日本啟動2nm制程晶圓測試生產

根據最近披露的數據，2023年9月，Rapidus在北海道千歲地區(qū)開始建設其首座晶圓廠IIM-1；2024年4月，晶圓廠的框架、潔凈室和基礎設備就已完工；2024年12月，引進了ASML的EUV光刻機設備；2025年4月，啟動了中試線，隨后7月成功完成了第一片基于GAAFET晶圓的電特性測試（即器件能夠正常工作的最低概念驗證信號）。

原型制作是半導體生產中的一個重要里程碑，目的在驗證使用新技術制造的早期測試電路是否可靠、高效并達到性能目標。目前，Rapidus正在測量其測試電路的電氣特性，包括臨界電壓、驅動電流、漏電流、次臨界斜率、開關速度、功耗和電容等參數，不過并未公開具體結果。如果一切按計劃進行，Rapidus可能會在定于2025年12月舉行的VLSI技術研討會上公布詳細規(guī)格。

Rapidus在其公告中特別提到，計劃將單晶圓方法應用于所有制程步驟，包括氧化、離子植入、圖形化、沉積、蝕刻、清洗和退火等。由于每片晶圓都是獨立處理的，工程師可以即時微調參數、提早檢測異常并迅速應用校正，無需等待整個組合測試的完成。

單晶圓處理通常用于需要高精度的關鍵步驟，如EUV/DUV圖形化、等離子蝕刻、原子層沉積或缺陷監(jiān)控；而對于氧化、離子植入、清洗和退火等其他步驟，它們則以組合方式處理晶圓。目前，英特爾、三星和臺積電等大型芯片制造商在其半導體制造過程中，采用組合和單晶圓處理方法的組合。不過，單晶圓制程系統(tǒng)也更容易改變設定并在小批量和大量生產之間切換，這對Rapidus來說很重要，因為其目標是服務較小的制造商。

然而，由于晶圓一次一片的處理，每個工具的產量（某些工具）會比大量處理低，可能延長生產周期時間，并增加生產成本。這使得所需的設備更復雜且昂貴，而且單獨協(xié)調所有步驟中晶圓的移動會增加額外開銷。盡管如此，Rapidus相信雖然前期成本較高且處理速度較慢，但在缺陷減少、良率提升和調節(jié)制程控制方面的長期效益，可以使單晶圓處理成為2nm及更先進芯片生產的有力策略。

Rapidus于2022年成立，是日本重建國內芯片制造能力戰(zhàn)略的核心，根據日媒報道，該芯片制造項目的總成本估計為5萬億日元（約2418億人民幣）。日本政府已承諾撥款高達1.7萬億日元（約合822億人民幣），用于支持Rapidus的研發(fā)和生產。四月，日本國會通過的一項法案還將允許政府直接投資Rapidus并為其提供銀行貸款擔保，這在日本產業(yè)政策中是一個罕見的例外。

目前，Rapidus僅獲得了量產所需資金的一小部分，而其競爭對手經驗更豐富，規(guī)模也更大。2025年第一季度，在全球前五大晶圓代工業(yè)者排名中，臺積電以67.6%的市場份額穩(wěn)居第一；三星以7.7%的市場份額位居第二，其營收下降了11.3%；中芯國際以6.0%的市場份額排名第三，營收增長了1.8%；聯(lián)電以4.7%的市場份額位列第四，營收下降了5.8%；格芯以4.2%的市場份額排名第五，其營收下降了13.9%。這五家公司合計占據了全球晶圓代工市場90.2%的份額。

值得注意的是，Rapidus代工工藝采用單晶圓工藝，這與其他主要采用批量生產方式的代工廠不同。打個比方，如果其他公司擁有像現代或豐田這樣的大規(guī)模生產線，那么Rapidus就像是手工制造蘭博基尼或法拉利等超級跑車的流程。像蘭博基尼或法拉利這樣的超級跑車可以保持比一般量產汽車高出近10倍的單價，這才使得這種手工制造成為可能，但是，沒有人確定Rapidus能夠制造出蘭博基尼級別的“超級跑車”。

其實，Rapidus宣布啟動之初就有眾多專家持懷疑態(tài)度，原因在于其跳過了日本已停產的18nm及以下工藝與2nm工藝之間的所有“階梯式”技術。各個階段不僅僅是確保漸進式技術的策略，更是至關重要的墊腳石。如果在專利搜索門戶上搜索Rapidus的文獻，會發(fā)現一些工藝技術專利，但大部分只主張2nm工藝集成度的權利，無法確認具體工藝參數的描述（柵極堆棧配置、光刻掩模設計、氧化物材料等）。

考慮到Rapidus晶圓廠規(guī)模相對較小，客戶生態(tài)系統(tǒng)尚未充分形成，從商業(yè)角度來看，難以確保Rapidus作為晶圓代工廠可持續(xù)發(fā)展的判斷。畢竟月產能不足1萬片的晶圓廠，與采用研發(fā)型產線的晶圓廠在規(guī)模上并無太大差異。