日本欲重返“芯片制造霸主”之位 撥款約39億美元馳援“日版臺(tái)積電”

智通財(cái)經(jīng)APP獲悉，日本政府部門(mén)批準(zhǔn)向有著“日版臺(tái)積電”稱(chēng)號(hào)的日本芯片制造商Rapidus Corp.提供高達(dá)5900億日元(大約39億美元)的巨額補(bǔ)貼，為其趕超臺(tái)積電、三星電子等芯片制造領(lǐng)域領(lǐng)導(dǎo)者的雄心提供更多資金。據(jù)了解，來(lái)自日本的造芯新勢(shì)力Rapidus成立于2022年，該芯片制造商的成立得到了日本政府的高額財(cái)政支持，同時(shí)該新銳芯片制造商也得到了一些日本大型公司的鼎力支持，這些公司包括豐田、索尼、NEC、NTT、軟銀以及電裝等日本頂級(jí)公司。

日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)大臣齋藤健(Ken Saito)接受媒體采訪時(shí)表示，這筆額外的資金援助將幫助Rapidus購(gòu)買(mǎi)更加先進(jìn)的芯片制造以及先進(jìn)封裝設(shè)備，并開(kāi)發(fā)先進(jìn)的后端芯片制造與封裝工藝。在此之前，這家成立僅僅19個(gè)月的芯片制造新勢(shì)力已經(jīng)獲得了高達(dá)3300億日元的日本政府資金支持，希望未來(lái)在位于日本最北部的北海道地區(qū)大規(guī)模生產(chǎn)2nm級(jí)別的先進(jìn)制程芯片，并且在其他先進(jìn)制程領(lǐng)域與有著“芯片代工之王”稱(chēng)號(hào)的臺(tái)積電(TSM.US)，以及韓國(guó)的芯片制造巨頭三星電子(Samsung Electronics Co.)在芯片制造領(lǐng)域進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。

齋藤周二在東京舉行的例行新聞發(fā)布會(huì)上強(qiáng)調(diào):“Rapidus正在加速研發(fā)的下一代半導(dǎo)體先進(jìn)制程是該行業(yè)重要的前沿技術(shù)，將決定日本工業(yè)和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的未來(lái)前景?！薄耙虼吮矩?cái)年對(duì)Rapidus來(lái)說(shuō)極為重要。”

在日本政府撥款39億美元大力支持Rapidus發(fā)展的這一消息傳出后，日本的眾多半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)商紛紛上漲，其中東京電子(Tokyo Electron Ltd.)早盤(pán)上漲3.2%，朝著歷史最高點(diǎn)位奔去。相比于應(yīng)用材料和泛林這兩大來(lái)自美國(guó)的半導(dǎo)體設(shè)備巨頭，東京電子在涂覆機(jī)以及顯影機(jī)(Coater/Developer)領(lǐng)域具有非常高市占率。東京電子在ALD、CVD、PVD、RTP、CMP、刻蝕和離子注入設(shè)備等領(lǐng)域則為應(yīng)用材料最強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。

日本“梭哈”芯片制造領(lǐng)域，向全球展現(xiàn)“芯片強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略”

在不到三年的時(shí)間里，日本首相岸田文雄領(lǐng)導(dǎo)的政府已經(jīng)雄心勃勃地制定高達(dá)4萬(wàn)億日元(大約 270 億美元)的援助計(jì)劃，來(lái)振興日本國(guó)內(nèi)芯片制造行業(yè)，同時(shí)也旨在幫助日本經(jīng)濟(jì)重新回到政府和央行所尋求的正增長(zhǎng)周期。此次撥出的對(duì)于Rapidus的額外資金支持乃4萬(wàn)億日元的一部分，目的是通過(guò)大力扶持Rapidus來(lái)全面恢復(fù)日本昔日的芯片制造領(lǐng)軍者地位。

日本首相岸田文雄計(jì)劃向芯片制造商和私營(yíng)部門(mén)提供大約10萬(wàn)億日元的財(cái)政支持。除了扶持來(lái)自日本的造芯新勢(shì)力Rapidus，日本政府還向臺(tái)積電在日本南部熊本的第一家工廠投資數(shù)十億美元。據(jù)悉，日本政府還將向臺(tái)積電位于熊本的第二家大型芯片工廠提供至多7320億日元(約48.6億美元)補(bǔ)貼，該工廠擬于2024年底開(kāi)始建設(shè)，聚焦于5nm等高端制程。

日本政府還計(jì)劃向美國(guó)存儲(chǔ)巨頭美光科技(MU.US)在日本廣島工廠的擴(kuò)建項(xiàng)目投資了數(shù)十億美元，以生產(chǎn)先進(jìn)DRAM。

