日本启动2nm制程晶圆测试生产

根据最近披露的数据，2023年9月，Rapidus在北海道千岁地区开始建设其首座晶圆厂IIM-1；2024年4月，晶圆厂的框架、洁净室和基础设备就已完工；2024年12月，引进了ASML的EUV光刻机设备；2025年4月，启动了中试线，随后7月成功完成了第一片基于GAAFET晶圆的电特性测试（即器件能够正常工作的最低概念验证信号）。

原型制作是半导体生产中的一个重要里程碑，目的在验证使用新技术制造的早期测试电路是否可靠、高效并达到性能目标。目前，Rapidus正在测量其测试电路的电气特性，包括临界电压、驱动电流、漏电流、次临界斜率、开关速度、功耗和电容等参数，不过并未公开具体结果。如果一切按计划进行，Rapidus可能会在定于2025年12月举行的VLSI技术研讨会上公布详细规格。

Rapidus在其公告中特别提到，计划将单晶圆方法应用于所有制程步骤，包括氧化、离子植入、图形化、沉积、蚀刻、清洗和退火等。由于每片晶圆都是独立处理的，工程师可以即时微调参数、提早检测异常并迅速应用校正，无需等待整个组合测试的完成。

单晶圆处理通常用于需要高精度的关键步骤，如EUV/DUV图形化、等离子蚀刻、原子层沉积或缺陷监控；而对于氧化、离子植入、清洗和退火等其他步骤，它们则以组合方式处理晶圆。目前，英特尔、三星和台积电等大型芯片制造商在其半导体制造过程中，采用组合和单晶圆处理方法的组合。不过，单晶圆制程系统也更容易改变设定并在小批量和大量生产之间切换，这对Rapidus来说很重要，因为其目标是服务较小的制造商。

然而，由于晶圆一次一片的处理，每个工具的产量（某些工具）会比大量处理低，可能延长生产周期时间，并增加生产成本。这使得所需的设备更复杂且昂贵，而且单独协调所有步骤中晶圆的移动会增加额外开销。尽管如此，Rapidus相信虽然前期成本较高且处理速度较慢，但在缺陷减少、良率提升和调节制程控制方面的长期效益，可以使单晶圆处理成为2nm及更先进芯片生产的有力策略。

Rapidus于2022年成立，是日本重建国内芯片制造能力战略的核心，根据日媒报道，该芯片制造项目的总成本估计为5万亿日元（约2418亿人民币）。日本政府已承诺拨款高达1.7万亿日元（约合822亿人民币），用于支持Rapidus的研发和生产。四月，日本国会通过的一项法案还将允许政府直接投资Rapidus并为其提供银行贷款担保，这在日本产业政策中是一个罕见的例外。

目前，Rapidus仅获得了量产所需资金的一小部分，而其竞争对手经验更丰富，规模也更大。2025年第一季度，在全球前五大晶圆代工业者排名中，台积电以67.6%的市场份额稳居第一；三星以7.7%的市场份额位居第二，其营收下降了11.3%；中芯国际以6.0%的市场份额排名第三，营收增长了1.8%；联电以4.7%的市场份额位列第四，营收下降了5.8%；格芯以4.2%的市场份额排名第五，其营收下降了13.9%。这五家公司合计占据了全球晶圆代工市场90.2%的份额。

值得注意的是，Rapidus代工工艺采用单晶圆工艺，这与其他主要采用批量生产方式的代工厂不同。打个比方，如果其他公司拥有像现代或丰田这样的大规模生产线，那么Rapidus就像是手工制造兰博基尼或法拉利等超级跑车的流程。像兰博基尼或法拉利这样的超级跑车可以保持比一般量产汽车高出近10倍的单价，这才使得这种手工制造成为可能，但是，没有人确定Rapidus能够制造出兰博基尼级别的“超级跑车”。

其实，Rapidus宣布启动之初就有众多专家持怀疑态度，原因在于其跳过了日本已停产的18nm及以下工艺与2nm工艺之间的所有“阶梯式”技术。各个阶段不仅仅是确保渐进式技术的策略，更是至关重要的垫脚石。如果在专利搜索门户上搜索Rapidus的文献，会发现一些工艺技术专利，但大部分只主张2nm工艺集成度的权利，无法确认具体工艺参数的描述（栅极堆栈配置、光刻掩模设计、氧化物材料等）。

考虑到Rapidus晶圆厂规模相对较小，客户生态系统尚未充分形成，从商业角度来看，难以确保Rapidus作为晶圆代工厂可持续发展的判断。毕竟月产能不足1万片的晶圆厂，与采用研发型产线的晶圆厂在规模上并无太大差异。