摘要:据报道,东京电子前首席执行官 、日本政府芯片行业咨询小组的成员Tetsuro (Terry) Higashi日前表示,日本必须在十年内实现 2nm 量产。

据报道,东京电子前首席执行官 、日本政府芯片行业咨询小组的成员Tetsuro (Terry) Higashi日前表示,日本必须在十年内实现 2nm 量产。

他进一步指出,日本应该在下一个财政年度提供税收减免,以在未来十年内产生 880 亿美元的投资,以振兴国内芯片制造。

之前,日本政府批准了 68 亿美元的补充支出。“我预计这种资金水平至少会在未来几年继续下去,”Higashi 告诉彭博社,“如果没有政府的初始投资,我们将无法达到私营公司投入资金的地步。政府将必须发挥核心作用,直到事情确定下来。”

日本今年将振兴芯片产业列为国家项目,目标是到 2030 年将国内半导体公司的年收入提高约三倍,达到 13 万亿日元(1140 亿美元)。

日本的2nm雄心

在去年五月,就有外媒报道日本政府正在寻求吸引国外优秀的芯片制造商能赴日本建立圆晶工厂,以促进日本在半导体行业的发展。台积电后来也做了决定,虽然是28nm工艺,但也是个好的开始。

媒体在今年一月的报道也指出,台积电将与日本经济产业省成立合资公司,在东京设立先进封测厂。而根据《日刊工业新闻》报导,台积电是要在日本茨城县筑波市新设技术研发中心, 研发中心包括晶圆制程及3D封装。从过往的报道看来,日本的这个决定也是有其背后的考量的。

因为晶体管微缩受限,过去多年在业界就存在一个观点,那就是借用先进封装可以继续推进芯片性能的提升。而台积电在去年九月更是推出了其3D Fabric平台,将SoIC、CoWoS、InFO等技术家族囊入其中,能串联高频宽存储、异构整合和3D堆叠,以提升系统能耗,并缩小面积。台积电研发副总余振华也以TSMC的SoIC技术为例,讲述他们这个平台的优势。

他指出,这个技术可将低温多层存储堆叠在逻辑芯片上,帮助延伸摩尔定律。而公司现在已成功将4层、8层与12层低温多层记忆体堆叠在逻辑芯片上,其中12层总厚度更是低于600微米,这让公司在未来可以实现堆叠更多层的可能。

虽然日本已经紧抱台积电,为未来发展先进芯片制造做好了一部分准备。但从日前的新闻看来,日本的野心并不止于此。

日经新闻的最新报道指出,日本经济产业省最快在本周内,会召开与日本半导体产业有关的检讨会,除了会探索瑞萨电子工厂火灾对汽车生产的影响,以及汽车业供应链不稳定的隐忧外,日本政府还计划府着眼朝着数字化发展的当前经济,让半导体供应链体质更加强韧,并从经济安全保障等观点,重新拟定中长期的政策。

日经进一步指出,日本政府将提供资金支持、协助日本企业研发2nm以后的次世代半导体制造技术。

为实现这个目标,他们除了继续保持和台积电、Intel等半导体大厂进行大范围的意见交换来进行研发外,他们还将与佳能、东电、SCREEN等本土设备巨头携手,重振日本在先进研发方面的实力。

据报道,这支该获得经产省资金援助的研发团队目标在2020年代中期确立2nm以后的次世代半导体的制造技术,并设立测试产线,研发细微电路的加工、洗净等制造技术。

厚积薄发的底气

正如文章开头所说,虽然日本没有先进的晶圆厂,但他们在先进工艺的上游有很重要的布局。以现在炙手可热的EUV光刻为例,虽然大家都知道全球目前荷兰公司ASML能提供领先的EUV光刻机。但在半导体行业观察之前的报道中,我们可以看到日本公司在这个领域多个环节的实力。

