詳解Rapidus路線圖，靠譜嗎？

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Rapidus 正在競標日本重返尖端邏輯電路領域的全部項目，該項目位于北海道千歲市的一家工廠。目前，該項目的進度取決于 2027 年 2nm 工藝的量產目標，但目前還沒有任何大批量客戶承諾訂購。

自去年4月IIM-1試驗線投產以來，Rapidus已成功使用日本首臺量產級EUV光刻機進行晶圓加工，并在7月生產出符合預期電氣特性的2nm環柵原型，并于2月完成2676億日元的融資，使日本政府成為其最大股東。首席執行官小池篤義在同月表示，已有超過60家公司就2nm產能進行洽談，但尚未有公司簽署批量協議。鑒于Rapidus的全部生產基地都位于IIM-1工廠，這意味著如果該節點未能按計劃推進，Rapidus將缺乏多元化生產渠道和備用工廠。

然而，這家晶圓廠承載著整個國家的希望，其發展前景也十分光明。以下是詳細分析。

IIM-1 的倒計時已經開始

IIM-1（全稱為“創新制造集成”）于2023年9月在千歲市比比市破土動工，潔凈室于2024年竣工。ASML于2024年12月交付了TWINSCAN NXE:3800E，這是日本首臺量產級極紫外光刻系統，并于去年4月1日完成了首次曝光。試驗生產線也于當月開始運行。

Rapidus目前的目標是在2027年實現量產，但該公司并未對此日期做出任何進一步說明，其商業計劃僅指出將于2027財年下半年開始生產，并在2028年達到全面量產。該計劃還設定了產能提升方案，初期每月晶圓產量約為6000片，并在第一年內增長至約25000片，增幅達四倍。Rapidus希望通過這一增長來降低單片晶圓的成本。

IIM-1選址于千歲市，這里擁有晶圓清洗所需的豐富水源、有助于減輕冷卻負荷的涼爽氣候，以及日本最強大的可再生能源潛力，涵蓋風能、太陽能和水力發電。當地政府和縣政府已圍繞該項目制定了“北海道山谷”計劃，旨在打造一個橫跨苫小牧、千歲和石狩三地的半導體產業集群。

2nm工藝

Rapidus 的 2nm 節點采用環繞式柵極納米片設計，源自IBM 于 2021 年發布的 2nm 工藝，是雙方于 2022 年 12 月簽署合作協議的成果。Rapidus 的工程師與IBM 的工程師在紐約州奧爾巴尼納米技術中心合作學習該節點，之后將其轉移到千歲。據 IBM 稱，2023 年和 2024 年期間，超過 150 名 Rapidus 工程師被派往奧爾巴尼學習該節點，其中約 80 名工程師之后返回千歲，負責將工藝轉移并進行優化，以用于量產。

該公司主打的差異化優勢在于制造流程。IIM-1 全面采用單晶圓前端加工，并將其命名為“快速統一制造服務”。Rapidus 表示，與臺積電和三星采用的批量加工相比，該技術將把每片晶圓的數據輸入人工智能模型，從而加速良率學習并縮短周轉時間。據悉，2nm 工藝設計套件 (PDK) 已于今年第一季度交付給早期客戶。不過，Rapidus 尚未公布良率數據，其公開聲明僅限于原型機達到了預期的電氣特性。

該項目不僅限于晶圓層面，日本新能源產業技術綜合開發機構（NEDO）已批準Rapidus在2026財年預算中撥款，用于支持其2納米制程半導體芯片和封裝的設計與制造技術，以及前端研發工作。該公司還將面板級玻璃基板封裝納入其長期發展路線圖。在千歲市自建后端研發能力，而非外包，將效仿英特爾和三星的一體化發展模式。

日本政府作為股東

Rapidus 2月份的融資輪最終完成，總額達2676億日元（約合17億美元），其中1000億日元來自日本政府通過信息技術振興廳出資，1676億日元來自32家私營企業。此次政府投資是日本補貼法修訂案生效后，政府首次入股Rapidus。修訂案將于2025年生效，修訂后的補貼法允許政府持有Rapidus的股權。此次投資使東京成為Rapidus的最大單一股東，其持有的“黃金股”賦予了東京對包括股權轉讓和技術合作在內的重大決策的否決權。

此輪融資是在去年11月日本產業通商資源部追加約1萬億日元投資的基礎上進行的。當時，日本產業通商資源部承諾在2026財年和2027財年期間追加約1萬億日元的資金支持，使政府計劃支持總額達到約2.9萬億日元。今年6月初，日本政府又追加了1500億日元的股權投資，使Rapidus的資本和資本儲備總額達到約4250億日元。日本政府持有的股份大多為無投票權股份，使其正式投票權約為11.5%。但如果公司業績惡化，這些股份將轉換為約60%的控股權。這一條款與“黃金股”機制相結合，使東京方面既能與公司業績增長保持同步，又能對公司業績下滑起到一定的控制作用。

