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拖住日本芯片豪赌的微小存储单元:Rapidus为何进度落后

日本这十年来最雄心勃勃的产业项目,遇到了一个以原子为单位来衡量的问题。据彭博社援引知情人士报道、并于周二被亚洲媒体广泛转载,政府支持的晶圆代工企业Rapidus——肩负让日本重回芯片制造最前沿的使命——在2028年3月前量产2纳米逻辑芯片的承诺上已落后于计划,可能无法如期达成。

症结并非什么惊人的故障,而是一个基础构件。Rapidus至今仍未造出可正常工作的静态随机存取存储器(SRAM)单元——这种小而快的存储器以数亿个的规模嵌在每颗现代处理器中。要保住时间表,这一里程碑本应在今年夏天前达成。错过它意味着公司至少落后数月,工程师承受着巨大压力。洁净室内的灰尘与微粒控制也仍待解决。

为什么SRAM是试金石

SRAM往往是新制程首先要攻克的环节,也是一位严苛的考官。每个单元由数个晶体管以制程允许的最紧密方式排布,数亿个单元必须表现完全一致。在2纳米尺度下,任何一层的微小偏差都可能让单元变得不可靠,而一颗满是不可靠存储的芯片毫无用处。代工厂之所以使用SRAM测试阵列,正是因为它能迅速而毫不留情地揭示制程是否已成熟到可以交付客户。

由此看来,这次传出的延误与其说是一次孤立的挫折,不如说是制程本身仍在调校的信号。这也解释了为什么自去年7月公司宣布北海道试产线造出可工作的晶体管以来,其公开进展主要是面向芯片设计者的制程设计套件,而非复杂电路的实际演示。

公司的回应

Rapidus没有承认任何延误。一位发言人表示,公司“仍在全力以赴,目标是在2027财年下半年启动量产”,即2027年10月至2028年3月之间,并以保密为由拒绝透露技术细节。公司还提到,9月一个受政府机构委托的外部专家小组认为研发正在推进。董事长东哲郎上个月也表示项目按计划进行,但未详细说明。

另一场较为低调的争论是“量产”究竟该如何定义。一名独立董事9月对彭博社说,目标是良率至少80%,即五颗芯片中有四颗合格。其他高管则表示,并非所有高层都认同这一定义。期限到来时,门槛设在哪里将非常关键。

大量公共资金押在上面

利害关系远不止一家初创企业。东京已正式为Rapidus预留了超过2万亿日元。这家公司于2022年成立,明确目标是减少日本在最先进芯片上对台湾的依赖,并计划在2032年前上市。严重延误可能考验政界对这项补贴计划的耐心——批评者本就认为它胜算不大——也可能推迟上市时间。

竞争对手不会等待。台积电正在海外扩张,包括美国和日本本土;三星和英特尔也在争夺同一批客户:渴求越来越强大处理器的人工智能企业。Rapidus每多花一个季度调试制程,潜在客户就可能多一个季度在别处签下长期合约。

材料强国,逻辑芯片仍在爬坡

这则消息出现的前一天,还有一条截然不同的芯片新闻。周一,三井化学同意在国有的日本政策投资银行支持下,以约1.84万亿日元收购JSR——全球领先的光刻胶制造商之一,其感光化学品用于极紫外光刻。这笔交易是政府推动日本芯片材料产业整合的一部分,而日本已在多个关键细分领域占据主导。

两条新闻放在一起,正好概括了日本的处境:在每座晶圆厂都离不开的化学品、硅片和设备领域,日本是重量级玩家;而在最先进逻辑芯片的实际制造上,它正试图重建十多年前失去的能力,并体会到这条攀登之路有多么不留情面。

接下来看什么

知情人士称,Rapidus会继续推进2纳米生产,最终可能成功,即便比计划晚上数年。真正的信号将是具体的:公开展示可工作的SRAM阵列、首批具名客户承诺量产订单,以及政府如何为下一轮资金提供理由。在那之前,日本芯片复兴的成败,取决于能否让几亿个一模一样的存储单元乖乖听话。

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