當(dāng)?shù)貢r(shí)間周五，被稱(chēng)為日本“芯片國(guó)家隊(duì)”的半導(dǎo)體制造商Rapidus舉行發(fā)布會(huì)，宣布旗下工廠已經(jīng)開(kāi)始2nm全環(huán)繞柵極（GAA）晶體管的測(cè)試晶圓原型制作，同時(shí)確認(rèn)早期的2nm測(cè)試晶圓已達(dá)到預(yù)期電氣特性。
據(jù)悉，原型制作是半導(dǎo)體生產(chǎn)中的一個(gè)重要里程碑，旨在驗(yàn)證使用新技術(shù)制造的早期測(cè)試電路是否表現(xiàn)可靠、高效，并達(dá)到性能目標(biāo)。
Rapidus社長(zhǎng)小池淳義介紹稱(chēng)，去年12月拿到阿斯麥NXE:3800E EUV光刻機(jī)后，試點(diǎn)生產(chǎn)線(xiàn)于今年4月在北海道的IIM-1工廠啟動(dòng)。到6月時(shí)，工廠已經(jīng)接入“200臺(tái)以上”的半導(dǎo)體設(shè)備。
雖然已經(jīng)拿出原型晶片，小池淳義依然表示公司仍預(yù)期到2027年的某個(gè)時(shí)間點(diǎn)實(shí)現(xiàn)2nm工藝量產(chǎn)，足以顯示這家新興晶圓廠還有諸多挑戰(zhàn)需要克服。
作為背景，Rapidus是一家2022年剛成立的公司，由軟銀、索尼、豐田、三菱日聯(lián)等8家日本大公司合力出資，2nm芯片的生產(chǎn)技術(shù)則來(lái)自美國(guó)IBM。Rapidus同時(shí)獲得日本政府高達(dá)1.7萬(wàn)億日元的補(bǔ)貼承諾，這也意味著日本政壇的風(fēng)吹草動(dòng)——例如本周末的參議院選舉，都會(huì)對(duì)公司的“錢(qián)景”造成影響。
Rapidus的首座工廠IIM-1于2023年9月破土動(dòng)工，2024年完成潔凈室的工程并迎接半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備入駐。
比起正在沖刺年內(nèi)量產(chǎn)2nm芯片的臺(tái)積電、三星和英特爾，Rapidus的2nm產(chǎn)能顯然會(huì)“晚一拍”，但對(duì)于這家成立不到3年的公司而言，首先需要證明自己能在半導(dǎo)體行業(yè)站得住腳。
在周五發(fā)布的公告中，Rapidus提到了一個(gè)獨(dú)特的點(diǎn)——IIM-1工廠的所有前端步驟中均采取單片晶圓處理策略（即每片晶圓單獨(dú)處理、加工和檢測(cè)）。
據(jù)悉，臺(tái)積電、三星等成熟大廠會(huì)采取批量處理和單片處理相結(jié)合的制造方法，其中僅在需要高精度的關(guān)鍵步驟中才使用單片處理，例如光刻、等離子刻蝕、原子層沉積等，但氧化、清洗和退火等步驟則采用批量處理。
Rapidus介紹稱(chēng)，這種處理方法能夠精確控制每個(gè)操作，方便工程師及早發(fā)現(xiàn)異常、迅速修正，無(wú)需等待整批完成。同時(shí)這種生產(chǎn)方式也能提供更多數(shù)據(jù)，用來(lái)訓(xùn)練提高良率的人工智能算法。最后，這種生產(chǎn)方法適合在大批量和小批量生產(chǎn)之間切換，尤其考慮到Rapidus未來(lái)可能會(huì)為大量小型公司提供服務(wù)。
當(dāng)然，這種生產(chǎn)方式也存在生產(chǎn)成本高、生產(chǎn)周期長(zhǎng)、產(chǎn)能偏低等問(wèn)題。公司承認(rèn)存在這樣的情況，但也強(qiáng)調(diào)在提升良率、減少缺陷等方面的長(zhǎng)期收益，會(huì)使得單片處理成為2nm及更先進(jìn)制程的有效策略。
Rapidus周五確認(rèn)，正在開(kāi)發(fā)一套匹配IIM-1工廠2nm制程的工藝開(kāi)發(fā)套件，預(yù)期將在2026年一季度向客戶(hù)提供，屆時(shí)客戶(hù)幾乎可以立即開(kāi)始自有設(shè)計(jì)的原型制作。
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