2025年12月17日,全球半導體制造設備與材料領域的頂級盛會SEMICON Japan 2025在東京國際展覽中心拉開帷幕。在人工智能浪潮的強力驅動下,本屆展會創下了35個國家和地區、1216家參展商的歷史最大規模。從NVIDIA的AI製造生態,到TSMC對日本供應鏈的嚴厲警示,再到日本本土新貴Rapidus在先進封裝領域的激進跨越,一場關於2nm先進工藝、玻璃基板與AI全流程製造的角力正在上演。
1. Rapidus的雙線突圍:600mm玻璃基板與兩週試產奇蹟
作為日本試圖重返半導體先進製程賽道的國家級項目,Rapidus在本屆展會上展示了其在「後工程」(封裝測試)領域的最新突破,意在打通從晶圓製造到先進封裝的一體化產線。
600mm玻璃基板的首秀Rapidus展位最受矚目的焦點是一塊基於600mm見方玻璃基板試製的有機中介層(Interposer)。這是該公司首次公開其在後工程領域的技術成果。相比傳統的有機基板或硅中介層,大尺寸玻璃基板在平整度和耐熱性上具有天然優勢,是未來高性能AI芯片封裝的關鍵技術路徑。Rapidus計劃將其位於北海道千歲市的工廠建設為集前道晶圓製造與後道先進封裝於一體的製造基地,旨在通過這一大型封裝技術大幅提升AI半導體的生產效率。
Rapidus展示了使用大型玻璃基板作為支撐材料試製的有機中介層
設計生態與2nm量產進度為了解決先進製程「設計難」的問題,Rapidus宣佈將於2026年4月起順次提供名為Rapidus AI-Agentic Design Solution (Raads)的AI輔助半導體設計工具羣。這一舉措意在通過製造技術與設計支援的雙輪驅動,確保其2027年實現2nm世代半導體量產的目標。
在量產進度方面,Rapidus更是拋出了一項驚人的數據:在千歲工廠,其2nm世代晶體管的試作週期僅需約兩週時間,且電氣特性表現「非常良好」。這一速度被合作伙伴IBM的高管評價為「令其他公司難以追隨」的競爭優勢。
2. Micron的廣島堡壘:EUV導入與HBM4量產時間表
美國存儲巨頭美光展示了其日本廣島工廠作為集團DRAM與HBM核心研發製造基地的戰略地位。
EUV工藝全面鋪開Micron透露,廣島工廠已於2025年5月正式導入EUV光刻設備,並利用該設備開始了1y世代(1-gamma,即10nm工藝節點的第6代產品)DRAM的生產。公司計劃在2026年正式開啓該製程的大規模量產。Micron日本DRAM開發部門高級副總裁白竹茂表示,相較於以往的技術節點,1y世代的產能爬坡速度達到了前所未有的水平。
美光展出了計劃於2026年在廣島工廠開始量產的最先進DRAM等產品
HBM4蓄勢待發在AI算力至關重要的顯存領域,Micron明確了下一代最先進產品HBM4將於2026年開始量產。與此同時,公司已經啓動了比1y世代更為先進的下一代DRAM研發工作,顯示出其在存儲密度競賽中的激進姿態。
3. NVIDIA與TSMC:AI重塑製造流程與供應鏈警示
NVIDIA:以AI反哺製造NVIDIA產業與計算工程總經理Tim Costa在主題演講中詳細闡述了AI如何反向賦能半導體制造。NVIDIA正在利用其GPU算力和CUDA-X軟件庫,優化從芯片設計、光刻、薄膜沉積到數字孿生工廠建設的全流程。
在與SK Hynix的合作案例中,通過引入NVIDIA的AI模型Apollo,雙方成功將TCAD(計算機輔助技術設計)的仿真處理速度提升了360倍。這使得蝕刻、成膜及應力模擬等關鍵工藝環節的效率實現了爆發式增長。目前,該生態圈已覆蓋TSMC、三星電子、Rapidus、Applied Materials、Lam Research及Cadence等全產業鏈巨頭。
TSMC:給日本材料商的一記警鐘TSMC日本3DIC研發中心負責人江本裕在演講中直言不諱地指出了日本半導體材料企業面臨的困境:「為何擁有技術卻賺不到錢?」
江本裕展示的數據顯示,隨着後道工藝技術的演進,BOM的部件數量激增,組合方式比上一代增加了3.6倍,導致製造條件確定和良率提升的難度呈指數級上升。他尖銳地指出,日本企業往往因缺乏與客戶的深度對話,無法準確把握技術路線圖,從而錯失最佳投資時機。
與之形成鮮明對比的是TSMC的「唯快不破」:目前其先進製程從流片(Tape-out)到量產的週期已縮短至數年前的一半以下,最新一代製程僅需約9個月即可實現量產啓動。江本裕呼籲日本材料商更積極地利用TSMC的研發平台,跟上這一殘酷的迭代速度。
4. IBM的技術路線圖:從GAA到CFET的跨越
IBM半導體部門負責人Mukesh Khare公佈了直至2040年的邏輯半導體技術路線圖,清晰界定了晶體管架構的演進節點:
GAA架構的延續:目前Rapidus與IBM合作的2nm世代採用GAA(全環繞柵極)結構。IBM認為該結構具有極強的生命力,將延續至1.4nm和1nm世代。
CFET架構的引入:預計在2030年代前半期,隨着工藝推進至7A世代(相當於0.7nm),技術路徑將轉向CFET(互補場效應晶體管),通過垂直堆疊進一步提升集成度。
終極目標:依託CFET技術,IBM計劃在2040年達成1A世代(相當於0.1nm)的技術指標。
此外,IBM還在紐約州奧爾巴尼據點引入了High-NA EUV光刻機,並啓動了量子計算機芯片的試作,旨在構建半導體與量子技術融合的新型計算基底。
「橙芯」視點
本屆SEMICON Japan傳遞出的信號異常清晰:半導體產業的競爭維度正在發生質的改變。
第一,速度即是生存。TSMC將先進製程量產週期壓縮至9個月,Rapidus宣稱2nm試作僅需兩週,這表明摩爾定律的延續不再僅僅依賴物理層面的微縮,更依賴於AI輔助下的研發效率革命。對於中國半導體產業而言,單純的設備追趕已不足夠,必須建立基於AI的快速驗證迭代體系。
第二,日本供應鏈的「技術-商業」斷層。TSMC高管對日本材料商「不懂客戶路線圖」的批評,實際上揭示了擁有上游核心材料優勢的日本企業在垂直整合時代的焦慮。技術參數的極致並不等同於商業成功,這對同樣在致力攻克上游材料的中國企業是極佳的警示——研發必須深度嵌入晶圓廠的長期路線圖,而非閉門造車。
第三,玻璃基板的戰略卡位。Rapidus展示的600mm玻璃基板不僅是封裝技術的升級,更是對未來AI芯片物理形態的重新定義。隨着晶體管密度逼近物理極限,以玻璃基板為核心的先進封裝將成為與光刻機同等重要的算力決定因素。
互動探討
TSMC指出日本材料商因「缺乏與客戶深度對話」而利潤微薄,您認為在半導體國產化進程中,我們的上游材料企業是否也存在類似的「技術自嗨」現象?該如何構建更緊密的上下游協同機制?歡迎在評論區分享您的觀點。