在第138次视频会议结束时，日本在关键技术领域的顶尖专家们达成共识，共同勾勒出了该国半个世纪以来规模最大的工业复兴计划。。
这个秘密项目于2020年提交给日本首相，旨在从无到有地创建一家世界领先的半导体制造商。日本曾在这个价值6000亿美元的行业中占据领先地位，但后来将这一位置让给美国、韩国和中国台湾的竞争对手。现在，它想要重夺王冠。
“我向时任首相安倍晋三解释说，这是自明治时期以来日本最重要的项目。”领导该小组的资深芯片行业高管Atsuyoshi Koike说，他指的是19世纪将日本带入现代世界的转型时期。
那份蓝图现在已经变成一家名为Rapidus的公司，该公司已经成功从政府和日本领先的企业及银行筹集数十亿美元。
在Atsuyoshi Koike担任Rapidus CEO的情况下，该公司已成为全球资本密集度最高的初创企业之一，标志着日本政府在技术领域所下的最大赌注之一。。
自2020年以后的三年里，Rapidus从概念跃升为现实。在Rapidus东京总部以北900公里的北海道森林中，一座耗资巨大的工厂正在拔地而起。
2024年12月，Rapidus将接收荷兰设备制造商ASML提供的一台极紫外（EUV）光刻机，这台设备对于制造2nm芯片至关重要，该公司计划从2025年4月开始试产。如果一切按计划进行，大规模生产将于2027年开始。
然而，分析师、竞争对手和行业高管对Rapidus能否真正使其未经测试的技术取得成功深表怀疑。
如果项目失败，鉴于国家对项目的支持，日本政府也将面临风险。日本政府已经承诺为Rapidus提供9200亿日元，并在11月宣布在未来七年为人工智能（AI）和半导体行业提供10万亿日元（650亿美元）的一揽子计划，其中可能包括将政府对Rapidus的支持增加一倍的资金。政府还在探索可能的贷款担保，以吸引更多私人投资。
执政的自民党资深政治家Yoshihiro Seki表示，政府过去曾未如此单一地集中精力投入单一技术。
他说，“在尖端工业技术方面，向一家公司提供数十亿日元，就是将我们所有的力量都投入其中，别无选择，只能设法建立一个让Rapidus成功的体系。”
日本之所以冒如此大的风险，是因为潜在的回报。除了为日本带来巨大的回报和投资外，Rapidus还可能为尖端芯片生产开辟全新的视野，允许新的公司和国家/地区进入该行业。这也可能缓解当今关键的地缘政治问题之一：制造技术集中在中国台湾地区。
恢复日本的芯片实力
从许多标准来看，日本完全有能力进行尝试。Bernstei半导体分析师David Dai表示：“在20世纪80年代末，日本在全球半导体制造领域占据主导地位，市场份额超过50%。”而今天这一比例仅为15%。
目前，半导体行业由韩国、美国和中国台湾主导。曾担任西部数据日本公司总裁的Atsuyoshi Koike和其他人将责任归咎于日本政策制定者的傲慢以及公司适应和合作能力的不足。但日本也被美国和韩国超越，美国热衷于建立自己的产业，而韩国则在挖走工程师。
然而，日本仍然拥有深厚的专业知识储备，并在半导体工具和设备业务中占据利基主导地位。地缘政治力量现在也在协同作用。具有讽刺意味的是，美国及其盟友希望日本建立能与台积电抗衡的力量，台积电在芯片供应链中的主导地位使其成为中美地缘政治紧张局势的焦点。
日本经济产业省也放宽了几十年来寻求全日本解决工业挑战的政策，努力在国内创建完整的半导体生态系统，以Rapidus为关键。
“我们不仅希望创建强大的日本公司，我们希望无论谁拥有，工业能力都在日本。”一位经济产业省高级官员说，“这可能是我们在20年前很难做到的。”
这并不是Atsuyoshi Koike首次尝试恢复日本的芯片实力。2000年，他发起成立日本日立和中国台湾联电之间的合资企业，后者开创了为其他公司代工制造芯片的独立代工模式。
