不为人知的日本版“芯片法案”——日本半导体产业战略的现状和未来(上)

近两年,半导体产业已成为全球战略竞争的制高点,“半导体补贴”也已成为美西方大国近期产业政策的关键词,目的主要是为了提高本国半导体制造所占比重。早在2021年6月美国国会参众两院就《芯片法案》争论不休之时,日本政府就正式发布了以扩大国内半导体产能为目标的《半导体与数字产业战略》,誓要“夺回”半导体市场份额。自那之后的1年半以来,日本政府不仅在政策层面明确要扶持本国半导体产业发展,更是直接通过部分项目/计划直接为半导体企业提供补贴。本文以日本经济产业省发布的相关资料为基础,就日本半导体产业战略的现状以及未来进行梳理和分析。

确保2纳米制程“下一代半导体稳定供给

日本经济产业省称,除了美国、韩国和中国台湾地区,欧洲也在吸引半导体顶级制造商英特尔到德国新建工厂,促进下一代半导体的研发和生产。最尖端半导体已从Fin结构转化为GAA(Gate-All-Around,环绕式栅极)结构,由于结构发生巨变,因此要实现尖端半导体的量产需要更高端的生产技术。10年前,日本没有实现Fin结构半导体的量产,如今是日本再次参与下一代半导体市场的最后机会。为了实现这一目标,需要采取积极的组合措施,吸引包括台积电(TSMC)等先进半导体企业在内的高端生产技术企业来日建厂,扩建日本生产基地。

构建实现“下一代半导体项目的体制

日本经济产业省称,为推动实施“下一代”半导体项目,将构建实现项目的短周转时间(TAT)试验线质量生产基础系统包括:

◆建立与尖端半导体设计、尖端设备和材料等关键技术有关的开放式研发基地,即前沿半导体技术中心(Leading-edge Semiconductor Technology Center ,LSTC)(日本版美国国家半导体技术中心(NSTC));

◆建立大规模生产基地,启动着眼于未来的大规模生产系统,即为新成立的Rapidus株式会社提供政府资金支持。

推动“下一代半导体研发项目的方法

日本经济产业省强调,将在“后5G信息和通信系统基础强化研究和开发项目”中的下一代半导体研发项目(研发费700亿日元)下,为Rapidus株式会社提供政府补贴。Rapidus株式会社是日本为了建立下一代半导体量产制造基地,聚集日本国内顶尖技术人员,由多家企业投资设立(2022年11月成立)的新公司。Rapidus株式会社将利用政府资金,进行主题基于日美合作的2纳米制程半导体的集成化技术和短TAT制造技术”的研发。主要包括:

◆与美国IBM等公司合作,进行2纳米制程的逻辑半导体的技术研发,在日本国内构筑短TAT试点生产线,并通过测试芯片进行验证;

◆2022财年(2022年4月~2023年3月),获得2纳米制程关键技术,开始引入极紫外(EUV)光刻设备,制定短TAT生产线所需的设备、搬运系统、生产管理系统的规格,实现试点生产线的初期设计;

◆研发阶段结束后,以其成果为基础,瞄准尖端逻辑半导体的商业化。

下一代半导体研发项目的时间表

日本经济产业省称,将通过日美首脑会谈所设立的“日美联合特别工作组”促进下一代半导体的研发,继续推动日本经济产业省和美国商务部就上述工作组的合作。与此同时,促进美国国家半导体技术中心NSTC和日本前沿半导体技术中心LSTC的合作,谋求日美有关下一代半导体研发合作的最佳实践。此外,从产品研发到量产,继续促进日美在政府以及企业层面的角色分工和密切合作。

设立作为研发基地的前沿半导体技术中心(Leading-edge Semiconductor Technology Center LSTC)

作为实现下一代半导体量产技术的研究开发基地,日本政府已决定设立“前沿半导体技术中心”(Leading-edge Semiconductor Technology Center(LSTC))。与美国国家半导体技术中心(NSTC)等海外研究机构加强交流与合作,构建与国内外相关机构的开放式研发平台,促进短周转时间(TAT)以及2纳米制程半导体相关的技术开发以及项目实施。目前,大阪大学已确定加入,并且技术工作组已于2022年12月19日成立,预计将在2023年3月底之前制定LSTC研发项目的具体内容。

下一代半导体量产制造基地Rapidus株式会社

日本经济产业省提出,2022年11月成立的Rapidus株式会社将与LSTC的设立相结合,完善日本下一代半导体量产的基础。新成立的Rapidus株式会社主要生产用于超级计算机和人工智能(AI)等的下一代半导体,出资企业共有8家,分别是丰田汽车、索尼集团、NTT、软银、NEC、电装、三菱日联银行和铠侠,合计出资73亿日元。日本政府已明确将把Rapidus株式会社打造成作为21世纪20年代后期日本下一代半导体的制造基础技术研发成果的推广

来源:机工智库

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