Япония движется в авангарде полупроводниковых технологий — Токио нацелен преодолеть рубеж в 1 нм

События, связанные с компаниями Rapidus и TSMC, свидетельствуют о попытках Японии выйти на передовые позиции в производстве полупроводниковой продукции. Речь идет о всеобъемлющих усилиях, не связанных с финансовыми, социальными и политическими проблемами, которые наблюдаются в Германии, Соединенных Штатах и КНР.

Амбициозная "дорожная карта" Токио по производству передовых микросхем нацелена на преодоление рубежа в 1 нм. Rapidus - это самый лучший для Японии способ вернуться на передовые позиции в производстве микросхем. Изображение представлено онлайн-журналом Asia Times Files / Twitter

По сообщениям японских средств массовой информации, компания Rapidus, передовое японское предприятие по производству передовых полупроводников, совместно с Токийским университетом и французским исследовательским институтом CEA-Leti займется разработкой интегральных схем по 1 нм техпроцессу. Это должно поставить японского производителя на одну ступень с корпорацией Intel по уровню развития технологических процессов.

Сообщается, что тайваньская компания TSMC, занимающая лидирующие позиции в отрасли литейного производства полупроводников, намерена организовать производство по нормам 3 нм в городе Кумамото на юго-западном острове Кюсю (Япония). Все это указывает на то, что Япония "шаг за шагом" накрашивает потенциал производства процессоров для смартфонов и технологий искусственного интеллекта.

К концу текущего десятилетия реализация этих проектов позволит Японии получить одни из самых передовых в мире мощностей по производству полупроводников, заполнить "огромный" пробел в производственном потенциале страны и значительно повысить безопасность цепочки поставок электроники.

10 октября французский исследовательский институт CEA-Leti провел в Токио 17-й ежегодный День инноваций. На мероприятии CEA-Leti был подписан Меморандум о сотрудничестве (MoC) с японским центром полупроводниковых технологий Leading Edge Semiconductor Technology Center (LSTC), в соответствии с которым будет налажено "долгосрочное и устойчивое сотрудничество в самых разных областях полупроводниковой промышленности, включая материалы, устройства, процессы и технологии". Кроме того, планируется "совместно разработать долгосрочные дорожные карты НИОКР".

Индонезия к 2025 году может обеспечить 65% мировых поставок никеля

На конференции присутствовал председатель совета директоров компании Rapidus Тецуро (Терри) Хигаши. Всего было проведено около 30 встреч между представителями CEA-Leti и ряда других японских компаний-производителей электроники.  17 ноября японская газета Nikkei сообщила, что Rapidus и CEA-Leti будут сотрудничать при разработке технологических процессов по нормам от 1,4 до 1 нм. Специалисты Rapidus планируют перейти на 2-нм техпроцесс в 2027 году, на 1,4-нм - к 2030 году, а вскоре после этого приступить к производству по 1-нм техпроцессу.

CEA-Leti - один из трех научно-исследовательских институтов, входящих в состав CEA Tech, технологического подразделения Комиссии по альтернативным источникам энергии и атомной энергии Франции. Leti специализируется на микро- и нанотехнологиях, применяемых в вычислительной технике, обработке информации и датчиках, включая проектирование интегральных микросхем, встроенное программное обеспечение, кремниевые компоненты, оптику и фотонику.

LSTC - организация, созданная под эгидой Министерства экономики, торговли и промышленности Японии, занимающаяся исследованиями и разработками для компании Rapidus. Созданная в декабре 2022 года, в ее состав также входят Токийский университет и ряд других японских вузов, а также национальный научно-исследовательский институт Riken. Исполнительным председателем LSTC является глава Rapidus Хигаси, ранее занимавший пост председателя, президента и генерального директора компании Tokyo Electron.

В том же месяце Rapidus подписала меморандум о сотрудничестве с ИМЕК - международным научно-исследовательским центром наноэлектроники со штаб-квартирой в Бельгии, а также объявила о партнерстве с IBM с целью коммерциализации 2-нм технологического процесса последней к 2027 году. Для реализации этих амбиций компания Rapidus направила инженеров в нанотехнологический комплекс IBM в Олбани (штат Нью-Йорк) и приступила к строительству завода в Читосе, недалеко от Саппоро на самом северном японском острове Хоккайдо.

