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日本首塊2nm晶圓，亮相

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日本首塊2nm晶圓，亮相

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本文由半導體產業縱橫（ID：ICVIEWS）綜合
最尖端邏輯制程從“三足鼎立”走向“四廠爭霸” ， 再進一步 。

日本半導體制造商Rapidus宣布啟動2nm GAA晶體管的試制 ， 并展示了其首塊2nm GAA晶圓 。 這也是最尖端邏輯制程從“三足鼎立”走向“四廠爭霸”道路上的關鍵里程碑 。
去年12月 ，Rapidus在SEMICON Japen 2024上 ， 展示了其與IBM合作在美國紐約州奧爾巴尼納米技術綜合體制造的 2nm GAA晶體管原型晶圓 。 今年2月 ， Rapidus社長小池淳義透露 ， 公司計劃在2025年4月1日啟動2nm GAA制程試產 ， 并于2025年6月向博通交付2nm芯片樣品 ， 2027年在IIM-1開始量產2nm產品 。
IIM-1是Rapidus位于北海道千歲市的2nm芯片工廠 ， 2023年9月破土動工 。 2024年12月 ， Rapidus接收首臺ASML EUV光刻機（重達71 噸） ， 并完成四階段安裝 ， 成為日本首家擁有量產用EUV設備的公司 。 同月 ， Rapidus會長東哲郎在SEMICON Japan 2024展會上宣布 ， EUV 光刻設備于當月開始交付 ， 200余臺設備計劃在2025年3月底前全部到位 。 2025年3月底 ， IIM-1晶圓廠完成全部設備安裝 ， 包括ASML EUV和DUV光刻系統 ， 具備試生產條件 。
值得一提的是 ， Rapidus選擇直接從40nm跳躍至2nm ， 這種跨越在半導體史上絕無僅有 。 技術來源依托三大支柱：與IBM合作獲得2nm技術基?。 渙媳壤盜MEC獲取EUV光刻技術佳能、鎧俠開發的納米壓印技術作為“秘密武器” 。
當制程升級至2nm時 ， 晶體管結構從多年來一直使用的FinFET（鰭式場效應晶體管）轉變為GAAFET（全環繞柵極場效應晶體管） 。 這給制程迭代帶來了新的挑戰：如何實現多閾值電壓以使芯片在較低電壓下執行復雜計算 。
由于2nm名義制程下N型和P型半導體通道之間的距離相當狹窄 ， 需要精確的光刻才能實現多閾值電壓 ， 并且不會對半導體性能產生巨大影響 。 然而 ， IBM和Rapidus引入了兩種不同的選擇性減少層（SLR）芯片構建工藝 ， 成功地達到了目標效果 。
IBM研究院高級技術人員Bao Ruqiang表示：“與上一代FinFET相比 ， Nanosheet納米片的結構非常不同 ， 而且可能更復雜 。 我們提出的新生產工藝比以前使用的方法更簡單 ， 我們認為這將使我們的合作伙伴Rapidus更容易、更可靠地大規模使用2nm片技術來制造芯片 。 ”
在市場定位上 ， 東哲郎明確表示不會與臺積電正面競爭大規模標準品 ， 而是聚焦專用芯片市場 ， 瞄準機器人、自動駕駛和遠程醫療等新興領域 。 2025年6月 ， Rapidus宣布將基于西門子Calibre平臺開發專用設計套件 ， 實現制造與設計的協同優化（MFD） 。 Rapidus 社長小池淳義指出 ， 通過與西門子的合作 ， Rapidus 將推進制造和設計的協同優化 ， 實現設計制造協同優化（DMCO）概念 ， 大幅縮短2nm工藝的流片時間 ， 為客戶提供更高效的服務 。
在客戶拓展方面 ， 除博通外 ， NVIDIA CEO黃仁勛在2024年11月暗示可能考慮Rapidus代工AI芯片 。 例外 ， 日本AI企業Preferred Networks和Sakura Internet也將成為其客戶 。
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