买完ASML光刻机，又“国有化”光刻胶龙头，日本的野心藏不住了

来源:电子发烧友网发布时间:2023-06-281304浏览

电子发烧友网报道（文/吴子鹏）根据外媒的最新报道，日本政府支持的投资公司JIC(产业革新投资机构)计划斥资64亿美元（约合9093亿日元）收购日本光刻胶龙头JSR。据悉，JIC计划在12月下旬发起收购要约以将JSR私有化，每股出价4350日元，比上周五的收盘价溢价35%。

考虑到JIC的背景和出资方（瑞穗银行和日本开发银行），很明显日本政府是想要将JSR国有化。再结合近日日本经产省与荷兰经济事务和气候政策部在东京签署的半导体合作备忘录，日本打造先进晶圆制造第三极的野心昭然若揭。

JSR是光刻胶主要供应商

JSR成立于1957年，是全球领先的材料供应商，截至2023年3月31日，JSR共有员工7994名。JSR 的全球总部位于日本东京，在欧洲、美国、中国大陆、中国台湾、韩国和泰国设有工厂和办事处，产品涉及生命科学、合成橡胶、电子材料、显示器和光学材料等。
日本是全球最大的半导体材料生产国和出口国，据SEMI预测，在半导体材料领域，日本企业的占比高达52%左右，行业领先地位十分明显。在光刻胶方面，用于7nm以下芯片制造的EUV光刻胶，日本的份额为100%。根据市场统计数据，JSR是全球仅存的几家EUV光刻胶生产商之一，同时也是全球最大的光刻胶生产商。截至2020年末的统计数据显示，全球前五大光刻胶供应商分别是JSR、东京应化、信越化学、住友化学和富士胶片，市占比分别为27%、25%、18%、14%和7%。
在用于130nm-7nm工艺的ArF光刻胶领域，JSR占比达39%，三星、台积电、美光科技等行业巨头都是JSR的客户。
过去这些年，JSR一直都是光刻胶材料发展的引领者。在10nm及以上工艺时，光刻机的发射波长为160 nm左右的浸入式ArF光源，这在聚合物材料的光吸收和反应范围内，而过去30多年的时间里，JSR为首的公司一直在这个领域深挖，建立了很高的技术壁垒。
到了10nm工艺时，晶圆代工厂开始采用EUV光刻机，发射波长变为13.5nm，需要光刻胶在溶解后满足以下指标：

L/S：线/间距抗蚀墙宽度/墙与墙的间距；
H/P或HP：半间距相邻抗蚀墙的间距；
LER：线边缘粗糙度抗蚀墙壁两侧的粗糙度；
LWR：线宽度粗糙度抗蚀墙壁的宽度变化。

在10nm制程下，要在非常狭窄的区域内控制质子发射和扩散，这是一项非常困难的工作，很难保证LWR、LER等方面的稳定性和低变异性。因此，ASML公司开始转向了Inpria的一种含有无机材料的光刻胶。而在2021年9月，JSR收购了Inpria。值得注意的是，在2017年JSR就推出了一种化学增幅型酸发生型聚合物光刻胶，能够满足5nm的制程工艺，现在有了Inpria的技术，JSR能够继续保持在先进制程用光刻胶方面的领先性。
而现在日本政府将JSR实现了国有化，那么当日本的先进制程量产后，可以有非常稳定的供应，并持续保持技术的领先性。

Rapidus不与台积电竞争？

很明显，日本政府“国有化”JSR能够帮助Rapidus提升竞争力。Rapidus是由丰田、NTT、Sony、铠侠、软银、NEC、电装、三菱日联银行等8家日企成立的半导体公司，该公司与IBM于2022年12月签署了技术协议，合作发展2纳米半导体技术。
据报道，Rapidus计划派出100名工程师到IBM获取2纳米芯片生产所需的全环绕栅极（GAA）技术。GAA技术被认为是FinFET工艺的继承者，该技术透过降低供电电压级以及增加驱动电流能力以提升性能，从而突破FinFET的性能限制。
和FinFET工艺相比，GAA技术有两大突出的优势：其一是GAA晶体管解决了许多有关泄漏电流的挑战，因为GAA通道采用水平架构；其二是相较于当前FinFET制程中的三个侧面，GAA晶体管的四个侧边都被栅极包围着，从而改善了晶体管的结构。
业界普遍认识，2nm工艺将必须使用GAA技术。值得注意的是，IBM在2021年就曾展示过基于GAA实现2nm工艺的技术原型，如今IBM计划将这项技术共享给Rapidus。
基于和IBM合作的技术，Rapidus将成为先进制程的有力竞争者。不过，日本财团Rapidus负责人小池淳义表示，Rapidus计划基于IBM 2nm工艺技术开发“Rapidus 版”制造技术，2025年开始逻辑半导体试产，2027年量产。并不会和台积电形成竞争，而是更愿意继续成为专注于服务器领域、汽车行业、通信网络，量子计算和智能城市方面的利基制造商。
根据他的描述，Rapidus专注的两大工艺分别是用于“高性能计算（HPC）”芯片和“Ultra Low Power（超低功耗）” 芯片。很明显，这也是台积电先进制程主要关注的领域之二，所以这种竞争关系是与生俱来的。此前，Rapidus会长东哲郎在接受采访时就谈到，在日本政府和国内设备制造商的支持下，新成立的Rapidus有能力迅速赶上台积电、三星电子等行业巨头。
当然，要实现这样的工艺就离不开ASML的光刻机，这也是日本和荷兰政府签署备忘录的主要目的。相关报道指出，Rapidus计划利用经产省提供的补贴，采购EUV光刻设备。我们都知道，用于先进制程的EUV光刻机产量非常有限，因此供应也非常紧俏，而如果Rapidus和ASML展开合作，有望强化供应链，甚至是获得更先进EUV的优先购买权。
此前有产业链人士表示，Rapidus成立仅9个月之后就已经完成了1台EUV光刻机的筹备，不过具体的型号及进度没有说明。小池淳义表示，通常大规模量产先进工艺需要至少1000名工程师，但他们引入了AI和自动化技术，现在有500名工程师了，用一半的资源就能完成。
他强调：“Rapidus是日本挽回空白10年的‘最后机会’。”
除了自己建厂布局先进制程，日本还大规模引进晶圆代工厂。我们此前有报道过，台积电将在日本熊本县建设22nm和28nm的半导体生产线，预计于2024年开始量产，用于车规和家电用芯片产品的生产。知情人士透露，台积电日本工厂的计划是长期的，将随着产业的发展进行升级，也就是说未来将会升级到12nm-16nm。
另外，日本还招揽了美光。美光公司此前表示，计划在日本政府的支持下，未来几年在极紫外线(EUV)光刻技术领域投资高达5,000亿日元(37亿美元)。知情人士透露，美光准备从日本政府获得约2000亿日元(14.8亿美元)的财政补贴，以帮助其在日本生产下一代DRAM存储芯片。
综合这些因素来看，正如上面所讲的，日本希望在中国台湾和韩国之外，在该国本土构建一个东亚芯片制造的新基地。为了实现这个目标，日本可以说是已经采取了举国之力的模式。