在第138次視頻會議結(jié)束時，日本在關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域的頂尖專家們達(dá)成共識，共同勾勒出了該國半個世紀(jì)以來規(guī)模最大的工業(yè)復(fù)興計(jì)劃。。

這個秘密項(xiàng)目于2020年提交給日本首相，旨在從無到有地創(chuàng)建一家世界領(lǐng)先的半導(dǎo)體制造商。日本曾在這個價值6000億美元的行業(yè)中占據(jù)領(lǐng)先地位，但后來將這一位置讓給美國、韓國和中國臺灣的競爭對手?，F(xiàn)在，它想要重奪王冠。

“我向時任首相安倍晉三解釋說，這是自明治時期以來日本最重要的項(xiàng)目。”領(lǐng)導(dǎo)該小組的資深芯片行業(yè)高管Atsuyoshi Koike說，他指的是19世紀(jì)將日本帶入現(xiàn)代世界的轉(zhuǎn)型時期。

那份藍(lán)圖現(xiàn)在已經(jīng)變成一家名為Rapidus的公司，該公司已經(jīng)成功從政府和日本領(lǐng)先的企業(yè)及銀行籌集數(shù)十億美元。

在Atsuyoshi Koike擔(dān)任Rapidus CEO的情況下，該公司已成為全球資本密集度最高的初創(chuàng)企業(yè)之一，標(biāo)志著日本政府在技術(shù)領(lǐng)域所下的最大賭注之一。。

自2020年以后的三年里，Rapidus從概念躍升為現(xiàn)實(shí)。在Rapidus東京總部以北900公里的北海道森林中，一座耗資巨大的工廠正在拔地而起。

2024年12月，Rapidus將接收荷蘭設(shè)備制造商ASML提供的一臺極紫外（EUV）光刻機(jī)，這臺設(shè)備對于制造2nm芯片至關(guān)重要，該公司計(jì)劃從2025年4月開始試產(chǎn)。如果一切按計(jì)劃進(jìn)行，大規(guī)模生產(chǎn)將于2027年開始。

然而，分析師、競爭對手和行業(yè)高管對Rapidus能否真正使其未經(jīng)測試的技術(shù)取得成功深表懷疑。

如果項(xiàng)目失敗，鑒于國家對項(xiàng)目的支持，日本政府也將面臨風(fēng)險。日本政府已經(jīng)承諾為Rapidus提供9200億日元，并在11月宣布在未來七年為人工智能（AI）和半導(dǎo)體行業(yè)提供10萬億日元（650億美元）的一攬子計(jì)劃，其中可能包括將政府對Rapidus的支持增加一倍的資金。政府還在探索可能的貸款擔(dān)保，以吸引更多私人投資。

執(zhí)政的自民黨資深政治家Yoshihiro Seki表示，政府過去曾未如此單一地集中精力投入單一技術(shù)。

他說，“在尖端工業(yè)技術(shù)方面，向一家公司提供數(shù)十億日元，就是將我們所有的力量都投入其中，別無選擇，只能設(shè)法建立一個讓Rapidus成功的體系。”

日本之所以冒如此大的風(fēng)險，是因?yàn)闈撛诘幕貓蟆３藶槿毡編砭薮蟮幕貓蠛屯顿Y外，Rapidus還可能為尖端芯片生產(chǎn)開辟全新的視野，允許新的公司和國家/地區(qū)進(jìn)入該行業(yè)。這也可能緩解當(dāng)今關(guān)鍵的地緣政治問題之一：制造技術(shù)集中在中國臺灣地區(qū)。

恢復(fù)日本的芯片實(shí)力

從許多標(biāo)準(zhǔn)來看，日本完全有能力進(jìn)行嘗試。Bernstei半導(dǎo)體分析師David Dai表示：“在20世紀(jì)80年代末，日本在全球半導(dǎo)體制造領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位，市場份額超過50%?！倍裉爝@一比例僅為15%。