尽管合资公司最初取得成功，但最终还是失败了，Atsuyoshi Koike表示，这是由于与今天韩国三星电子和美国英特尔面临的同样困境：他们的核心业务是设计和开发半导体，这使它们与客户争夺代工厂。
然而，2020年夏天，他的雄心再次被点燃，因为长期好友、前Tokyo Electron（TEL）CEO Tetsuro Higashi接到了IBM的电话。
Tetsuro Higashi被告知，这家美国计算巨头正试图减少对现有合作伙伴（包括三星电子）的依赖，并寻求在日本生产其新设计的2nm芯片。Tetsuro Higashi现为Rapidus的董事长，他将这一提议告诉了Atsuyoshi Koike，并在2020年底前开始了第一次视频通话。
试图颠覆先进半导体制造，但面临严峻挑战
Rapidus项目的核心是试图证明定制芯片可以高效且盈利地以小批量生产，而不是大批量生产，这一想法颠覆了先进半导体制造中的传统观念。
全球约90%的先进芯片由台积电生产，其模式涉及大规模运营——这需要巨大的资本成本。如果Rapidus成功，它将挑战该行业的经济和地理格局。
“自从张忠谋于1987年创立台积电以来，一切都围绕着规模，而Rapidus将是前所未有的尝试。如果他们获得成功，我认为这将是一个改变游戏规则的事件。”Bernstei半导体分析师David Dai说。
在台积电工作20多年后，于2018年退休的教授杨光磊（Konrad Young）称Rapidus直接尝试制造最先进的2nm芯片“想法非常荒谬”。这是技术的最前沿，目前只有台积电准备将其投入量产。
鉴于如此小批量生产的高端芯片可能成本高昂，他说不清楚客户可能会是谁。“我认为英伟达甚至都不会考虑。成本会高得多。会是日本公司吗？日本没有公司能用得起这些2nm芯片，太贵了。那还会有谁？是为了科学研究的美丽？有时日本会这样想。”
“我认为这行不通。在2nm级别，只有台积电能做到。”一家日本半导体公司的高管说道，“英特尔做不到，三星也还做不到——所以Rapidus怎么能期望在如此短的时间内赶上来呢？”
目前在日本生产的最高端芯片是台积电在日本资助的工厂生产的40nm芯片，而在最近的半导体制造业历史上经常会发生的是，台积电的对手退出开发和尖端工艺技术商业化的竞争。
在2000年代初，该领域的制造商从数百家减少到20多家。自那时以来，每一代新的工艺技术都有几家公司放弃，目前仅剩下台积电、三星和英特尔。
Rapidus面临着一些严峻的现实。日本政治家Yoshihiro Seki认为，“Rapidus最大的问题是员工”。尽管在过去几十年中流失的工程师正在被挖回，但在已经面临人口老龄化压力的劳动力中，熟练工人仍然严重短缺。
“你可以获得资金、政策和产业结构，但Rapidus能否确保有人才和专家来进行开发——这是我们最大的挑战。”Yoshihiro Seki说道。
北海道没有现有的供应商生态系统，且距离东京较远，吸引人才可能较为困难。Rapidus表示，它正在与北海道大学等当地学术界合作，开始培训新员工。
Rapidus和日本是否还有成功的希望？
如今，Rapidus和日本成功的希望寄托在两个高度争议的命题上。第一个是快速增长的AI市场意味着将有来自小型客户的足够需求，他们需要定制的特殊用途芯片——这些芯片优先考虑效率，在特定任务中表现能够优于更通用的芯片，后者是比如英伟达生产的芯片。
Rapidus认为，这样的客户将愿意为生产速度支付溢价，因为他们无法从大订单充足的台积电获得所需的产能。Rapidus认为它可以赢得其估计为900亿美元的代工市场的10%。
第二个更具争议的赌注是，它能够摒弃大规模批量制造的核心行业前提——同时打印数百个晶圆——转而采用更快的单晶圆工艺。
Atsuyoshi Koike声称，以高速度一个接一个地生产单个硅晶圆，可以实时产生数据，从而提高效率。这提高了质量和稳定性，并提升“良率”（即被认为可以发货给客户的芯片百分比）。
