天博光刻新技术问世佳能叫板阿斯麦

　　天博据日本《朝日新闻》10月19日报道，日本佳能公司历时10年开发出的新技术产品——可用于半导体制造的一种光刻设备——已经正式开售。日本制造企业曾经垄断光刻机市场，但后来被荷兰的阿斯麦(ASML)碾压。上述新设备能否动摇阿斯麦的霸主地位将备受关注。

　　佳能公司18日在横滨市举行了技术展示会，展示了新的“纳米压印”光刻设备。这是一种在半导体晶圆上绘制精密电路的设备。

　　这一新技术运用了佳能公司擅长的喷墨打印机和照相机技术，就像打印机滴墨一样，将极少的树脂滴到半导体晶圆上。类似盖印章的原理，将刻有凹凸电路图案的掩模压印到晶圆上制成电路。据悉在这一过程中，晶圆和掩模的位置相差不到几纳米。

　　现在占主流的光刻设备采用的是通过强光照射将电路蚀刻在晶圆上的方式。为了使强光变细，需要用到很多透镜和反射镜，还必须经过多次反复照射。这种方式不仅制造成本高，而且耗电量大，对环境的负荷也是一个课题。

　　“纳米压印”设备由于不使用强光，耗电量仅为光刻设备的十分之一，电路可一次就能压印制成，因此制造成本也很低。这种设备本身也比其他公司高达几百亿日元的设备更便宜。

　　半导体的电路线宽越细，性能越高。用于高性能智能手机和人工智能的尖端产品线纳米。“纳米压印”方式可以做到线纳米的产品，甚至挑战最先进的2纳米产品。

　　光刻设备市场在20至30年前几乎被佳能和尼康两家公司垄断。但是，其后它们在技术开发上落后于阿斯麦，现在该公司拥有90%以上的市场占有率。

　　“纳米压印”是佳能公司为了对抗阿斯麦，从10年前开始就进行技术开发的设备。佳能公司董事长兼社长御手洗富士夫表示，要“成为游戏规则改变者”，意欲扭转局面。

　　在三十年前同美国的产业竞争中被打压而一落千丈的日本半导体产业，会趁美国当下遏制中国半导体产业而卷土重来吗？在上世纪80年代，日本制造的半导体一度占据全球市场份额的50%左右，如今的份额却不足10%。美国全力拉拢盟友打压中国半导体产业，日本将此视做重回半导体山巅的良机，不但专注多个环节的技术突破，还对本土新锐半导体企业Rapidus“慷慨解囊”。日本实现这一产业雄心的可能性有多大？

　　据《日本经济新闻》报道，日本佳能公司日前开始销售半导体生产设备FPA-1200NZ2C。该设备采用了一种名为“纳米压印”的新技术，可以更加低成本、节能地制造智能手机、数据中心等所需的尖端半导体产品。与以往的工艺不同，“纳米压印”采用的是类似盖章一样绘制电路方式，由于生产工艺相对较为简单，或能降低半导体设备所需的投资。

　　报道称，佳能公司推出的新装置可以制造5纳米工艺级别的尖端半导体产品。目前，要量产尖端制程的半导体产品，必须使用被荷兰ASML（阿斯麦）垄断的采用“极紫外光刻（EUV）”技术的装置，但这种装置存在价格昂贵、耗电量大等问题。为了向市场投放新装置，佳能早在2014年就开始进行持续研发。同时，佳能还与铠侠、大日本印刷等国内企业合作。

　　日媒在报道中写道，上世纪90年代，日本卷入与美国的半导体贸易争端。现在，是中国在同美国竞争，美国“有很强的意志拒绝让渡在尖端半导体技术方面的优势地位。”在美欧多国政府都支持对半导体生产工厂进行大规模投资的背景下，日本政府向台积电提供了4700亿日元（约合230亿元人民币）的补贴，以支援台积电与日本企业合作在熊本县建设工厂。

　　有消息称，岸田文雄内阁将在2023年10月底前出台最新的经济政策，其中经济产业省申请的对半导体产业补贴3.4万亿日元（约合1700亿元人民币）的预算很可能会获得批准。