目前，半導(dǎo)體行業(yè)由韓國、美國和中國臺灣主導(dǎo)。曾擔(dān)任西部數(shù)據(jù)日本公司總裁的Atsuyoshi Koike和其他人將責(zé)任歸咎于日本政策制定者的傲慢以及公司適應(yīng)和合作能力的不足。但日本也被美國和韓國超越，美國熱衷于建立自己的產(chǎn)業(yè)，而韓國則在挖走工程師。

然而，日本仍然擁有深厚的專業(yè)知識儲備，并在半導(dǎo)體工具和設(shè)備業(yè)務(wù)中占據(jù)利基主導(dǎo)地位。地緣政治力量現(xiàn)在也在協(xié)同作用。具有諷刺意味的是，美國及其盟友希望日本建立能與臺積電抗衡的力量，臺積電在芯片供應(yīng)鏈中的主導(dǎo)地位使其成為中美地緣政治緊張局勢的焦點(diǎn)。

日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省也放寬了幾十年來尋求全日本解決工業(yè)挑戰(zhàn)的政策，努力在國內(nèi)創(chuàng)建完整的半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)，以Rapidus為關(guān)鍵。

“我們不僅希望創(chuàng)建強(qiáng)大的日本公司，我們希望無論誰擁有，工業(yè)能力都在日本?！币晃唤?jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省高級官員說，“這可能是我們在20年前很難做到的。”

這并不是Atsuyoshi Koike首次嘗試恢復(fù)日本的芯片實(shí)力。2000年，他發(fā)起成立日本日立和中國臺灣聯(lián)電之間的合資企業(yè)，后者開創(chuàng)了為其他公司代工制造芯片的獨(dú)立代工模式。

盡管合資公司最初取得成功，但最終還是失敗了，Atsuyoshi Koike表示，這是由于與今天韓國三星電子和美國英特爾面臨的同樣困境：他們的核心業(yè)務(wù)是設(shè)計(jì)和開發(fā)半導(dǎo)體，這使它們與客戶爭奪代工廠。

然而，2020年夏天，他的雄心再次被點(diǎn)燃，因?yàn)殚L期好友、前Tokyo Electron（TEL）CEO Tetsuro Higashi接到了IBM的電話。

Tetsuro Higashi被告知，這家美國計(jì)算巨頭正試圖減少對現(xiàn)有合作伙伴（包括三星電子）的依賴，并尋求在日本生產(chǎn)其新設(shè)計(jì)的2nm芯片。Tetsuro Higashi現(xiàn)為Rapidus的董事長，他將這一提議告訴了Atsuyoshi Koike，并在2020年底前開始了第一次視頻通話。

試圖顛覆先進(jìn)半導(dǎo)體制造，但面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)

Rapidus項(xiàng)目的核心是試圖證明定制芯片可以高效且盈利地以小批量生產(chǎn)，而不是大批量生產(chǎn)，這一想法顛覆了先進(jìn)半導(dǎo)體制造中的傳統(tǒng)觀念。

全球約90%的先進(jìn)芯片由臺積電生產(chǎn)，其模式涉及大規(guī)模運(yùn)營——這需要巨大的資本成本。如果Rapidus成功，它將挑戰(zhàn)該行業(yè)的經(jīng)濟(jì)和地理格局。

“自從張忠謀于1987年創(chuàng)立臺積電以來，一切都圍繞著規(guī)模，而Rapidus將是前所未有的嘗試。如果他們獲得成功，我認(rèn)為這將是一個改變游戲規(guī)則的事件?！盉ernstei半導(dǎo)體分析師David Dai說。

在臺積電工作20多年后，于2018年退休的教授楊光磊（Konrad Young）稱Rapidus直接嘗試制造最先進(jìn)的2nm芯片“想法非?；闹嚒?。這是技術(shù)的最前沿，目前只有臺積電準(zhǔn)備將其投入量產(chǎn)。

鑒于如此小批量生產(chǎn)的高端芯片可能成本高昂，他說不清楚客戶可能會是誰?！拔艺J(rèn)為英偉達(dá)甚至都不會考慮。成本會高得多。會是日本公司嗎？日本沒有公司能用得起這些2nm芯片，太貴了。那還會有誰？是為了科學(xué)研究的美麗？有時日本會這樣想。”

