日本半导体公司Rapidus周五宣布,在北海道千岁市的IIM-1工厂成功开始2nm闸极全包围(GAA)晶体管的试作,并确认其电气特性。Rapidus采用全工程枚叶式处理和IBM技术,目标在2027年实现量产。
Rapidus在2023年9月动工兴建IIM-1工厂,仅用不到2年时间就完成2nm制程试作的重大突破。Rapidus在2024年12月完成无尘室环境构建,并安装来自全球的最先进半导体制造设备。2nm制程的微影工程导入EUV(极紫外线)曝光设备,从2024年12月设备搬入到2025年4月1日成功完成图案曝光和显影,仅用3个月时间创下业界记录。
IIM-1工厂的最大特色是在所有制造工程采用枚叶式处理,并构建名为RUMS(Rapid and Unified Manufacturing Service)的全新半导体代工服务。截至2025年6月,超过200台世界最先进的枚叶式半导体制造设备通过全新运送系统连接,支持2nm GAA晶体管的试作和电气特性确认。
与传统大厂在关键工程使用枚叶式、其他工程使用批处理的混合模式不同,Rapidus大胆采用全工程枚叶式处理策略。这包括氧化、离子注入、图案化、蚀刻、清洗、退火等所有前段制程步骤。该策略允许对每片芯片进行个别处理和检查,实现早期异常检测和即时制程条件调整,有助提升良率和实现多品种少量生产。
Rapidus的2nm技术基于与IBM的策略伙伴关系。IBM早在2021年就展示2nm GAA技术,该结构让闸极完全包围信道,相较传统FinFET结构能更有效抑制电流泄露,实现更高性能和更低功耗。据估计,此技术相较7nm芯片可提供45%性能提升或75%功耗降低。约10名IBM工程师派驻Rapidus支持24小时技术转移。
日本政府对Rapidus提供前所未有的支持,已承诺约1.72兆日元资金。政府考虑取得特殊股份“黄金股”,对重要事项拥有否决权,确保技术不会外流并符合国家战略,也因此被认为是“日本国家队”,当地舆论对此寄予厚望。
Rapidus总裁小池淳义表示,公司将在2025年度内向先期客户发布对应2nm制程的PDK(制程开发组件),让客户开始原型设计评估。他预期“年底前客户渠道将更加明确”,但具体大型客户名单尚未公布。Rapidus锁定AI、高性能计算、汽车等需要多品种少量生产的范畴。
分析估计Rapidus目前月产能约7,000片12英寸芯片,预计2027年量产时将提升至25,000至30,000片。Rapidus采用与IBM合作开发的技术,避免从零开始研发,专注于实现可靠量产。IBM也将Rapidus视为次世代sub-1nm芯片的潜在量产伙伴。
来源:Rapidus