首先来看缺陷检测设备,如果作为原始电路板的光掩模中存在缺陷,则半导体的缺陷率将相应增加。最近几年需求增长尤其旺盛的是EUV光罩(半导体线路的光掩模版、掩膜版)检验设备,在这个领域,日本的Lasertec Corp.是全球唯一的测试机制造商,Lasertec公司持有全球市场100%的份额。

日本另一个占据100%市场份额的是东京电子的EUV涂覆显影设备,该设备用于将特殊的化学液体涂在硅片上作为半导体材料进行显影。1993年东电开始销售FPD生产设备涂布机/显影机,2000年交付了1000台涂布机/显影机“ CLEAN TRACK ACT 8”。

在EUV光刻胶方面,日本的市场份额更是遥遥领先。据南大光电在今年三月发布的相关报告中披露,如下图所示,全球仅有日本厂商研发出了EUV光刻胶,由此可以看到他们在这方面的实力。而欲了解更多日本在EUV方面的实力,可以参考半导体行业观察之前的文章《不容忽视的日本EUV实力》。

日本半导体厚积薄发:欲在十年内量产2nm-芯智讯
△国际主要厂商在半导体光刻胶产品的产业化进度(source:南大光电)

在先进工艺研发方面,还有一个重要环节,那就是本节开头谈到的EUV光刻机,这也是日本在先进工艺研发上将佳能纳入其中的原因。虽然这家曾经的光刻机巨头在这个领域已经被ASML抛离,但他们在光刻方面的积累,能某种程度上给日本的先进制造提供指引。

除了上述谈到的一些技术和企业外,如上图所示,日经在昨天的报道中,也披露了日本在半导体制造的多个环节参与其中。由此可见,对于日本来说,要想在芯片制造上搞出一些浪花,是有其深厚的底气。

与此同时,日本富岳“超算”上的富士通的48核Arm芯片A64FX的超强性能表现加上索喜5nm芯片的新闻表示,日本在先进芯片上也有其实力所在。

在这些企业的配合下,相信日本复兴半导体先进芯片技术乃至建造先进工艺晶圆厂,都有潜在的可能。当然,是否真会这样做晶圆厂,又是另一个层面的讨论。

日重振半导体,政府顾问:须880亿美金

台积电赴日建厂并获得日本政府的补助,被视为日本提高自身晶片制造能力的关键,据外媒报导,日本政府半导体小组的高级顾问认为,日本做得还不够多,如果想重振半导体产业,明年就应该提供减税优惠,并订下未来十年鼓励企业投资多达10兆日圆(约880亿美元)。

东哲郎认为,日本的半导体产业已低迷数十年,如今有增加补助经费的动作,应是扭转颓势的开端,“没有政府的初期投资,私营企业不会愿意投资。”

东哲郎建议,在未来的10年内,日本政府及私营部门应投资半导体产业10兆日圆。目前,增加对半导体产业的补助,在日本政界内已形成共识,据报导,日本首相岸田文雄也曾称,将为国内半导体生产提供逾1.4兆日圆的投资。

报导提到,因为芯片短缺,各国都在扩大自身的芯片制造能力,并增加补助经费,美国已投入520亿美元(约新台币1.44兆元),并成功吸引到台积电与三星赴美设厂,而中国也有相关的动作。

报导提到,日本过去为人诟病的一点是,对半导体产业的投资不足,并使得市场份额被抢走,如今日本政府也重新重视半导体产业,并承诺将重振半导体产业列为国家项目,目标是到2030年将国内半导体公司的年收入提高约3倍至13兆日圆(约1100字美元)。

东哲郎认为,在下一步,日本政府应在常规预算中,为芯片制造编列额外资金,而非使用一次性的预算进行帮忙。他认为,人们需要看到对这个项目的长期承诺,否则不会把政府当一回事,“若没有政府的初期投资,私营企业不会愿意投资。”

至于日本政府对半导体产业的减税优惠,应涵盖哪些项目,据东哲郎认为,包括:对芯片制造业免征企业所得税的研发、削减用水及公用事业成本,这都是值得讨论的方向