“我認(rèn)為這行不通。在2nm級別，只有臺積電能做到。”一家日本半導(dǎo)體公司的高管說道，“英特爾做不到，三星也還做不到——所以Rapidus怎么能期望在如此短的時間內(nèi)趕上來呢？”

目前在日本生產(chǎn)的最高端芯片是臺積電在日本資助的工廠生產(chǎn)的40nm芯片，而在最近的半導(dǎo)體制造業(yè)歷史上經(jīng)常會發(fā)生的是，臺積電的對手退出開發(fā)和尖端工藝技術(shù)商業(yè)化的競爭。

在2000年代初，該領(lǐng)域的制造商從數(shù)百家減少到20多家。自那時以來，每一代新的工藝技術(shù)都有幾家公司放棄，目前僅剩下臺積電、三星和英特爾。

Rapidus面臨著一些嚴(yán)峻的現(xiàn)實(shí)。日本政治家Yoshihiro Seki認(rèn)為，“Rapidus最大的問題是員工”。盡管在過去幾十年中流失的工程師正在被挖回，但在已經(jīng)面臨人口老齡化壓力的勞動力中，熟練工人仍然嚴(yán)重短缺。

“你可以獲得資金、政策和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，但Rapidus能否確保有人才和專家來進(jìn)行開發(fā)——這是我們最大的挑戰(zhàn)?！盰oshihiro Seki說道。

北海道沒有現(xiàn)有的供應(yīng)商生態(tài)系統(tǒng)，且距離東京較遠(yuǎn)，吸引人才可能較為困難。Rapidus表示，它正在與北海道大學(xué)等當(dāng)?shù)貙W(xué)術(shù)界合作，開始培訓(xùn)新員工。

Rapidus和日本是否還有成功的希望？

如今，Rapidus和日本成功的希望寄托在兩個高度爭議的命題上。第一個是快速增長的AI市場意味著將有來自小型客戶的足夠需求，他們需要定制的特殊用途芯片——這些芯片優(yōu)先考慮效率，在特定任務(wù)中表現(xiàn)能夠優(yōu)于更通用的芯片，后者是比如英偉達(dá)生產(chǎn)的芯片。

Rapidus認(rèn)為，這樣的客戶將愿意為生產(chǎn)速度支付溢價，因?yàn)樗麄儫o法從大訂單充足的臺積電獲得所需的產(chǎn)能。Rapidus認(rèn)為它可以贏得其估計(jì)為900億美元的代工市場的10%。

第二個更具爭議的賭注是，它能夠摒棄大規(guī)模批量制造的核心行業(yè)前提——同時打印數(shù)百個晶圓——轉(zhuǎn)而采用更快的單晶圓工藝。

Atsuyoshi Koike聲稱，以高速度一個接一個地生產(chǎn)單個硅晶圓，可以實(shí)時產(chǎn)生數(shù)據(jù)，從而提高效率。這提高了質(zhì)量和穩(wěn)定性，并提升“良率”（即被認(rèn)為可以發(fā)貨給客戶的芯片百分比）。

“在未來，單晶圓概念將是關(guān)鍵。這就是為什么我們可以改變一切，”他聲稱。該公司還將使用所謂的先進(jìn)封裝技術(shù)，通過更緊密地集成多個芯片來提高性能，提高速度和效率。

Atsuyoshi Koike表示，Rapidus將擁有“世界上最短的總周期時間”，即在一個制造工廠中處理一個晶圓所需的總時間。他認(rèn)為晶圓廠可以在一年內(nèi)達(dá)到高達(dá)90%的良率。

“通常需要一年時間才能達(dá)到30%的良率并開始生產(chǎn)。但我們的速度非?？?，我們可以輕松地在生產(chǎn)初期達(dá)到50%的良率?！彼A(yù)測道，“在一年內(nèi)，可能達(dá)到80%~90%。關(guān)鍵是如何快速生成反饋?！?/p>

Rapidus表示，其與IBM的合作關(guān)系——IBM開發(fā)了2nm芯片的關(guān)鍵技術(shù)——使其有信心在他人失敗的地方取得成功?！拔艺J(rèn)為Rapidus是一個代價非常昂貴的初創(chuàng)公司?！丙湼窭矸治鰩烡amian Thong表示，“我們不太確定他們想要進(jìn)入的市場是否達(dá)到他們所需的規(guī)模，或者他們的市場進(jìn)入模式是否真的有效。”

