日美向2奈米半導體邁出一步
2023/06/13
半導體的電晶體(元件)是長的,一直採用平面型結構。從過去約10年的尖端産品來看,自從美國英特爾在22奈米半導體上採用「FinFET結構」以來,就一直採用這種結構。台積電(TSMC)2022年底開始量産的3奈米半導體也採用FinFET結構。但是,如果低於2奈米,就不得不改變元件結構。原因是現有結構難以進一步提高性能。
半導體借助通電時打開、不通電時關斷等方式來進行計算。由被稱為柵極(gate)的調節閥來控制是否通電。FinFET結構是在電流通道的四個側面中,柵極堵住三個方向。
![]() |
隨著半導體的微細化,柵極也會變得細小,控制能力減弱。如果比2奈米半導體更小,沒有以柵極堵住的地方的電流洩漏將增加。這樣會浪費電力,難以提高節能性能。而「全環繞柵極」則是將四個方向都用柵極圍起來,以防止洩漏。
IBM留下的研發部門
IBM在2015年因虧損而出售了半導體製造部門。為什麼現在卻成了Rapidus的領路人呢?其背景在於,IBM為了強化伺服器等的競爭力,留下了研發部門。
實際上,IBM在2010年代後半期的5年裏投入30億美元,持續開發最尖端半導體。這成為目前的盈利來源雲業務等的基礎,IBM像重視量子電腦和AI等那樣,同等地重視半導體。IBM研究部門的副總裁穆克什·哈雷(Mukesh Khare)表示,「最尖端半導體對IBM的基礎設施業務來説是不可或缺的」。
接手其製造部門的格羅方德(GlobalFoundries)于2023年4月起訴IBM,稱其在出售後繼續不當使用智慧財産權和商業秘密。不過,熟悉美國智慧財産權訴訟的日本律師一色太郎表示,「作出判決至少需要2~3年」,在此基礎上表示「技術日趨錯綜複雜,證明格羅方德説法的難度很大」。
企業正在等待2奈米半導體問世。日本Preferred Networks正在開發自主半導體,以實現高性能的人工智慧。該公司首席執行官(CEO)西川徹針對Rapidus表示期待稱,「似乎能夠靈活地訂製(半導體),非常感興趣」。
要想實現實用化,Rapidus需要克服很大障礙。舉例而言,如果Rapidus不能為使用半導體的企業充實支援電路設計的功能,就無法順利獲得訂單。此外,確保人才的競爭也日趨激烈。剛剛開始的與IBM的合作只是漫長道路上的一步。
在微細化競爭中被甩開的日本企業
半導體的整合度每2年翻一番。使這一「摩爾定律」成立的是微細化技術。不過,過去20年需要原子級的製造技術,實現這一目標的投資已膨脹至以萬億日元為單位的水準。目前,運作最先進生産線的企業實際上只有兩家。Rapidus面臨一場殘酷的比賽。
版權聲明:日本經濟新聞社版權所有,未經授權不得轉載或部分複製,違者必究。
報道評論
金融市場
| 日經225指數 | 54293.36 | -427.30 | 02/04 | close |
| 日經亞洲300i | 2682.49 | 9.11 | 02/04 | 17:04 |
| 美元/日元 | 156.43 | 1.03 | 02/04 | 17:00 |
| 美元/人民元 | 6.9356 | -0.0016 | 02/04 | 08:00 |
| 道瓊斯指數 | 49240.99 | -166.67 | 02/03 | close |
| 富時100 | 10314.590 | -26.970 | 02/03 | close |
| 上海綜合 | 4102.2020 | 34.4641 | 02/04 | 15:00 |
| 恒生指數 | 26856.57 | 21.80 | 02/04 | 15:48 |
| 紐約黃金 | 4903.7 | 281.2 | 02/03 | close |