重大突破：台积电霸主地位难保？背后的“隐形冠军” 直击2nm

2nm GAA测试成功

日本半导体企业Rapidus 在 2025 年7月18日宣布，其位于北海道千岁市的创新集成制造工厂（IIM-1）已启动 2 纳米“全环绕栅极”（Gate-All-Around）GAA晶体管结构的原型试制，并完成首批晶圆的电性参数测试。

这一重大进展，标志着日本在先进制程领域迈出关键一步，距离其2027 年量产2 纳米芯片的目标更近了一步，量产2nm后将再次激发日本在半导体生态的“隐形冠军”地位！

日本半导体领域“隐形冠军”

“材料巨头：信越化学（全球硅晶圆市占率30%）、JSR（光刻胶市占率37%）已布局千岁工厂周边，承接高纯度材料需求。

设备供应商：东京电子（TEL）的蚀刻设备、佳能的光学技术有望进入Rapidus供应链，打破ASML垄断。

下游应用：丰田（自动驾驶芯片）、索尼（图像传感器）等股东企业或优先采用2nm工艺，推动汽车电子、AIoT创新”

2022年新企业40nm 到2nm的野心

2025年4月1日，日本半导体新星Rapidus正式启动了其位于北海道千岁市IIM-1工厂的2nm制程试生产线。这一消息迅速点燃了科技圈的热情。作为一家成立于2022年的新兴企业，Rapidus肩负着日本重振半导体产业的雄心，计划在2027年实现2nm芯片的量产。

从40nm直接跳跃到2nm，这一跨越式尝试不仅彰显了日本的技术野心，也为全球半导体供应链的多元化带来了新的可能性

Rapidus是日本政府重建本土先进芯片制造能力战略的核心部分。该公司成立于2022年，得到了丰田汽车、日本电信电话公司（NTT）、索尼等大型企业的支持，是日本几十年来首次尝试在本土大规模量产尖端逻辑芯片。

Rapidus首席执行官小池淳义（Atsuyoshi Koike）在工厂所在地北海道千岁市举行的记者会上表示：“这是一个具有里程碑意义的时刻。”

粗略而言，纳米数值越小，代表芯片越先进·。包括台积电（TSMC）和三星在内的公司，正竞相推动制程工艺的不断微缩。

美日半导体同盟

Rapidus 的 2 纳米工艺采用了IBM开发的多阈值电压 GAA 技术，通过栅极材料完全包裹晶体管通道，有效提升了电场控制能力，使芯片性能较7 纳米工艺提升 45%、能耗降低 75%。为解决 2 纳米节点下 N/P 型半导体通道间距过窄的问题，双方还引入了选择性减少层（SLR）技术，实现了复杂计算下的低电压运行。

此外，Rapidus 采用单晶圆前端处理技术，通过实时数据反馈训练 AI 模型优化生产参数，预计可将良率提升至 80%-90%，并降低数百万美元成本。

美国IBM提供技术授权，旨在构建“美日半导体同盟”，应对台积电主导的亚洲供应链风险，意图在削弱台积电在先进制程的竞争力。

在设备方面，Rapidus已安装200余台尖端设备，包括ASML的 TWINSCAN NXE:3800E EUV 光刻机，成为日本首家具备量产级 EUV 光刻能力的企业。其工厂采用的 “网格传输系统” 可灵活调度晶圆处理路径，避免传统线性产线的故障风险。

未来规划，Rapidus 将于 2026 年第一季度向客户发布 2 纳米工艺开发套件（PDK），客户可立即开始原型设计。量产阶段计划于 2027 年启动，初期目标产能为每月5万片晶圆，重点服务于汽车、AI 数据中心和 5G 通信领域。为应对台积电等竞争对手的规模优势，Rapidus 提出 “差异化服务” 策略：通过设计制造协同优化（DMCO）模式，将从下单到交付的周期缩短至台积电的 1/3，并聚焦定制化专用芯片市场。

目前，Rapidus 已与博通、Preferred Networks 等企业达成合作。博通计划在 2025 年 6 月接收试产芯片，若性能达标可能将谷歌、Meta 等客户的订单转移至 Rapidus；Preferred Networks 则委托其代工生成式 AI 芯片，用于樱花服务器的数据中心。

Rapidus 的2纳米计划总投资预计达5万亿日元（约340亿美元），其中日本政府已提供 1.7225 万亿日元补贴，并计划通过注资1000亿日元成为主要股东。

民间资本方面，丰田、索尼等初始股东已追加投资，本田计划在2025 财年下半年注资数十亿日元，富士通、三井住友银行等也表达了出资意向。不过，截至 2025年3月，民间出资总额仅73亿日元，量产阶段仍需 3 万亿日元资金缺口。

未来挑战依旧很大

Rapidus 跳过 14nm、7nm 等中间节点，直接从 40nm 跃升至 2nm，被业界称为 “鲁莽尝试”。尽管与 IBM 的合作缩短了研发周期，但 2025 年 4 月试产线启动时，良率不足 50%，需在 2025 年底前提升至70%以满足客户交付要求。此外，其量产时间预计落后台积电、三星约两年，需在 1.4 纳米技术研发上保持领先才能维持竞争力，不然Rapidus会在高速的制程迭代中与AI庞大市场失之交臂。