頭條揭密》美日聯合開發超越2nm技術 中韓臺半導體大挑戰

頭條揭密》美日聯合開發超越2nm技術 中韓臺半導體大挑戰

日本將與美國合作開發超越2nm的最新一代晶片技術,原因是美國認爲臺灣半導體業有地緣政治風險。(圖/Shutterstock)

日本多家大型企業最近合資成立一家名爲Rapidus的半導體企業,將與美國合作開發超越2nm的最新一代晶片技術,其目的是避免目前由臺灣與韓國領導的尖端晶片製造能力未來可能面臨的地緣政治風險。此舉未來的成敗如何還難以預料,但是對全球半導體技術版圖造成的衝擊不可輕忽。尤其值得注意的是,美國對於尖端晶片製造技術在臺灣發展,已有愈來愈緊迫的地緣政治危機感,臺灣半導體產業是否在美國壓力下走向空洞化,令人擔憂。

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日本這項Rapidus計劃由豐田汽車、日本電信電話(NTT)、索尼(SONY)、NEC、軟銀、電裝(DENSO)、鎧俠(Kioxia)與三菱UFJ銀行共8家企業組成,各自投資約10億日元,由東京電子(TEL)前社長東哲郎等人主導,目的在與美國合作建立超級腦計算機和人工智慧(AI)新一代半導體在日本的供應系統。

這個被稱爲「超越2nm」的半導體制造體系,計劃在2020年代末建立一條新一代邏輯晶片的生產線,並在2030年開始量產。《日經新聞》分析稱,目前這些製造能力集中在臺灣等地,在地緣政治風險不斷上升的情勢下,必須經由技術轉型來改變半導體勢力的格局,才能確保掌握尖端晶片的大規模生產技術。

日方編列了3500億日元在今年底與美方合作成立研究中心,日本企業及國際研究機構將參與合作。(圖/Shutterstock)

日本與美國的合作方案已經敲定,日方編列了3500億日元在今年底與美方合作成立研究中心,日本企業及國際研究機構將參與合作,擬議中的名單包括美國IBM和比利時的研究機構imec。最後由Rapdius將研究成果整合成完整的技術,並建立生產新一代半導體生產線。日本新能源和工業技術開發機構(NEDO)已決 定投入700億日元,用以支持半導體制造項目。

万恶不赦

目前日本在半導體制造上仍落後臺灣與韓國許多,臺、韓現在已經開始3nm量產,並計劃最早在2025年量產2nm產品。而日本的目前主要的半導體生產線仍在40nm階段,爲升級半導體造產業,特地吸引臺積電到熊本縣建廠生產12~28nm的邏輯運算晶片。即便如Rapdius計劃在2030年生產2nm以下的晶片,要趕上臺、韓的技術發展仍有一點距離。

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美國在半導體設備上有最大的優勢,除了光刻機之外幾乎全部能生產。(圖/美聯社)

雖然製程工藝暫時趕不上臺、韓,美國與日本仍在材料、設備與設計領域上擁有較大的優勢。例如美國晶片設計上有博通、高通、輝達、AMD等頂尖廠家,半導體設備上除了光刻機之外幾乎全部能生產,半導體設計的軟體(EDA)與光刻軟體則處於絕對壟斷地位。唯一的短板是半導體材料。而日本則是在材料和半導體設備領域兩大環節擁有優勢,尤其在材料領域幾乎有全球性的壟斷優勢,包括晶圓基片、光罩、光刻膠、濺鍍靶材等等,顯見美日的優勢有極大的互補性,一旦合作,能力不可小覷。

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目前日本在半導體制造上仍落後臺灣與韓國許多,臺、韓現在已經開始3nm量產,並計劃最早在2025年量產2nm產品。圖爲三星電子的3nm製程半導體。(圖/路透)

如果僅停留在技術層面,美日半導體聯盟開發2nm以下製程仍有勝算,至少能解決他們對臺積電控制最先進製程的焦慮。最近美國商務部長雷蒙多在受訪時警告,美軍最精密軍用設備的晶有7成在臺灣生產,這對美國而言是國安等級的風險,因此她呼籲在通過晶片與科學法案後,要加速讓企業在美國本土製造晶片,以強化美國國家安全。

美日合作固然有堅強的技術能與相互間的互補作用,但是上世紀80年代美國對快速崛起的日本半導體業的打壓,讓日本半導體業足足停滯了數十年,這段歷史至今仍是日本企業與美國合作時難解的心結。此外,美國還希望在美日聯盟形成後能拉攏韓國加入,但是日本與韓國曆史上與現實政治上的糾葛極其繁雜,雙方要坦誠合作比起美國有更多現實上的困難。拜登首訪亞洲選擇韓國,日本看在眼裡不是滋味,而韓國對中國的貿易依賴程度接近50%,與臺灣半導體業又尖銳競爭關係,一旦成爲半導體聯盟成員,韓國在中美間的角色會愈形尷尬,在美臺半導體產業關係上又不易調和,反而影響半導體聯盟原有的目標,可能會得不償失。

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美國拉攏日本建立新的半導體技術中心,擔心的就是臺灣可能面臨地緣政治風險。(圖/Sutterstock)

總之,美方擔憂失去臺灣的半導體制造業而擬定的備案中,各個成員都有其能力、條件與限制,這也正是現階段全球半導體產業的縮影,在全球技術供應鏈相互依賴的現實下,沒有哪個國家能完全掌握所有的技術與能力。這是全球化體系所造成,也是它結構上最不易突破的難點,對美國、日本來說是如此,對中國也是同樣的道理。

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