Япония движется в авангарде полупроводниковых технологий — Токио нацелен преодолеть рубеж в 1нм На снимке президент компании Rapidus Ацуёси Коике (слева) и председатель совета директоров Тэцуро Хигаси проводят пресс-конференцию.  Фотография представлена онлайн-журналом Asia Times Files / Agence France-Presse, AFP / Facebook

В апреле 2023 года компания Rapidus присоединилась к программе IMEC Core Partner Program, в рамках которой она получила современные производственные инструменты и возможность вести совместные разработки с ведущими литейными заводами, производителями интегрированных полупроводниковых устройств, бесфабричными компаниями, занимающимися проектированием ИС, а также поставщиками материалов и оборудования. В программу также вошли TSMC, Sony Semiconductor, Intel, Micron, Samsung Electronics, SK Hynix, Western Digital и Qualcomm.

В июне ИМЕК объявил о заключении соглашения на инсталляцию и обслуживание новой и самой современной системы EUV-литографии ASML с высокой степенью NA на пилотной линии в Левене (Бельгия). Это оборудование необходимо для разработки процессов изготовления интегральных схем по нормам 2 нм и 1 нм.

Основанная в августе прошлого года Rapidus финансируется Kioxia (бывшая Toshiba), ведущим производителем флэш-памяти NAND; Sony, крупнейшим мировым разработчиком датчиков изображения; Toyota и входящим в ее структуру поставщиком полупроводников Denso; NTT, крупнейшим телекоммуникационным оператором Японии; крупнейшим производителем телекоммуникационного оборудования NEC; инвестиционной компанией Softbank; Mitsubishi UFJ, крупнейшим банком Японии; а также японским правительством.

21 ноября агентство Bloomberg со ссылкой на источники в отрасли, попросившие об анонимности, сообщило, что TSMC рассматривает возможность строительства в Японии третьей фабрики по производству микросхем с использованием 3-нм техпроцесса. В сообщении указывается, что TSMC будет наращивать и модернизировать свои производственные мощности в Кумамото до конца десятилетия.

Применение в робототехнике нейронных технологий способно привести к созданию принципиально новых видов летального оружия

Первая фабрика TSMC в Кумамото, совместное предприятие с Sony и Denso, находится в стадии строительства и должна запустить массовое производство в 2024 году по технологиям 28 нм, 22 нм, 16 нм и 12 нм. Второй завод по производству 6-нм микросхем должен быть построен к концу 2026 года, сообщают японские СМИ.

Сроки создания третьей фабрики не называются, но вполне логично, что ее строительство начнется в 2028 или 2029 году. К этому времени 3-нм техпроцесс, который в настоящее время используется на Тайване, будет достаточно освоен. Вместе с Rapidus это позволит Японии получить полный спектр литейных услуг по производству логики вплоть до технологии 2 нм в этом десятилетии и 1 нм в 2030-х годах.

Строительство первой фабрики TSMC в Кумамото идет с опережением графика, в то время как проект строительства фабрики в американском штате Аризона, по некоторым данным, отстает от сроков примерно на год. Кроме того, TSMC сотрудничает с японскими компаниями, специализирующимися на производстве материалов и оборудования, в своем научно-исследовательском центре по 3D-упаковке ИС. Он расположен в наукограде Цукуба к северо-востоку от Токио. В проекте участвуют более 20 японских предприятий.

Что касается чипов оперативной памяти, недавно компания Micron Technology объявила о планах внедрения EUV-литографии для производства нового поколения модулей 1-гамма DRAM на заводе в Хиросиме, которое планируется запустить в 2025 году. Генеральный директор компании Санджай Мехротра (Sanjay Mehrotra) отметил, что "за последнее десятилетие подразделения " Micron в Хиросиме сыграли ключевую роль в разработке и производстве целого спектра передовых технологий в области памяти". В настоящее время Micron выпускает в Хиросиме свою передовую память DRAM 1-beta.

Микрон является единственным производителем DRAM в Японии. Так же как и Rapidus, TSMC и ее партнеры Sony и Denso, Micron Japan получает субсидии от японского правительства. Вместе с компанией Kioxia, которая по мере выхода рынка из тяжелого кризиса готова расширять производство флэш-памяти 3D NAND, Micron обеспечивает Японию высококлассными ИС памяти в крупных масштабах.

Тайваньская компания TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited) стремится к глобальной экспансии. Иллюстрация представлена Agence France-Presse / Asia Times Files /  Twitter Screengrab / Digitimes

Появление "дорожной карты" по комплексному развитию японской полупроводниковой промышленности выгодно контрастирует с ситуацией в Германии, где Федеральный конституционный суд вынес постановление о запрете бюджетного субсидирования проектов строительства фабрик Intel и TSMC. Что будет дальше с этими проектами, остается загадкой. Для Японии, напротив, прогноз более оптимистичен, и она, скорее всего, продолжит свое движение вперед.