光刻新技術問世，佳能叫板阿斯麥
參考消息網10月20日報道 據日本《朝日新聞》10月19日報道，日本佳能公司歷時10年開發出的新技術產品——可用於半導體制造的一種光刻設備——已經正式開售。日本製造企業曾經壟斷光刻機市場，但後來被荷蘭的阿斯麥(ASML)碾壓。上述新設備能否動搖阿斯麥的霸主地位將備受關注。
佳能公司18日在橫濱市舉行了技術展示會，展示了新的“納米壓印”光刻設備。這是一種在半導體晶圓上繪製精密電路的設備。
2月25日，橫濱舉辦的一場展覽上懸掛的佳能公司標誌 資料圖 圖自法新社
這一新技術運用了佳能公司擅長的噴墨打印機和照相機技術，就像打印機滴墨一樣，將極少的樹脂滴到半導體晶圓上。類似蓋印章的原理，將刻有凹凸電路圖案的掩模壓印到晶圓上製成電路。據悉在這一過程中，晶圓和掩模的位置相差不到幾納米。
現在佔主流的光刻設備採用的是通過強光照射將電路蝕刻在晶圓上的方式。爲了使強光變細，需要用到很多透鏡和反射鏡，還必須經過多次反覆照射。這種方式不僅製造成本高，而且耗電量大，對環境的負荷也是一個課題。
“納米壓印”設備由於不使用強光，耗電量僅爲光刻設備的十分之一，電路可一次就能壓印製成，因此製造成本也很低。這種設備本身也比其他公司高達幾百億日元的設備更便宜。
半導體的電路線寬越細，性能越高。用於高性能智能手機和人工智能的尖端產品線寬已細至2納米。“納米壓印”方式可以做到線寬5納米的產品，甚至挑戰最先進的2納米產品。
光刻設備市場在20至30年前幾乎被佳能和尼康兩家公司壟斷。但是，其後它們在技術開發上落後於阿斯麥，現在該公司擁有90%以上的市場佔有率。
“納米壓印”是佳能公司爲了對抗阿斯麥，從10年前開始就進行技術開發的設備。佳能公司董事長兼社長御手洗富士夫表示，要“成爲遊戲規則改變者”，意欲扭轉局面。
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借勢美國遏華，日本半導體想捲土重來
在三十年前同美國的產業競爭中被打壓而一落千丈的日本半導體產業，會趁美國當下遏制中國半導體產業而捲土重來嗎？在上世紀80年代，日本製造的半導體一度佔據全球市場份額的50%左右，如今的份額卻不足10%。美國全力拉攏盟友打壓中國半導體產業，日本將此視做重回半導體山巔的良機，不但專注多個環節的技術突破，還對本土新銳半導體企業Rapidus“慷慨解囊”。日本實現這一產業雄心的可能性有多大？
突破技術加大投資
據《日本經濟新聞》報道，日本佳能公司日前開始銷售半導體生產設備FPA-1200NZ2C。該設備採用了一種名爲“納米壓印”的新技術，可以更加低成本、節能地製造智能手機、數據中心等所需的尖端半導體產品。與以往的工藝不同，“納米壓印”採用的是類似蓋章一樣繪製電路方式，由於生產工藝相對較爲簡單，或能降低半導體設備所需的投資。
佳能的芯片製造設備 圖自佳能官網
報道稱，佳能公司推出的新裝置可以製造5納米工藝級別的尖端半導體產品。目前，要量產尖端製程的半導體產品，必須使用被荷蘭ASML（阿斯麥）壟斷的採用“極紫外光刻（EUV）”技術的裝置，但這種裝置存在價格昂貴、耗電量大等問題。爲了向市場投放新裝置，佳能早在2014年就開始進行持續研發。同時，佳能還與鎧俠、大日本印刷等國內企業合作。
日媒在報道中寫道，上世紀90年代，日本捲入與美國的半導體貿易爭端。現在，是中國在同美國競爭，美國“有很強的意志拒絕讓渡在尖端半導體技術方面的優勢地位。”在美歐多國政府都支持對半導體生產工廠進行大規模投資的背景下，日本政府向臺積電提供了4700億日元（約合230億元人民幣）的補貼，以支援臺積電與日本企業合作在熊本縣建設工廠。
有消息稱，岸田文雄內閣將在2023年10月底前出臺最新的經濟政策，其中經濟產業省申請的對半導體產業補貼3.4萬億日元（約合1700億元人民幣）的預算很可能會獲得批准。
扶持Rapidus