一位臺積電高管表示，Rapidus并不是競爭對手，“他們并不是真的關(guān)注業(yè)務(wù)或利潤——感覺更像是一個孵化器。”

Rapidus面臨的另一個重大挑戰(zhàn)是需要巨額資金來開發(fā)新的生產(chǎn)技術(shù)并建設(shè)工廠。

根據(jù)貝恩咨詢公司的數(shù)據(jù)，每一代新芯片的開發(fā)成本從28nm時的約10億~15億美元飆升至3nm時的60億美元。Rapidus聲稱實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)需要5萬億日元，到目前為止僅籌集到20%，而且隨著每個月的開發(fā)進(jìn)展，收回投資的挑戰(zhàn)也在增加。

“當(dāng)你第一個進(jìn)入某個節(jié)點(diǎn)時，人們會支付溢價……你稍微落后一點(diǎn)，就追不上了。”貝恩公司專注于技術(shù)制造和半導(dǎo)體領(lǐng)域的合伙人Peter Hanbury說。

這意味著Rapidus計(jì)劃在2027年量產(chǎn)本身就是風(fēng)險，因?yàn)榈侥菚r技術(shù)可能已經(jīng)不再是最前沿的。如果發(fā)生這種情況，對日本政府來說可能面臨代價高昂的尷尬局面。

“有一個問題是，日本應(yīng)該提供多少財政支持?！盰oshihiro Seki承認(rèn)。

盡管關(guān)于Rapidus及其雄心有許多疑問，但業(yè)內(nèi)一些人認(rèn)為這可能行得通。

“起初我真的很懷疑。但隨著我看到更多的事情，我開始覺得，‘嗯，好吧……他們從每個人那里獲得了最新和最好的技術(shù)，擁有一張干凈的技術(shù)清單是有好處的,’”日本Advantest（愛德萬測試）CEO Douglas Lefever說，Advantest是全球最大的芯片測試設(shè)備供應(yīng)商。

一位日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省的高級官員認(rèn)為，“到目前為止，技術(shù)開發(fā)進(jìn)展順利，在某些方面甚至好于預(yù)期?！?/p>

另一家日本半導(dǎo)體行業(yè)公司的高管表示，他認(rèn)為Rapidus能夠生產(chǎn)2nm芯片——但不確定是否能夠?qū)挝怀杀窘档米銐虻?，讓客戶滿意。

盡管他不愿透露具體目標(biāo)，但Atsuyoshi Koike仍然對實(shí)現(xiàn)與臺積電“有競爭力”的成本充滿信心，部分原因是Rapidus不需要承擔(dān)那么多的庫存。Atsuyoshi Koike補(bǔ)充說，無論成功與否，Rapidus首次演示將在2025年7月進(jìn)行，這在其試驗(yàn)開始幾個月后。

如果他能夠證明其理論在實(shí)踐中可行，Rapidus可以繼續(xù)擴(kuò)大北海道的設(shè)施。知情人士表示，這可能需要更昂貴的EUV光刻機(jī)，并可能進(jìn)行公司的首次公開募股（IPO）。Atsuyoshi Koike表示，他希望在考慮IPO之前吸引更多投資者，并且不愿透露具體日期。

但盡管他拒絕考慮失敗的可能性，市場上其他人卻在問，如果公司未能兌現(xiàn)承諾怎么辦。沒有Rapidus，日本還能否獲得其渴望的半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)？

可以確定的是，即使Rapidus失敗了，北海道仍將有一個極其寶貴的制造工廠可供爭奪——這對許多公司來說是一個主要目標(biāo)。

即使擁有所有這些優(yōu)勢，也不能保證日本能夠躋身芯片生產(chǎn)的第一梯隊(duì)，一位駐東京的業(yè)界專家表示，“如果日本都無法實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，那么還有哪個國家能夠做到？”

參考鏈接：https://www.ft.com/content/3037a7fa-6260-4435-a58d-89aa12cf474f

（校對/張杰）