　　在美国决定单方面对中国半导体产业发展实施限制后，日本政府看到了一个巨大的恢复半导体产业的机会。时下，日本正在加速对半导体产业的支援。一方面，日本通过财税补贴等方式，积极邀请海外半导体企业投资建厂。另一方面则是积极支持本国半导体企业发展，其中最为突出的就是由日本政府主导，由多家日本企业共同出资成立的Rapidus，该公司计划在2027年实现2纳米制程最尖端半导体的量产。

　　对于Rapidus，日本政府“慷慨解囊”，目前已向其提供3300亿日元的补贴。据《朝日新闻》近日报道，日本在3300亿日元之外天博，还给Rapidus投入1.7万亿日元，达到2万亿以上的补贴。甚至有分析认为，日本政府最后可能会拿出5万亿日元。

　　Rapidus总裁小池淳义曾表示，在成立公司之前，曾经接到美国IBM公司高层的电话。他表示，对方希望自己能出来成立一家公司，为IBM生产芯片。

　　除IBM有需求外，美国谷歌、亚马逊、苹果和微软等平台企业对芯片也有很大的需求。由于日本半导体企业一直因为国内市场不足以支撑起具有竞争能力的芯片工厂而缺少投资。来自美国的“需求保障”被认为是为日本半导体产业卷土重来的关键助推动力。

　　为了让半导体产业卷土重来，Rapidus除了构建需求对接，还在加强人才笼络。Rapidus同比利时研究机构IMEC建立合作研究机制，期望解决日本国内在尖端半导体芯片上研究能力不足的问题。在光刻机方面，公司很早就和荷兰的阿斯麦建立合作关系。

　　据日媒报道，阿斯麦计划2024年下半年在北海道设立技术支持基地，为计划实现最先进半导体量产的Rapidus公司提供建厂和维护检修方面的帮助，到2028年前后将日本员工人数提升40%。

　　但在连续抛出半导体产业刺激和支持政策之际，日本重振半导体雄风的计划却并不看好。对于“在半导体生产技术上再次引领世界”的愿景，在日本国内业内人士认为，这一愿景面临重大挑战，日本应放弃“对过往辉煌不切实际的怀念”。

　　进入到2000年以后，日本经产省一直在通过鼓励企业之间的兼并，尽力维持半导体企业。对于经营不善，技术落后的半导体企业，经产省给钱、给政策，让这些企业通过合并的方式，尽可能生存下来。

　　但另一方面，在这个时期，日本产业界已经缺少了在日本国内的投资意愿。大量日本企业去国外投资，通过使用国外廉价的劳动力，在距离市场最近的地方建设工厂。日本企业希望将日本本身变成研发的中心，保持技术上的先进。当大量工厂搬到国外后，日本的家电、IT数码产品等，不再像2000年以前那样对半导体产品有着巨大的需求。

　　对半导体产品的需求下降，令日本产业界有些“无欲无求”。尽管日本还在部分原材料方面保有先进性，但这只是个别材料研发早、生产技术领先的结果，日本已经失去在半导体产业方面革新的动力与欲望。

　　很快，日本企业基于先发优势而领先的半导体产品的能力开始在竞争中落后。因为在市场竞争中，往往是半导体设计企业最先捕捉需求，进行最新的设计，生产则交给了只按图纸进行生产的代工企业。出现了厂家需求、无厂企业设计、代工企业生产的水平分工模式。尤其代工企业能通过大量生产来降低成本，这比日本企业将设计、生产、装备投资全部由垂直生产中的企业一家负责模式竞争力强了很多。日本半导体企业愈发赶不上时代的发展，2006年以后，日本企业在半导体产品的市场占比不断下滑。

　　长期从事半导体研发与制造的日本NEC前工程师菊地正典在其今年出版的新书《半导体产业的一切》中分析了当前日本半导体产业发展不足的根源：与西方同行相比，“食草型”的日本人取得一定的成功后，往往满足于现状，而不是寻求进一步发展。如今，半导体产业的重心已逐渐从“如何制造产品”转变为“制造什么产品”，甚至是“为什么需求而制造产品”。但日本的半导体企业缺乏新的视角和发展愿景天博。

　　有分析认为，日本半导体衰落的原因，不是半导体政策出了问题，是日本产业衰败、半导体在国内外失去市场、半导体产业本身技术及生产落后的综合结果，Rapidus并不能解决日本半导体衰落的问题。

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