【环球时报记者 倪浩 环球时报驻日本特约记者 王天晴 孙明】编者的话：日本半导体产业近日迎来“希望的信号”。18日，日本新兴半导体企业Rapidus社长小池淳义在记者会上宣布，其位于北海道千岁市的工厂已成功试制出2纳米制程的半导体核心部件，并启动测试生产，目标是在2027年实现这一尖端产品的量产。这一消息，如同投入平静湖面的石子，激起了关于日本半导体能否重拾昔日全球霸主地位的广泛讨论。不少分析认为，在全球产业重组、行业巨头处于领先位置的背景下，以Rapidus为代表的日本半导体产业想“重振荣光”，势必要面临一系列挑战。
海外技术挑大旗，但资金缺口巨大
日本政府对芯片产业寄予厚望，视其为“关乎国家经济安全”的核心。在这样的背景下，Rapidus于2022年成立，背后是丰田、索尼等8家日本产业巨擘共同投入的73亿日元（100日元约合4.8元人民币）。近年来，在政府的大力支持下，日本国内半导体产能建设进展十分迅速。全球最大晶圆代工企业台积电位于日本熊本县的第一工厂已于2024年底启动生产。但日本政府认为，尖端半导体代工业务由外企掌控存在风险，因此Rapidus肩负挑起日本芯片产业大旗的重任。
然而，Rapidus“从零起步”实现2纳米芯片量产的过程可谓“吞金”，总投入预估高达5万亿日元。面对庞大的资金缺口，日本政府展现出前所未有的支持力度：承诺对Rapidus提供高达1.72万亿日元的财政支援，在2025年度出资1000亿日元，并通过政府担保贷款等方式助力其融资。日本政府甚至计划持有具有关键否决权的“黄金股”，凸显其国家项目的属性。尽管如此，Rapidus仍需从民间筹集1000亿日元，而且剩余3万亿日元的巨大缺口目前仍需填补。
2024年5月，日本东京大学展示小型半导体工作室。（视觉中国）
在激烈的全球半导体产业竞争中，各制造商都在力拼“微细化”技术，即尽可能缩小电路宽度以提升性能。美国《外交学者》网站称，上世纪80年代，日本芯片制造商在全球市场中占据主导地位。然而，随着市场的发展和东亚新竞争对手的出现，日本在高端芯片制造的竞争中落后。如今日本在这一领域同全球领先水平相比落后二十年。
目前，台积电等顶级制造商已经成功实现3纳米芯片的量产，并计划在2025年下半年启动2纳米芯片的量产。相比之下，日本此前实现量产的最先进工艺仅止于40纳米，与世界主要厂商之间存在明显差距。
在日本推进2纳米芯片试制过程中，美国、中国台湾与欧洲企业在核心技术领域各自扮演着不可或缺的角色。其中荷兰阿斯麦（ASML）公司作为全球唯一能量产EUV（极紫外线）光刻机的企业，成为全球2纳米半导体制程工艺落地的“门票供应者”。阿斯麦EUV光刻设备是Rapidus工厂试产的重要支撑。
台积电虽不直接参与Rapidus项目，但在2纳米试产技术路线、EUV量产流程管理上为日本提供参考框架。台积电于日本熊本县设立的半导体项目正在建设中，其运营模式与设备选型等成为日本企业学习的范式。台半导体企业还通过留学等方式帮助日本培养更好的半导体人才。美国企业则从周边工艺与设备系统上提供支持。IBM公司不仅为Rapidus提供了2纳米技术基础架构，还在材料、电子设计自动化、量测设备等环节贡献专业技术。美国的应用材料公司、泛林集团与KLA等厂商为整个EUV制程的后段加工、清洗与检测提供解决方案。
技术与商业的两大挑战
在聚焦日本半导体产业未来的全球市场竞争情况时，《日本经济新闻》18日刊文称，日本半导体代工厂的命运取决于客户的数量、质量以及订单的持续性。文章认为，对于一家刚刚起步的公司来说，需要一下子满足上述条件或许有些苛刻，但如果不尽快进入“生产优质产品—维护关键市场—进一步研发产品”的良性循环，新兴半导体企业在当下激烈的竞争中存活的概率微乎其微。《日本经济新闻》认为，如果没有稳定的市场买家，无论日本企业打造出多么尖端的半导体代工技术都毫无意义。被日本政府和Rapidus视为“潜在竞争对手”的台积电的客户名单中，包含了许多引领全球数字和制造业的公司，如苹果、英伟达。