日益緊張的全球地緣政治局勢(shì)正促使世界各國(guó)政府建立或者擴(kuò)大國(guó)內(nèi)的芯片制造規(guī)模，尤其是制造AI芯片等高性能計(jì)算芯片的能力。芯片制造領(lǐng)域?qū)τ谝粋€(gè)國(guó)家的AI級(jí)數(shù)據(jù)中心汽車(chē)、發(fā)電廠、武器系統(tǒng)以及消費(fèi)電子產(chǎn)品的運(yùn)行至關(guān)重要。除了日本，美國(guó)和歐盟等發(fā)達(dá)地區(qū)同樣承諾向芯片制造商提供數(shù)十億美元補(bǔ)貼，但在許可和補(bǔ)貼分配方面的過(guò)于拖延阻礙了芯片工廠建設(shè)計(jì)劃。

對(duì)于在日本國(guó)內(nèi)芯片制造領(lǐng)域的重磅投資項(xiàng)目，日本政府能夠迅速發(fā)放最高達(dá)50%的建設(shè)成本補(bǔ)貼，因此，這一高效率的巨額補(bǔ)貼比例吸引臺(tái)積電、美光和三星電子等行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者赴日建廠，加之日本在半導(dǎo)體設(shè)備和半導(dǎo)體高端原材料領(lǐng)域堪稱(chēng)全球領(lǐng)導(dǎo)者，在該領(lǐng)域坐擁東京電子、東京應(yīng)化工業(yè)以及信越化學(xué)等巨頭，芯片制造巨頭更愿意前往日本建設(shè)工廠。

日本北部的北海道島和南部的熊本已經(jīng)有不少信息表明，新建成的芯片制造工廠開(kāi)始影響當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)，并阻止人們涌向東京尋求更好的工作和教育。岸田文雄還計(jì)劃在日本私營(yíng)部門(mén)的支持下，將芯片產(chǎn)業(yè)的財(cái)政支持提高到10萬(wàn)億日元(約670億美元)。

日本政府傾盡全力扶持“日版臺(tái)積電”Rapidus，力爭(zhēng)未來(lái)斬獲2nm制程的領(lǐng)軍地位

?日本政府此前雄心勃勃地在北海道啟動(dòng)Rapidus 2nm級(jí)別先進(jìn)制程項(xiàng)目，計(jì)劃在2027年大規(guī)模量產(chǎn)最先進(jìn)的2nm芯片，尋求日本在高端芯片市場(chǎng)領(lǐng)跑全球。

據(jù)媒體報(bào)道，Rapidus正在與日本頂級(jí)的納米技術(shù)和材料領(lǐng)域的研究人員進(jìn)行合作，以縮小與臺(tái)積電在最尖端芯片制造技術(shù)方面的差距。臺(tái)積電多年來(lái)在全球芯片代工領(lǐng)域中占據(jù)著最大份額，僅次于其份額的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手三星電子多年來(lái)一直難以趕上，尤其是在5nm以下的先進(jìn)制程領(lǐng)域份額與臺(tái)積電差距非常大。

據(jù)日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省最新披露的數(shù)據(jù)，日本政府新批準(zhǔn)的補(bǔ)貼中有5,365億日元將用于為Rapidus Chitose大型工廠的試驗(yàn)生產(chǎn)線(xiàn)安裝高端半導(dǎo)體設(shè)備、招募來(lái)自IBM的頂尖芯片研究人員、縮短周轉(zhuǎn)時(shí)間和建立龐大的生產(chǎn)控制系統(tǒng)。

進(jìn)軍2nm這一當(dāng)前最前沿制程領(lǐng)域，意味著需要大批量采購(gòu)所需的高端半導(dǎo)體設(shè)備，比如造芯必須具備的光刻機(jī)、刻蝕設(shè)備以及薄膜沉積等高端半導(dǎo)體設(shè)備，并且2nm制程對(duì)于設(shè)備有著更高的功率和精準(zhǔn)度要求，可能導(dǎo)致在光刻、刻蝕、薄膜沉積、多層互連以及熱管理等環(huán)節(jié)有更高的技術(shù)要求，因此有可能需要比常規(guī)制程高端得多的制造和測(cè)試設(shè)備來(lái)滿(mǎn)足這些要求。

比如，對(duì)于臺(tái)積電以及Rapidus正在研發(fā)的2nm及以下節(jié)點(diǎn)技術(shù)而言，阿斯麥high-NA EUV光刻機(jī)至關(guān)重要。相比于阿斯麥當(dāng)前生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)EUV光刻機(jī)，主要區(qū)別在于使用了更大的數(shù)值孔徑，High-NA EUV技術(shù)采用0.55 NA鏡頭，能夠?qū)崿F(xiàn)8nm級(jí)別的分辨率，而標(biāo)準(zhǔn)的EUV技術(shù)使用0.33 NA的鏡頭。因此，這種新NA技術(shù)能夠在晶片上打印更小的特征尺寸，對(duì)于2nm及以下芯片的制程技術(shù)研發(fā)至關(guān)重要。