Rapidus的廠房和設備目前也歸日本新能源產業技術綜合開發機構（NEDO）所有，并以回租形式持有。該公司此前有義務在2027財年之前購回這些設備?，F在，日本政府計劃在2027和2028財年期間利用公共資金建造新的廠房和設備，并以實物出資的形式轉讓給Rapidus，換取股份，從而免除Rapidus的購回義務，并將原本的贈款轉化為直接所有權。

顧客難題

小池百合子在2月份表示，Rapidus正在與60多家公司進行洽談，并已向其中約10家公司提供了初步報價。據TrendForce報道，參與洽談的公司包括IBM和加拿大RISC-V加速器初創公司Tenstorrent。此外，作為Rapidus的創始投資方之一的富士通也在考慮是否為其2029年前后推出的富岳超級計算機的后續產品外包1.4納米CPU 。

然而，Rapidus實際簽署的設計合作協議是與一些規模較小的廠商簽署的，這些廠商致力于開發節能型AI芯片。例如，由芯片架構師Jim Keller領導的Tenstorrent公司（目前高通正在考慮收購該公司）早在2023年就同意與Rapidus合作，在NEDO和前沿半導體技術中心（LSTC）的項目框架下，基于2nm工藝節點開發邊緣AI加速器。其中，Tenstorrent負責CPU部分，而Rapidus的AI芯片設計中心則負責加速器的開發。此外，Rapidus還在2024年5月與RISC-V推理芯片設計公司Esperanto Technologies簽署了一份單獨的合作備忘錄。

這兩種方案都無法滿足Rapidus所需的大批量訂單需求，而且必須快速到位。小池百合子形容市場對Rapidus的興趣增長“如同失控的蒸汽機”，但興趣并不等同于訂單分配。Rapidus的成本模式依賴于25000片晶圓產能的滿負荷運轉，而產能遠低于負荷的晶圓廠與滿負荷運轉的晶圓廠一樣，都需承擔相同的固定折舊成本。該公司表示，其自主研發的2nm芯片成本可能是日本目前主流芯片的10倍左右，而這種溢價只有在產量增加后才會逐漸縮小。

日本的雙軌戰略

Rapidus是國家雙軌制計劃的主導部分。另一條軌道是臺積電在九州島南部熊本的JASM合資企業，該合資企業的第一座晶圓廠由索尼、電裝和豐田共同投資，于2024年12月開始量產成熟的12nm、16nm、22nm和28nm制程工藝，目標市場為汽車和工業芯片。

熊本的第二座晶圓廠于2025年破土動工，其計劃制程節點兩次升級，先是升級到4納米，后又升級到3納米，目標是在2028年左右投產。因此，東京方面一方面通過一家經驗豐富的外國運營商在南部投資建設成熟的特種芯片產能，另一方面又寄希望于一家國內初創公司在北部地區取得領先地位。熊本工廠的技術風險遠低于其他工廠，并且已經開始出貨；而Rapidus公司幾乎承擔了該項目所有的執行風險，卻沒有其任何已驗證的產能。

即使2nm生產線正在逐步投產，Rapidus仍計劃于2026年啟動1.4nm工藝的研發，2027年開始建設1.4nm晶圓廠，并于2029年左右實現量產。該節點的研發依托于公司強大的研發實力：Rapidus于2023年4月加入imec的核心合作伙伴計劃，從而可以使用這家比利時研究所的試驗生產線。imec認為，1.4nm單次曝光層需要高數值孔徑（High-NA）的極紫外光刻（EUV），即數值孔徑為0.55的工具，它能夠在一次曝光中解析出最關鍵的金屬層，而無需多次曝光。據TrendForce和日經新聞報道，預計總投資將超過7萬億日元，其中僅實現穩定的2nm量產就需要約5萬億日元。

Rapidus的財務狀況凸顯了其距離實現自給自足還有多遠：該公司2025財年虧損3.75億日元，總資產為7495億日元，卻仍計劃從私人投資者處籌集約1萬億日元。東盟與中日韓宏觀經濟研究辦公室估計，已承諾的資金仍遠低于穩定生產所需的約5萬億日元，而這依賴于尚未大規模形成的私人投資者基礎。

與此同時，臺積電的N2制程節點于2025年底開始量產，三星也于同年開始第一代SF2制程節點的量產，這使得Rapidus在這一制程節點上落后這兩家廠商大約兩年，而客戶已經可以從其他廠商那里購買到良率可靠的產品。此外，雙方之間似乎還存在一些對抗性因素：據報道，臺積電員工去年被指控竊取了原本計劃提供給Rapidus的2nm制程商業機密，但一位日本政府官員后來稱這一指控并不重要。目前尚無證據表明此事會對Rapidus的制程工藝產生影響，因為該工藝是基于IBM的知識產權開發的。

Rapidus的目標是在2030財年左右實現運營盈利，并在2031財年進行IPO。這一時間表的前提是2027年的產能爬坡計劃能夠按期完成，并且目前正在洽談的客戶能夠最終達成訂單。三個里程碑將決定這些目標能否實現：獲得已確定的客戶并達成訂單；2nm工藝良率達到臺積電和三星現有水平的證據；以及產能爬坡計劃達到25,000片晶圓的目標。

（來源：編譯自tomshardware ）

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