“在未来，单晶圆概念将是关键。这就是为什么我们可以改变一切，”他声称。该公司还将使用所谓的先进封装技术，通过更紧密地集成多个芯片来提高性能，提高速度和效率。
Atsuyoshi Koike表示，Rapidus将拥有“世界上最短的总周期时间”，即在一个制造工厂中处理一个晶圆所需的总时间。他认为晶圆厂可以在一年内达到高达90%的良率。
“通常需要一年时间才能达到30%的良率并开始生产。但我们的速度非常快，我们可以轻松地在生产初期达到50%的良率。”他预测道，“在一年内，可能达到80%~90%。关键是如何快速生成反馈。”
Rapidus表示，其与IBM的合作关系——IBM开发了2nm芯片的关键技术——使其有信心在他人失败的地方取得成功。“我认为Rapidus是一个代价非常昂贵的初创公司。”麦格理分析师Damian Thong表示，“我们不太确定他们想要进入的市场是否达到他们所需的规模，或者他们的市场进入模式是否真的有效。”
一位台积电高管表示，Rapidus并不是竞争对手，“他们并不是真的关注业务或利润——感觉更像是一个孵化器。”
Rapidus面临的另一个重大挑战是需要巨额资金来开发新的生产技术并建设工厂。
根据贝恩咨询公司的数据，每一代新芯片的开发成本从28nm时的约10亿~15亿美元飙升至3nm时的60亿美元。Rapidus声称实现量产需要5万亿日元，到目前为止仅筹集到20%，而且随着每个月的开发进展，收回投资的挑战也在增加。
“当你第一个进入某个节点时，人们会支付溢价……你稍微落后一点，就追不上了。”贝恩公司专注于技术制造和半导体领域的合伙人Peter Hanbury说。
这意味着Rapidus计划在2027年量产本身就是风险，因为到那时技术可能已经不再是最前沿的。如果发生这种情况，对日本政府来说可能面临代价高昂的尴尬局面。
“有一个问题是，日本应该提供多少财政支持。”Yoshihiro Seki承认。
尽管关于Rapidus及其雄心有许多疑问，但业内一些人认为这可能行得通。
“起初我真的很怀疑。但随着我看到更多的事情，我开始觉得，‘嗯，好吧……他们从每个人那里获得了最新和最好的技术，拥有一张干净的技术清单是有好处的,’”日本Advantest（爱德万测试）CEO Douglas Lefever说，Advantest是全球最大的芯片测试设备供应商。
一位日本经济产业省的高级官员认为，“到目前为止，技术开发进展顺利，在某些方面甚至好于预期。”
另一家日本半导体行业公司的高管表示，他认为Rapidus能够生产2nm芯片——但不确定是否能够将单位成本降得足够低，让客户满意。
尽管他不愿透露具体目标，但Atsuyoshi Koike仍然对实现与台积电“有竞争力”的成本充满信心，部分原因是Rapidus不需要承担那么多的库存。Atsuyoshi Koike补充说，无论成功与否，Rapidus首次演示将在2025年7月进行，这在其试验开始几个月后。
如果他能够证明其理论在实践中可行，Rapidus可以继续扩大北海道的设施。知情人士表示，这可能需要更昂贵的EUV光刻机，并可能进行公司的首次公开募股（IPO）。Atsuyoshi Koike表示，他希望在考虑IPO之前吸引更多投资者，并且不愿透露具体日期。
但尽管他拒绝考虑失败的可能性，市场上其他人却在问，如果公司未能兑现承诺怎么办。没有Rapidus，日本还能否获得其渴望的半导体生态系统？
可以确定的是，即使Rapidus失败了，北海道仍将有一个极其宝贵的制造工厂可供争夺——这对许多公司来说是一个主要目标。
即使拥有所有这些优势，也不能保证日本能够跻身芯片生产的第一梯队，一位驻东京的业界专家表示，“如果日本都无法实现这一目标，那么还有哪个国家能够做到？”
参考链接：https://www.ft.com/content/3037a7fa-6260-4435-a58d-89aa12cf474f
（校对/张杰）