剩余的大約535億日元，Rapidus則計(jì)劃用于開(kāi)發(fā)媲美臺(tái)積電的chiplet先進(jìn)封裝技術(shù)。隨著在硅片上壓縮更多晶體管的成本越來(lái)越高，chiplet先進(jìn)封裝是一個(gè)吸引全球芯片公司關(guān)注的領(lǐng)域。在我們所處的“后摩爾時(shí)代”(Post-Moore Era)，芯片先進(jìn)制程突破面臨極大難度(如量子隧穿效應(yīng)以及開(kāi)發(fā)成本指數(shù)級(jí)增長(zhǎng))，加之逐漸邁入AI時(shí)代以及萬(wàn)物互聯(lián)趨勢(shì)愈發(fā)明顯，多種任務(wù)帶來(lái)的算力需求可能激增，比如深度學(xué)習(xí)任務(wù)、訓(xùn)練/推理、AI驅(qū)動(dòng)的圖像渲染、識(shí)別等。這些任務(wù)對(duì)硬件性能要求都非常高，這意味著像PC那樣單獨(dú)集成的CPU或GPU已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足算力需求。

?因此，Chiplet先進(jìn)封裝應(yīng)運(yùn)而生。Chiplet封裝技術(shù)可以使不同的GPU模塊，或者CPU、FPGA、ASIC芯片等在同一個(gè)系統(tǒng)中協(xié)同工作，最大化地高效調(diào)度各類(lèi)型芯片算力，以提供更大規(guī)模的并行計(jì)算能力。臺(tái)積電當(dāng)前憑借其領(lǐng)先業(yè)界的2.5D/3D先進(jìn)封裝吃下市場(chǎng)幾乎所有5nm及以下制程高端芯片封裝訂單，并且先進(jìn)封裝產(chǎn)能遠(yuǎn)無(wú)法滿(mǎn)足需求，英偉達(dá)H100供不應(yīng)求正是受限于臺(tái)積電2.5D級(jí)別的 CoWoS封裝產(chǎn)能。

IDC預(yù)計(jì)至2024下半年，臺(tái)積電CoWoS產(chǎn)能有望大幅增加約130% 。另一研究機(jī)構(gòu)Markets And Markets最新研究顯示，覆蓋GPU、CPU、FPGA等芯片的Chiplet先進(jìn)封裝成品、先進(jìn)封裝技術(shù)(2.5D/3D、SiP、WLCSP、FCBGA和Fan-Out等)的Chiplet市場(chǎng)總額有望于2028年達(dá)到約1480億美元，年復(fù)合增速(CAGR)高達(dá)驚人的86.7%。根據(jù)該機(jī)構(gòu)測(cè)算，2023年Chiplet市場(chǎng)總額可能僅為65億美元。

日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)大臣齋藤健表示，日本三十多年來(lái)的經(jīng)濟(jì)停滯和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力逐漸喪失，部分原因是缺乏對(duì)芯片在全球科技產(chǎn)業(yè)、數(shù)字化、脫碳和經(jīng)濟(jì)安全領(lǐng)域的重要理解。他強(qiáng)調(diào):“我們可以毫不夸張地說(shuō)，芯片是這個(gè)國(guó)家和世界工業(yè)的最核心基礎(chǔ)。”

據(jù)了解，日本政府“芯片強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略”的主要目標(biāo)是力爭(zhēng)到2030年將日本國(guó)內(nèi)的國(guó)產(chǎn)芯片銷(xiāo)售額增加兩倍，達(dá)到15萬(wàn)億日元左右。日本政府力爭(zhēng)在2027年，推動(dòng)政府支持的這家有著“日版臺(tái)積電”稱(chēng)號(hào)的芯片制造商Rapidus能夠量產(chǎn)2nm芯片，應(yīng)用于人工智能、自動(dòng)駕駛以及量子計(jì)算等最前沿領(lǐng)域。此前在東京舉行的聯(lián)合發(fā)布會(huì)上，AI初創(chuàng)企業(yè)Tenstorrent宣布將其AI芯片的部分設(shè)計(jì)授權(quán)給日本政府支持的Rapidus，并將共同設(shè)計(jì)芯片。Tenstorrent CEO則是大名鼎鼎的硅谷傳奇人物、Zen架構(gòu)之父Jim Keller。