例如,GAAFET架構(gòu)和以往架構(gòu)相比,晶體管結(jié)構(gòu)更加復雜,對晶體管的襯底材料提出了更高要求。IBM的GAAFET架構(gòu)探索使用硅上金剛石等新型襯底材料。參與IBM芯片研發(fā)的研究員薩加里卡·穆克什稱,這些新材料“不太可能在大批量制造中采用”。日本雖然在芯片相關材料制備上具有一定程度的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢,但IBM自出售芯片制造部門后,所研究出的芯片技術(shù)已多年不指導業(yè)內(nèi)主流芯片研發(fā),所需的新型材料和業(yè)界主流研發(fā)方向有一定距離,日本能否解決相關技術(shù)量產(chǎn)瓶頸存在不確定性。
目前看,不但業(yè)內(nèi)對IBM技術(shù)路線能否轉(zhuǎn)化成量產(chǎn)工藝心存疑慮,Rapidus對IBM技術(shù)的量產(chǎn)效率也不托底。Rapidus董事長東哲郎闡述Rapidus發(fā)展方向時,明確指出Rapidus不能像臺積電、三星一樣大規(guī)模量產(chǎn)芯片,需要探索小批量生產(chǎn)芯片的運營模式。同時,Rapidus也在尋找IBM技術(shù)失敗時的替代品,如和東京大學、IMEC等規(guī)劃另一條先進芯片工藝研發(fā)路徑。
IBM的2nm芯片技術(shù)依賴上代芯片制造工藝,日本長期技術(shù)欠賬可能拖累研發(fā)進度。
日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省官員西川和美認為,Rapidus在GAAFET等新一代芯片架構(gòu)發(fā)展初期參與研發(fā)存在跨越式發(fā)展機遇和“換道超車”可能,但是,目前三星等企業(yè)運用GAAFET架構(gòu)的經(jīng)驗表明,GAAFET架構(gòu)下90%的制造工藝仍沿用前代FinFET架構(gòu)的制造工藝和相關知識產(chǎn)權(quán),而日本本土并不掌握FinFET架構(gòu)制造工藝,IBM也沒有在14nm以下芯片制造中使用FinFET工藝的經(jīng)驗,對日本愛莫能助。東哲郎稱,IBM向日本共享2nm芯片技術(shù)是“信任日本制造能力”,希望日本探索出IBM芯片技術(shù)的制造工藝。但臺灣資訊工業(yè)策進會產(chǎn)業(yè)情報研究所研究人員邱冠倫認為,美國政府沒有能力同時資助英特爾和IBM的先進芯片技術(shù),因此選擇由《芯片和科學法案》優(yōu)先資助把握更大的英特爾芯片技術(shù),把風險更大的IBM芯片技術(shù)交給日本接盤。
IBM的2nm芯片技術(shù)并非主流方向,日本引進該技術(shù)存在產(chǎn)業(yè)配套難度。
業(yè)界雖明確2nm芯片將采用GAAFET架構(gòu)生產(chǎn),但IBM在2nm芯片上對GAAFET架構(gòu)的設計和臺積電、三星、英特爾等主流芯片制造商有較大區(qū)別,在零部件及材料使用上相對獨特,需要設計、研發(fā)較多額外零部件。
三星曾參與IBM的2nm芯片的GAAFET架構(gòu)研發(fā),但考慮到產(chǎn)業(yè)配套,最終未采用IBM的技術(shù)路線,而是結(jié)合既有工藝、設備重新設計了2nm芯片架構(gòu)。韓國半導體官員在《韓國先驅(qū)報》上表示,日本雖然長于制造芯片零部件,但Rapidus不一定能生產(chǎn)出完整的芯片。
Rapidus技術(shù)創(chuàng)新模式未打通
目前看,Rapidus技術(shù)創(chuàng)新基礎和生態(tài)并不穩(wěn)固,技術(shù)創(chuàng)新模式未打通。Rapidus一旦進入尖端芯片領域,艱難獲得的先進芯片技術(shù)和工藝或很快落伍、被淘汰。
第一,市場競爭力有限,難以維系尖端技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展。
Rapidus從IBM求得先進芯片研發(fā)能力,但過往IBM拋售芯片制造業(yè)務,以及三星和IBM在芯片技術(shù)上合作仍難以在FinFET架構(gòu)芯片制造良率等關鍵指標上超過臺積電等,表明IBM的芯片技術(shù)國際競爭力有限。從臺積電、三星、英特爾已公布的2nm和3nm芯片指標看,IBM的2nm芯片性能大致和其他芯片制造商的3nm芯片相當。也就是說,Rapidus引進IBM技術(shù),在市場競爭力上沒有優(yōu)勢。
Rapidus無力和臺積電、三星、英特爾競爭,已聲明無意角逐芯片代工市場。日本缺乏芯片設計能力,又沒有代工優(yōu)勢,Rapidus的未來市場前景堪憂。從日本電氣股份有限公司(NEC)、日立、三菱等合力打造存儲芯片企業(yè)爾必達等多輪日本振興芯片產(chǎn)業(yè)的嘗試看,一旦相關企業(yè)市場競爭失利,即使發(fā)展初期能夠觸碰到當時全球尖端芯片制造水平,最終也不得不放棄先進芯片研發(fā),這也是日本芯片制造至今停滯在40nm水平的主要原因。
Rapidus難以得到國際市場滋養(yǎng),要填補日本2nm技術(shù)空白,屬于無本之木、無源之水,難免重蹈補貼包袱越背越重的覆轍,難以維持芯片技術(shù)發(fā)展創(chuàng)新。
第二,創(chuàng)新路線不穩(wěn)定,迭代創(chuàng)新路徑未形成。
Rapidus在2nm芯片上照搬IBM技術(shù),在1nm甚至亞納米芯片上卻不打算在IBM技術(shù)基礎上發(fā)展,而是尋求同IMEC合作。這種“狗熊掰棒子”式的規(guī)劃不利于技術(shù)、知識產(chǎn)權(quán)、芯片人才等積累,也不利于制造設備和工藝重復利用,不但推升Rapidus芯片技術(shù)升級成本,其前后兩代芯片技術(shù)銜接也會面臨額外困難。