在美國決定單方面對中國半導體產業發展實施限制後，日本政府看到了一個巨大的恢復半導體產業的機會。時下，日本正在加速對半導體產業的支援。一方面，日本通過財稅補貼等方式，積極邀請海外半導體企業投資建廠。另一方面則是積極支持本國半導體企業發展，其中最爲突出的就是由日本政府主導，由多家日本企業共同出資成立的Rapidus，該公司計劃在2027年實現2納米制程最尖端半導體的量產。
對於Rapidus，日本政府“慷慨解囊”，目前已向其提供3300億日元的補貼。據《朝日新聞》近日報道，日本在3300億日元之外，還給Rapidus投入1.7萬億日元，達到2萬億以上的補貼。甚至有分析認爲，日本政府最後可能會拿出5萬億日元。
日本政府目前已向Rapidus提供3300億日元的補貼
Rapidus總裁小池淳義曾表示，在成立公司之前，曾經接到美國IBM公司高層的電話。他表示，對方希望自己能出來成立一家公司，爲IBM生產芯片。
除IBM有需求外，美國谷歌、亞馬遜、蘋果和微軟等平臺企業對芯片也有很大的需求。由於日本半導體企業一直因爲國內市場不足以支撐起具有競爭能力的芯片工廠而缺少投資。來自美國的“需求保障”被認爲是爲日本半導體產業捲土重來的關鍵助推動力。
爲了讓半導體產業捲土重來，Rapidus除了構建需求對接，還在加強人才籠絡。Rapidus同比利時研究機構IMEC建立合作研究機制，期望解決日本國內在尖端半導體芯片上研究能力不足的問題。在光刻機方面，公司很早就和荷蘭的阿斯麥建立合作關係。
據日媒報道，阿斯麥計劃2024年下半年在北海道設立技術支持基地，爲計劃實現最先進半導體量產的Rapidus公司提供建廠和維護檢修方面的幫助，到2028年前後將日本員工人數提升40%。
“對過往輝煌不切實際的懷念”
但在連續拋出半導體產業刺激和支持政策之際，日本重振半導體雄風的計劃卻並不看好。對於“在半導體生產技術上再次引領世界”的願景，在日本國內業內人士認爲，這一願景面臨重大挑戰，日本應放棄“對過往輝煌不切實際的懷念”。
進入到2000年以後，日本經產省一直在通過鼓勵企業之間的兼併，盡力維持半導體企業。對於經營不善，技術落後的半導體企業，經產省給錢、給政策，讓這些企業通過合併的方式，儘可能生存下來。
但另一方面，在這個時期，日本產業界已經缺少了在日本國內的投資意願。大量日本企業去國外投資，通過使用國外廉價的勞動力，在距離市場最近的地方建設工廠。日本企業希望將日本本身變成研發的中心，保持技術上的先進。當大量工廠搬到國外後，日本的家電、IT數碼產品等，不再像2000年以前那樣對半導體產品有着巨大的需求。
對半導體產品的需求下降，令日本產業界有些“無慾無求”。儘管日本還在部分原材料方面保有先進性，但這只是個別材料研發早、生產技術領先的結果，日本已經失去在半導體產業方面革新的動力與慾望。
很快，日本企業基於先發優勢而領先的半導體產品的能力開始在競爭中落後。因爲在市場競爭中，往往是半導體設計企業最先捕捉需求，進行最新的設計，生產則交給了只按圖紙進行生產的代工企業。出現了廠家需求、無廠企業設計、代工企業生產的水平分工模式。尤其代工企業能通過大量生產來降低成本，這比日本企業將設計、生產、裝備投資全部由垂直生產中的企業一家負責模式競爭力強了很多。日本半導體企業愈發趕不上時代的發展，2006年以後，日本企業在半導體產品的市場佔比不斷下滑。
長期從事半導體研發與製造的日本NEC前工程師菊地正典在其今年出版的新書《半導體產業的一切》中分析了當前日本半導體產業發展不足的根源：與西方同行相比，“食草型”的日本人取得一定的成功後，往往滿足於現狀，而不是尋求進一步發展。如今，半導體產業的重心已逐漸從“如何製造產品”轉變爲“製造什麼產品”，甚至是“爲什麼需求而製造產品”。但日本的半導體企業缺乏新的視角和發展願景。
有分析認爲，日本半導體衰落的原因，不是半導體政策出了問題，是日本產業衰敗、半導體在國內外失去市場、半導體產業本身技術及生產落後的綜合結果，Rapidus並不能解決日本半導體衰落的問題。