日本半导体最大的豪赌！

Rapidus于 2022 年 8 月在日本成立，旨在量产下一代的尖端半导体。除了包括丰田汽车、软银、索尼集团等在内的 8 家公司共出资 73 亿日元外，日本政府也将提供约 3000 亿日元的补助，使其成为一个官民合作的重大项目。

Rapidus 计划到 2027 年开始量产 2 纳米世代的半导体，但这家公司能否成为半导体行业的游戏规则改变者？半导体分析师南川明将对该公司的胜算进行解释。

首先，让我们解释为什么需要 Rapidus。

日本正致力于官民合作国产化先进半导体，因为半导体对于经济安全保障至关重要，需要稳定供应。如果半导体供应中断，汽车、工业设备等所有行业都将陷入停滞。

特别是尖端半导体作为重要的战略物资，世界各国正扩大自主开发和生产。如果依赖海外采购，那么在发生冲突或灾害等导致采购困难的情况下，可能会对日本经济造成严重损害。

在半导体供应链中，日本企业在半导体制造设备市场的份额为 33%，而美国企业为 37%。此外，日本在半导体材料方面拥有约 50% 的压倒性市场份额，因此对美国而言，日本是最重要的合作伙伴国。然而，在过去 10 年间，日系企业的市场份额已经逐渐下降，因此出现了日本也需要建立先进半导体制造基地的论调。

下一代半导体的制造设备和材料开发基本上是与先进半导体企业共同进行的。由于日本没有先进半导体制造基地，设备和材料企业目前正寻求海外开发合作伙伴，实际上市场份额也在下降。如果继续这样，可能会导致日美欧新建立的供应链失败，因此成立了Rapidus。

但是，为什么日本的半导体产业会衰退到这个程度呢？

日本的半导体产业在1980年代由于全球电视、相机、录像机以及家电需求的推动而上升，在20世纪80年代后期，日本企业在全球半导体市场的份额超过了50%。

当时，NEC、东芝、日立制作所、富士通、冲电气、夏普等公司占据了全球销售排行榜的前列，半导体成为了“技术立国日本”的象征。

然而，随着日美贸易摩擦的发展，以及个人电脑市场的快速增长使得英特尔公司崛起，内存方面由于价格竞争力，韩国的三星电子和SK海力士夺走了市场份额。技术开发竞争也落后于同时期，随后的30年持续下降，到2022年仅剩下9%的份额。

然而，由于中美摩擦，日本一跃成为美国最重要的合作伙伴国。这种变化不应该被视为一时需求的增加，而应该被视为半导体供应链方式从根本上改变的大变革的开始。

在传统的半导体生态系统中，产品流程大致分为“设计开发”、“制造（前期）”和“制造（后期）”三个阶段。设计开发阶段，美国占据优势；像台积电这样的代工制造（前期）阶段，台湾胜出；制造（后期）阶段，则在东南亚和中国进行，形成了分工体制。

2020年以来，由于美中摩擦引发的半导体出口管制带来了地政学上的大变动。2022年8月通过的CHIPS法案规定，美国政府将为国内半导体投资提供500亿美元的补助金，但作为交换，未来10年内禁止在中国进行新的半导体制造投资。随后的出口管制加强，半导体制造基地开始从中国和台湾转移到美国和日本。

现在，Rapidus正抓住这一趋势，承担起日本半导体的复兴，并与日美欧联盟共同进行开发和制造。首先，让我们来看看Rapidus的战略。

其特点是，采用短TAT（Turn Around Time=制造整个流程或流程的一部分所需的时间）进行少量多品种生产，这是一种颠覆了传统代工厂常识的战略。

他们的目标是实现设计与制造的同时最优化，即DMCO（Design Manufacturing Co-Optimization）。为了实现这一点，他们采纳了一个名为MFD（Manufacturing For Design）的概念，利用AI和传感器来利用在制造过程中获得的大数据来提高设计效率。

Rapidus宣称，通过单片处理收集大量数据，与批处理相比可以获得100倍的数据量。通过将这些数据反馈给设计方，可以实现MFD，并声称可以扩大PDK（Process Design Kit=为制造特定半导体而汇总的设计数据）中的工艺余量和设计余量。

目前，设计、晶圆制造、封装的水平分工是主流，但Rapidus计划打破各个环节之间的壁垒，将设计、晶圆工艺、封装一体化，通过新型的RUMS（Rapid & Unified Manufacturing Service）运营方式，提高开发效率和速度，并降低成本。

也就是说，只要客户提出产品规划，Rapidus就可以从设计到整个制造流程和封装提供一站式服务，这是一种新的短TAT商业模式。

与以往的半导体工厂不同，Rapidus专注于全片处理、全自动化、新的传输技术和绿色化，并声称这是一个完全不同的基础。通过极大地缩短工序之间的等待时间来实现短TAT。

对于未来的半导体产业而言，产品化所需时间非常重要。开发到制造3纳米半导体需要近两年时间，这意味着最终产品采用了两年前的技术，因此短TAT的重要性不容忽视。

利用AI处理从制造设备和传感器收集的大数据，在先进半导体工厂中已经成为常识，但Rapidus的新工厂将会更进一步。

Rapidus不会与像TSMC这样的大型代工厂正面竞争，而是专注于大型代工厂无法覆盖的小批量生产领域，目标是建立互补关系。

但是，还有许多挑战。由于缺乏使用波长为13.5纳米进行曝光的下一代极紫外光刻（EUVL）技术的经验，可能需要更多时间来建立工厂。

Rapidus计划在设备投入到运营启动之间仅需4个月，而TSMC熊本工厂计划用一年以上时间。TSMC、三星、英特尔在最初启动EUVL时也需要几年时间。为了实现垂直启动，国际合作能够发挥多大作用将是关键。

曾经，日本的半导体产业曾经具有很高的竞争力，但之后由于与韩国和台湾等海外制造商的竞争而败北，并退出了最先端的开发，导致缺乏生产技术和所需人才。

因此，Rapidus希望与欧美企业和研究机构合作，尽可能弥补与被认为已经落后的海外制造商的差距。

此外，由于半导体产业需要持续进行巨额设备投资，因此需要有相当的决心。日本政府已决定向Rapidus提供3300亿日元的支持，并将继续进行持续的支援，但重要的是要支持而不是批评Rapidus。

尽管该公司面临许多挑战，如人才短缺、信息不足和经验不足，但它是日本半导体复兴的最后堡垒。产业界需要提供各种支持和鼓励。

事实上，日本的技术与世界相比有10年以上的差距，仅靠日本的工程师和公司实现2纳米半导体是不可能的。然而，拥有先进半导体技术比培育任何产业都更为必要。

通过与世界上的优秀人才合作，可以形成一个能够追赶落后技术的团队。由于日本几乎没有了解最先端的工程师，所以很重要的一点是，贪婪地学习所有可以学到的东西是非常重要的。

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