日本劍指「超越2奈米」半導體國産
2022/11/11
日本開始建立用於超級電腦和人工智慧(AI)的新一代半導體的國內大規模生産體系。包括豐田汽車、NTT和索尼集團的八家日本企業成立了一家新企業,力爭到2020年代末確立生産技術。日本政府也通過補貼提供支援。半導體被日本和美國定位為經濟安全的關鍵,但目前依靠台灣生産。利用日本和美國合作開展的新一代産品研究的成果,在日本建立一個穩定的供應系統。
新企業的其他投資者包括NEC、軟銀、電裝和鎧俠控股,他們將各自投資約10億日元。三菱UFJ銀行也將參加。 新年企業的名稱 「Rapidus」,已經成立,在拉丁語中意為「快速」,預計將尋求進一步的投資和合作企業。Tokyo Electro(TEL)的前社長東哲郎等人主導了該公司的設立。
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其目的是建立用於計算的新一代邏輯半導體的製造技術,被稱為「超越2奈米」,力爭到2020年代末建立一條生産線。目標是進入設計半導體的業務,並在2030年左右從使用半導體的企業獲得製造訂單。
在新一代半導體領域,不斷上升的地緣政治風險增加了對確保自己製造能力的需求,目前這些製造能力集中在台灣等地。新一代的邏輯半導體需要改變元素的結構等,是一個技術轉型期,因此也是先行企業改變勢力格局的一個機會,需要確保大規模生産技術。
日本和美國已同意在新一代半導體領域的研究和開發方面進行合作。日本2022財政年度的第二個補充預算案中已經提出大約3500億日元用於發展日美合作的研究中心。該中心預計將於今年年底成立,並將與日本國內和國際企業及研究機構合作。候選者包括美國的IBM和比利時的研究機構imec。
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新企業Rapidus負責將其研究成果與大規模生産聯繫起來。 努力建立生産新一代半導體所需的技術,確保製造能力。日本新能源和工業技術開發機構(NEDO)已把該項目作為先進半導體製造委託項目,獲得了700億日元的支援。
邏輯半導體決定了智慧手機和數據中心等的處理性能。具有高計算性能的半導體和相關技術對於先進的通信網路和完全自動駕駛也很重要。通過投資參與先進領域的開發和製造技術,對運營企業來説是有利的,這對其未來的競爭力也是有利的。
邏輯半導體的電路寬度越小,性能就越高,先進的産品已經微型化到幾奈米的程度(奈米是1/10億米)。台積電和三星電子已經確立了3奈米産品的大規模生産技術,並計劃最早在2025年大規模生産2奈米産品。
日本正在運作的最新邏輯半導體生産線是40奈米的産品,在2010年代的開發競爭中,日本沒能追隨海外企業巨大投資的步伐。日本急於確保一個製造基地,此前吸引台積電到熊本縣建立的工廠計劃生産12~28奈米産品。
新一代半導體開發難,投資巨大
半導體每個領域都在進行新一代産品的開發競爭。運算(邏輯)半導體一直在推進電路微細化,增加負責計算的電晶體(元件)個數,以提高能力。,美國蘋果公司的手機iPhone上配備的最尖端晶片裝有160億個電晶體,支撐智慧手機等性能的快速提高。
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美國英特爾創始人提出的「電晶體整合度約2年倍增」的規律已保持了近半個世紀。隨著半導體電路最小尺寸減小到幾奈米,新一代技術開發的難度提高,需要巨大的投資。英特爾也曾在代際切換上停滯不前,如今正試圖捲土重來。
現在,台積電(TSMC)和三星電子確立了尖端産品的量産技術,領先1代的邏輯半導體也計劃2025年進入量産。這種最尖端的新一代半導體需要超級電腦及高度的AI(人工智慧)等巨大運算能力。
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