熟悉半导体产业的早稻田大学研究生院教授长内厚就Rapidus产品技术突破接受日本广播协会（NHK）网站采访时表示，这对于“预测2027年开始量产具有重要意义，这是一个积极的信号。”但他同时道出了Rapidus今后的两大挑战——技术与商业。长内厚表示：“Rapidus宣称要‘制造尖端半导体’，但却没有对接到可以支持其长期发展的客户。以技术为先的思维方式一直是日本企业的传统思维方式，但这样的思维往往导致的结果是，尽管很多日本企业标榜拥有全球顶级的研发与制造技术，却在商业上屡屡失败。未来，日本企业如何贯彻好‘商业优先’的理念至关重要。”
报道还称，尽管Rapidus的招聘人数正在增加，但其负责人东哲郎毫不掩饰自己的焦虑称，“与台积电相比，我们的设计和生产管理工程师严重短缺。”据一位从事半导体人力资源开发的消息人士透露，“最优秀的学生都去了台积电或海外研究机构”，而大型海外公司也在转向日本，以吸引人才。
今年6月，台积电在东京大学内开设了一个先进半导体联合研究实验室。学生们可以使用台积电的原型设计服务，学习从设计到制造半导体芯片的整个流程。美国美光科技公司还与东京电子以及11所日美大学合作，于2023年启动了一项高级教育项目，预计到2024年底，参与人数超过了2200人。
看到台企、美企在日本掀起人才大战，Rapidus也在加速响应，同东京大学等组成了尖端半导体技术中心。该中心计划在五年内培养200名设计工程师。企业工程师和学生的选拔将于7月开始，成功申请者将在美国初创公司Tenstorrent从事一到两年的人工智能半导体设计和开发工作。
“可能是走不出实验室的梦”
尽管从外界得到了技术与人才的支持，但日本半导体产业在经历多年的技术滞后，想要重回王座并非易事。目前，台积电已拥有丰厚的尖端半导体销售业绩，其财报显示，今年一季度3纳米制程出货占公司全季晶圆销售金额的22%。相比之下，Rapidus在探索量产技术的同时还需开拓客户。Rapidus的计划是提供符合客户需求的“少量多样”半导体产品，并在短时间内交付。然而，有业内人士认为，目前尚不清楚Rapidus能够对接的市场实际需求有多大。在全球竞争激烈的背景下，Rapidus的计划能否实现仍不明朗。
CHIP全球测试中心中国实验室主任罗国昭告诉《环球时报》记者，引爆全球半导体制造激烈角逐的关键诱因是几年前美国挑起的对中国科技打压的部分结果和延续，美国联合盟友对中国实行先进半导体禁运，让日本看到了发展芯片制造的希望与机会。日本寄希望于依靠芯片产业局部优势，比如半导体原材料等做为核心资源，并借助美国亚洲盟友的技术力量，打造一条新的、由日本主导的产业链条。但他认为，近二三十年来，日本在信息技术产业上败绩累累，被越甩越远。根源是日本的产业模式与目前的产业发展需要已格格不入。
对于日本由Rapidus引领本国先进半导体产业重振的雄心，《外交学者》网站认为，这一愿景除了面临资金和关键技术的挑战外，还要设法完成关键客户的搜寻。报道称，对于Rapidus这样专注于代工的企业而言，拥有强大的客户基础对于提升和展示其技术能力至关重要。稳定而需求巨大的客户往往能够提供对未来市场趋势和性能要求的关键反馈，有效指导代工厂的技术开发。例如苹果公司对台积电，三星移动部门对三星代工运营等。然而，自两年前宣布生产项目启动以来，Rapidus一直未能找到稳定的客户企业。
在本土半导体代工企业的客户问题尚未解决之际，日本政府却还要出资支持竞争对手台积电在美国的投资。根据美国总统特朗普当地时间22日宣布的同日本达成的贸易协议，日本将对美国投资5500亿美元。其中部分资金可能用于支持台积电计划在美国亚利桑那州进行的工厂扩建项目。
路透社26日援引日本内阁官房长官林芳正的话称：“作为日美贸易协议的一部分，日本将设立‘政府安全保障能力强化支援’机制，目标是提升合作伙伴的‘安全能力’。从这个意义上说，该机制可能用于支持台积电在美国亚利桑那州的工厂。”日本政府此前已承诺向台积电提供巨额补贴，支持其在日本本土的芯片制造业务。
罗国昭分析称，目前在2纳米半导体先进制程上，日本所有核心技术都靠外部输入，这意味着日本没有办法集中资源打造具有不可替代性的产业链。而且目前来看，日本2纳米产品看不到明确的客户，如果缺乏市场的广泛应用，意味着生产成本的居高不下，客户减少，陷入产业恶性循环。因此，很多业内声音认为，日本靠2纳米芯片重振日本半导体产业，现在看起来可能是一个走不出实验室的梦。