位于日本東京的日本國際機器人展現(xiàn)場（2023 年 11 月 30 日攝） 錢錚攝 / 本刊

當前，日本正以前所未有的巨額補貼和推進速度發(fā)力半導體產(chǎn)業(yè)。一項最新數(shù)據(jù)顯示，在過去3年，日本用于半導體產(chǎn)業(yè)的補貼金額占GDP比重達0.71%，高于其他主要西方國家。

4月初，日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省宣布，2024年度將向本土芯片制造公司Rapidus最多提供5900億日元補貼。該公司于2022年11月在日本政府支持下由豐田、索尼、日本電氣、鎧俠、三菱日聯(lián)銀行等8家企業(yè)聯(lián)合設立。

Rapidus計劃達成2027年量產(chǎn)2nm芯片的目標。把具備2nm芯片制造技術看作未來“芯片立國”之本的日本，將實現(xiàn)芯片“雄心”的希望寄托在國際合作上。Rapidus與IBM等公司展開合作，希望從IBM處求得核心技術，但IBM技術并不成熟，而且附帶地緣政治條件。日本的芯片技術引進吸收過程有不小風險，發(fā)展前景存在不確定性。

日本的芯片“雄心”

隨著全球芯片產(chǎn)業(yè)格局發(fā)生變化和芯片新技術架構涌現(xiàn)共振，為抓住“掌握先進芯片制造能力的最后機會”，日本政府出臺半導體戰(zhàn)略，制定了本土2nm制程先進芯片“兩步走”的研發(fā)規(guī)劃。

第一步是通過吸引臺積電等全球先進半導體公司在日本建廠，帶動日本本土掌握相對先進的芯片制造能力。

在此基礎上，第二步是通過建立芯片制造商Rapidus，借助國際技術合作，掌握2nm制程先進芯片的制造能力。

這是一個雄心勃勃的戰(zhàn)略規(guī)劃。目前，日本本土的芯片制造水平停留在40nm制程的水平上，如果按部就班發(fā)展到2nm制程，需要突破從40nm到28nm、從28nm到7nm、從7nm到3nm、從3nm到2nm等多個技術門檻。這些技術門檻較高，臺積電、三星等巨頭用了超過10年時間突破，而環(huán)球晶圓等其他主要芯片制造商因為難度太大，索性放棄了28nm以下芯片制造能力的研發(fā)。

日本把希望寄托在國際合作上。為了實現(xiàn)半導體戰(zhàn)略規(guī)劃的第一步，獲得臺積電等全球芯片巨頭的技術和經(jīng)驗，把日本的芯片制造能力從40nm提升到英特爾等先進芯片制造商7nm左右的水平，日本已經(jīng)斥資近70億美元，補貼臺積電在日本熊本縣兩個芯片廠近40%的投資。

根據(jù)規(guī)劃，臺積電在日建設的兩個芯片廠用于生產(chǎn)28nm芯片和7nm芯片。日本半導體戰(zhàn)略推進議員聯(lián)盟負責人甘利明闡述了日本引進臺積電建廠的打算。他表示，臺積電在日建設的28nm芯片廠和臺積電在世界其他地方建設的28nm芯片廠不同，具備制造接近10nm芯片的技術，這些芯片廠的日企股東，最終將接收、消化相關芯片制造技術。

日本半導體戰(zhàn)略規(guī)劃的第二步是借助美國技術，趕上臺積電、三星等公司的世界前沿水平。臺積電、三星、英特爾等芯片制造商在研的、制程在2nm及以下的芯片采用了與以往芯片架構“鰭式場效應晶體管”架構（FinFET）不同的新一代芯片架構“全環(huán)繞柵極場效應晶體管”架構（GAAFET）。2021年，IBM率先向全球宣布研制出了基于GAAFET架構的2nm芯片原型，但由于臺積電等芯片制造商遵循自有技術路線，IBM的2nm芯片技術一時沒有用武之地。2022年，Rapidus成立，尋求實現(xiàn)2nm芯片技術，因此和IBM一拍即合。經(jīng)美商務部長雷蒙多、時任日經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省大臣西村康稔等人磋商，IBM當年就獲準將2nm芯片技術輸日。

目前，日本2nm芯片的實質(zhì)研發(fā)尚未啟動，臺積電在日芯片廠尚未投產(chǎn)，Rapidus派遣赴美學習IBM芯片技術、赴歐學習光刻機使用的員工也未完成培訓，但研發(fā)2nm芯片已具備不少有利的內(nèi)外環(huán)境。從日本國內(nèi)看，日本政府高度重視尖端芯片研發(fā)工作，經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省迄今為止唯一一次對單個行業(yè)的補貼政策就用在了對Rapidus的補貼上。從國際環(huán)境看，尖端芯片制造設備廠商阿斯麥、歐洲頂尖芯片技術研發(fā)機構微電子研究中心（IMEC）都積極和Rapidus合作。Rapidus總裁小池敦義對實現(xiàn)2nm芯片量產(chǎn)目標信心滿滿，聲稱“Rapidus將使世界震驚”。

引進IBM 2nm芯片技術的風險

日本雖然已獲準接觸IBM的2nm芯片技術，但該技術還沒有轉化成生產(chǎn)工藝，也缺少配套芯片產(chǎn)供鏈支撐，引進該技術存在較大風險。

IBM的2nm芯片技術是實驗室產(chǎn)物，轉化為批量生產(chǎn)的芯片工藝仍有技術障礙難以解決。