Rapidus的2nm量产目标遇阻:SRAM存储单元尚未做出
日本政府支持的晶圆代工企业Rapidus,已经落后于原定的技术开发进度。公司此前承诺在2028年3月前实现2nm芯片量产,但如今这一目标可能难以兑现。
日本投入超过2万亿日元,想重返先进制程市场。不过从目前情况看,这盘棋走得并不如预期顺当。
彭博社报道称,日本政府扶持的晶圆代工企业Rapidus,技术开发进度已经落在原计划后头。公司曾承诺2028年3月前把2nm芯片推上量产线,眼下这个节点恐怕很难守住。
卡住的地方是SRAM。
有知情人士称,Rapidus到现在还没造出能正常工作的SRAM存储单元。按原定安排,今年夏季之前就得拿下这项关键技术,后续2nm工艺开发和量产才能接得上。这个节点没赶上,说明Rapidus至少已经慢了几个月。
这一关不好绕。2nm先进逻辑芯片离不开SRAM,它也是判断制造工艺是否真成熟的硬指标。
那SRAM到底为什么这么关键?
现在的CPU、GPU和AI加速器里,都塞进了大量SRAM当缓存,用来暂存数据和指令,省下处理器访问外部存储器的时间。一颗先进处理器上可能集成数亿个SRAM存储单元,而且每个都得在极小的尺寸下稳定运行。
麻烦在于,SRAM对制造工艺极其挑剔。一个存储单元往往由多个晶体管搭成,晶体管彼此之间的电气特性和匹配关系必须精确。到了2nm节点,器件尺寸再缩小,哪怕一点微小的制造偏差,都可能拖累存储单元的读写能力和数据保持稳定性。
也就是说,能做出可工作的晶体管,不等于就能造出完整处理器。SRAM能不能正常工作,是先进逻辑工艺绕不开的一道关卡。
这让Rapidus眼下的位置有点难堪。
去年7月,Rapidus宣布成功造出可工作的晶体管,外界把它看作其2nm研发向前迈了一步。可那之后,公司公开的技术进展大多集中在工艺设计套件(PDK)的发布上。如今连SRAM这一环都没突破,要走到完整芯片制造和量产,显然还差不少功课。
况且,Rapidus要处理的麻烦不止SRAM。
知情人士称,公司还在对付洁净室里的粉尘和颗粒物控制问题。先进制程容不得制造环境中的微小颗粒,它们会带来缺陷,进而拉低芯片良率。工艺开发、设备调试、环境控制、良率提升,哪一环出岔子,整体进度都会被拖住。
Rapidus原本安排在2027财年下半年启动量产,也就是2028年3月之前。现在这张时间表承受的压力越来越大。
日本政府显然不愿意看到这个项目轻易翻车。
Rapidus于2022年成立,身后站着日本多家大型企业,还有政府的大笔资金。到目前,日本政府已正式安排超过2万亿日元(约130亿美元)公共资金投入。日本想靠Rapidus重建先进逻辑芯片制造能力,少依赖一些海外的先进制程产能。
可跟台积电、三星和Intel比,Rapidus最明显的短板是缺少成熟的先进制程量产经验。对手已经在推下一代工艺,Rapidus还在补从晶体管到SRAM、从工艺开发到制造整合的基础课。
更引人注意的是,Rapidus内部对量产目标似乎也有不同说法。
公司独立董事Yoshimitsu Kobayashi此前表示,Rapidus的目标是做到至少80%的量产良率,也就是每生产五颗芯片,至少四颗能正常工作。但CEO Atsuyoshi Koike和代表董事Atsuo Shimizu并不完全认可这一标准就是所有管理层共同采用的定义。
这也从侧面说明,Rapidus要走到真正的商业化量产,还有不少现实问题要解决。
在赤泽亮正看来,日本政府打算一直给Rapidus撑腰,直到这家公司能在财务上自己站稳。上个月,这位日本经济产业大臣把话说明白了。对东京而言,Rapidus承载的东西早就不止芯片制造,它被当成日本重新抢回先进制造能力的一处关键落点。
Rapidus方面回应称,仍会全力推进原定量产计划,技术开发细节属于保密信息。
当然,现在就说Rapidus的2nm计划失败还太早。就算赶不上原定时间表,公司以后仍有机会靠拉长研发周期来实现目标。
但这次SRAM的问题摆出了一个现实:先进制程的竞争,远不是建晶圆厂、买设备、引进技术那么简单。真正难的是把晶体管、存储单元、工艺整合和良率全都做出来,并且稳定地生产。
日本若想重新握有先进制程的话语权,Rapidus面前这场硬仗躲不掉。