻機和晶片製造,但它在光刻膠、掩膜、光掩膜製造等關鍵材料領域仍具備強大實力,近幾年的半導體浪潮也帶火了東京電子等企業。

最後簡單聊幾點對半導體行業的看法。

1、

半導體行業是國際產業鏈分工的代表,可隨著地緣政治升溫和川普關稅風暴到來,支撐半導體產業的國際分工體系正迎來轉折點。

目前各國從經濟安全保障的角度出發,竭力推動本土化生產,而越來越多的本地化也正迅速導致供應過剩。

2、

半導體作為一種元器件,高度依賴下游具體行業發展,從本質上說,晶片只是手段,而不是目的。

半導體行業興衰與否取決於搭載晶片的智慧型手機、個人電腦、電動汽車和算力叢集等領域是否持續擴張

目前個人電腦和智慧型手機市場出貨量已趨於穩定,電動汽車對晶片要求沒有那麼高,成熟製程足以滿足需求,唯一有明顯增長趨勢的只剩下用於AI大模型訓練的算力叢集。

如果AI浪潮的前景不及預期,將不可避免地波及半導體行業,特別是高端製程。

3、

曾幾何時,液晶螢幕也是高科技產品的代名詞之一,不過隨著中國企業突破這一技術瓶頸,產業格局驟然改觀——在螢幕生產能力(以面積計算)方面,中國2017年首次超過韓國,到2023年已擴大到韓國八倍的規模。

站在中國大陸的角度,半導體行業是當下亟待征服的一座高峰,它不僅具有經濟和產業價值,還有巨大的政治意義。

台灣島內,台積電是其相對大陸最後的技術優勢堡壘——島內政客和媒體張嘴晶片、閉嘴晶片,台積電在台灣社會的意義早已超越了一家科技企業的範疇

大洋彼岸,AI革命極大鞏固了美國資本市場的自信,為美元資產重新注入了吸引全球資金的“磁性”。

如果中國最終能引領半導體與AI行業的發展,其意義或直接影響到地緣政治領域的權力更迭。 (星火好望角)