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本文由半导体产业纵横（ID：ICVIEWS）综合
最尖端逻辑制程从“三足鼎立”走向“四厂争霸” ， 再进一步 。
日本半导体制造商Rapidus宣布启动2nm GAA晶体管的试制 ， 并展示了其首块2nm GAA晶圆 。 这也是最尖端逻辑制程从“三足鼎立”走向“四厂争霸”道路上的关键里程碑 。
去年12月 ，Rapidus在SEMICON Japen 2024上 ， 展示了其与IBM合作在美国纽约州奥尔巴尼纳米技术综合体制造的 2nm GAA晶体管原型晶圆 。 今年2月 ， Rapidus社长小池淳义透露 ， 公司计划在2025年4月1日启动2nm GAA制程试产 ， 并于2025年6月向博通交付2nm芯片样品 ， 2027年在IIM-1开始量产2nm产品 。
IIM-1是Rapidus位于北海道千岁市的2nm芯片工厂 ， 2023年9月破土动工 。 2024年12月 ， Rapidus接收首台ASML EUV光刻机（重达71 吨） ， 并完成四阶段安装 ， 成为日本首家拥有量产用EUV设备的公司 。 同月 ， Rapidus会长东哲郎在SEMICON Japan 2024展会上宣布 ， EUV 光刻设备于当月开始交付 ， 200余台设备计划在2025年3月底前全部到位 。 2025年3月底 ， IIM-1晶圆厂完成全部设备安装 ， 包括ASML EUV和DUV光刻系统 ， 具备试生产条件 。
值得一提的是 ， Rapidus选择直接从40nm跳跃至2nm ， 这种跨越在半导体史上绝无仅有 。 技术来源依托三大支柱：与IBM合作获得2nm技术基?。 涣媳壤盜MEC获取EUV光刻技术佳能、铠侠开发的纳米压印技术作为“秘密武器” 。
当制程升级至2nm时 ， 晶体管结构从多年来一直使用的FinFET（鳍式场效应晶体管）转变为GAAFET（全环绕栅极场效应晶体管） 。 这给制程迭代带来了新的挑战：如何实现多阈值电压以使芯片在较低电压下执行复杂计算 。
由于2nm名义制程下N型和P型半导体通道之间的距离相当狭窄 ， 需要精确的光刻才能实现多阈值电压 ， 并且不会对半导体性能产生巨大影响 。 然而 ， IBM和Rapidus引入了两种不同的选择性减少层（SLR）芯片构建工艺 ， 成功地达到了目标效果 。
IBM研究院高级技术人员Bao Ruqiang表示：“与上一代FinFET相比 ， Nanosheet纳米片的结构非常不同 ， 而且可能更复杂 。 我们提出的新生产工艺比以前使用的方法更简单 ， 我们认为这将使我们的合作伙伴Rapidus更容易、更可靠地大规模使用2nm片技术来制造芯片 。 ”
在市场定位上 ， 东哲郎明确表示不会与台积电正面竞争大规模标准品 ， 而是聚焦专用芯片市场 ， 瞄准机器人、自动驾驶和远程医疗等新兴领域 。 2025年6月 ， Rapidus宣布将基于西门子Calibre平台开发专用设计套件 ， 实现制造与设计的协同优化（MFD） 。 Rapidus 社长小池淳义指出 ， 通过与西门子的合作 ， Rapidus 将推进制造和设计的协同优化 ， 实现设计制造协同优化（DMCO）概念 ， 大幅缩短2nm工艺的流片时间 ， 为客户提供更高效的服务 。
在客户拓展方面 ， 除博通外 ， NVIDIA CEO黄仁勋在2024年11月暗示可能考虑Rapidus代工AI芯片 。 例外 ， 日本AI企业Preferred Networks和Sakura Internet也将成为其客户 。
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