日本八巨头成立新公司联手造芯，目标2nm能成吗？

据日媒报道，日本经济产业大臣西村康稔上周宣布了在日本大规模生产用于超级计算机和人工智能（AI）的下一代半导体的新战略，其支柱是日本政府将向丰田、NTT、索尼、NEC、电装、KIOXIA（东芝半导体）、软银和三菱UFJ银行8家公司设立的新公司“Rapidus”提供700亿日元的补贴，用于开发和生产。

“Rapidus”在拉丁文中，该词语指代“快速”。有外界消息认为，新企业得名与主要经济体在人工智能和量子计算等领域展开的激烈竞争有关，新名称蕴含了期待快速成长之意。

这次成立的公司由日本东京电气（Tokyo Electro，全球半导体设备大厂）的前社长东哲郎等人主导，吸引了日本丰田、索尼、铠侠、NEC、软银、电装等8家公司联合投资，每家出资10亿日元。

未来还希望进一步扩大投资及争取更多的日本企业加入，这家公司希望开发新一代逻辑半导体制造技术，工艺目标是超越2nm，也就是为2nm以下节点准备的。同时，还将培养支撑半导体产业的人才。

据央视新闻报道，这个“联合战队”目标是在2027年量产全球尚未投入实际使用的2nm或者更小的芯片，实现高端芯片的国产化。

为了实现这一目标，在技术研发方面，这家新公司将联合东京大学等日本知名学府，在今年年内成立研究基地，促进科研机构的研究成果与产业相结合，尽快转化为产能。此外，新产品的研发离不开高端技术人才，该公司还计划多方面吸引在海外工作的日本技术人员回国。

2nm那么难，日本能成吗？

据汤上之隆的分析，2022年7月29日，日本经济新闻报道称，日本和美国在量产半导体方面展开合作，日本和美国两国政府于7月29日在美国首都华盛顿召开首次“经济2plus2”会议，会议中提到日本和美国共同研发2nm半导体，日本在年底之前成立“新一代半导体生产技术研发中心（临时名称）”，计划在2025年于日本国内量产2nm半导体。

至此，日本经济产业省已经制定了多个令人无法理解的政策（所以日本的半导体产业才一片混乱），“日本和美国合作研发2nm半导体，日本自2025年开始量产2nm半导体”一一这真是令人惊讶、震惊、不可思议！简直是一条愚蠢至极的策略，日本半导体行业的相关人员不禁要问：“这样的政策真的可以实施下去吗”？

2nm难在何处？

所谓半导体的“微缩化”，指的是每一代际缩小约70%。如下图4所示，日本自45nm以后就不再有进步。45nm以后为32nm、22nm、16/14nm、10nm、7nm、5nm、3nm、2nm。

自45nm（日本可以生产）到2nm，共跨越了九个代际的微缩化，这究竟有多难呢？

首先，微缩化每发展一个代际，肯定会出现诸多问题，为解决这些问题，需要进行多次试错实验。在28nm/22nm之前，晶体管的形状为“平面型（Planner）”，16nm以后为FinFET，2nm以后为GAA（Gate-All-Around，全环绕栅极晶体管），之所以有这么大的变化，是因为不改变晶体管结构，无法实现人们期待的性能。此外，随着微缩化发展，出现的问题也是各式各样。

比方说，在2015年之前以为被视为“微缩化头号玩家（Top Runner）”美国英特尔在2016年无法顺利从14nm过度到10nm，在后来的五年里，10nm的启动一直不顺利。去年（2021年）Patrick Gelsinger就任英特尔第八代CEO，并将10nm命名为“Intel 7（i7）”、7nm（采用了最先进的EUV曝光设备）改为“Intel 4（i4）”。如今英特尔正在为实现i4而努力。

台积电和三星在同一时间（2019年）启动7nm，后来，虽然仅仅能看到6nm、5nm、4nm、3nm等一系列数字的进步，但5nm以后的良率很难提升，而且台积电的3nm采用了GAA构造，因此台积电在3nm代际陷入绝望，果断进军2nm。

即使是独享最尖端技术的台积电，虽然曾经每两年更替一个代际，但3nm并未能按计划启动，耗费了两年半的时间，在2022年下半年，终于迎来了量产关键期。2nm代际晶体管采用新型GAA，进入量产可能要花费两年半甚至三年的时间。因此，2nm的量产时间最快在2025年、甚至2026年。

如果日本“自2025年开始量产2nm”，那么，很有可能早于台积电。从当下的45nm，跨越九个代际，比台积电早量产2nm，这是多么异想天开的方案！

在2022年8月3日的日本经济新闻“Deep Insight”中，针对2nm的难度，Common Data的中山淳史先生做了以下比喻：“Planner型是中学生、FinFET是高中生、GAA是大学生”。

日本芯片产业上世纪八十年代曾经在全球市场占据半壁江山，但之后受到美国打压等因素影响，份额不断下降，去年在全球市场仅占不到一成。尽管在这一过程中，日本也多次尝试想要重振芯片产业，但并没有取得成功。

来源：央视财经等网络内容综合整理

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