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2025年7月,日本Rapidus公司正式推出2nm芯片原型。
这家2022年才成立的企业,仅用三年就完成从成立到突破先进制程的跨越。
同一时期,中国芯片产业仍在7nm等效制程的量产良率上艰难攻坚。
一边是顺风顺水的技术冲刺,一边是封锁中的自主爬坡,两者的差距究竟是因为什么呢?
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日本2nm的“速成密码”
日本Rapidus的2nm芯片原型,绝非“单点突破”的奇迹,而是全球优质技术、资本与产业资源高效整合的必然结果。
这家企业的发展路径从一开始就充满“捷径”,其技术根基并非完全自主研发,而是深度嫁接国际顶尖技术成果。
2023年,Rapidus与IBM达成战略合作,直接获得了2nm制程核心的GAA全环绕栅极晶体管技术授权,省去了数年的基础研发周期。
同时与比利时IMEC研究院联合开展光刻工艺研发,借助IMEC在先进制程上的积累快速推进技术落地。
在关键设备保障上,Rapidus更是毫无阻碍。
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2024年12月,首台ASML EUV光刻机顺利入驻其北海道工厂,这款被称为“人类工业皇冠明珠”的设备,是7nm及以下先进制程的核心支撑。
而中国企业自2019年起就被彻底排除在采购名单之外。
到2025年3月底,包括EUV光刻机在内的200余台各类半导体设备全部安装调试到位,直接具备了试生产条件,这种设备到位速度在半导体产业史上极为罕见。
资本与产业协同的助力更是全方位覆盖。
京瓷、佳能、本田等日本工业巨头不仅累计注入超千亿日元资金,更直接开放核心技术与产能资源。
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佳能提供先进的晶圆检测设备,京瓷负责精密封装工艺研发,本田则提前锁定车载芯片订单,形成“研发-生产-应用”的初步闭环。
更关键的是,日本半导体产业历经数十年积淀,早已构建起从基础材料、核心设备到晶圆制造的完整生态。
信越化学、东京应化等企业在高端光刻胶领域占据全球80%以上市场份额,可为2nm制程提供稳定材料供应。
DISCO等设备厂商能快速响应技术迭代需求,与代工厂形成高效联动。
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此外,Rapidus还创新性采用虚拟IDM模式,与新加坡Quest Global公司合作,为无晶圆厂企业提供从设计到制造的全流程解决方案,提前打通市场渠道。
这种“技术拿来即用、资金随叫随到、上下游无缝衔接”的发展环境,让Rapidus无需在基础环节浪费精力,得以集中所有资源攻克制程优化的核心问题。
值得注意的是,Rapidus的突破还离不开美日的技术开放政策。
美国不仅未对其实施技术封锁,反而允许IBM等企业输出核心技术。
荷兰ASML也毫无阻碍地供应EUV光刻机,这种开放的外部环境,是其快速突破的重要前提。
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中国芯片的“爬坡之路”
与Rapidus的顺风顺水相比,中国芯片产业的每一步前进,都要先冲破美国主导的多层技术封锁网,自主化进程充满荆棘。
2025年美国新规明确禁止向中国提供最新版EDA软件,海思、紫光展锐等头部设计公司只能依赖旧版本软件开展研发。
在关键材料领域,高端光刻胶、大硅片等产品长期被日本企业垄断,其中日本四大厂商占据全球80%以上的高端光刻胶市场,EUV光刻胶份额更是高达95%。
中国本土光刻胶企业整体市场份额不足5%,且集中于中低端品类,即便如恒坤新材料等企业加速推进KrF光刻胶产业化。
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预计2025年底才能达成年产500吨的能力,短期内仍无法替代进口产品。
在这样的困境下,中国企业只能“另辟蹊径”攻坚先进制程。中芯国际依托DUV深紫外光刻结合多重曝光技术,开发出等效7nm的N+1制程,但这种方案面临双重瓶颈。
一是晶圆成品率长期未能达到理想水平,二是生产流程复杂导致单位成本居高不下,制约了规模化推广。
即便如此,这一突破已属不易,毕竟在没有EUV光刻机的情况下,用成熟设备实现先进制程,相当于“用拖拉机零件拼出跑车”。
即便封锁重重,中国芯片产业的突围从未停止。
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2025年三季度,由清华大学团队主导的同步辐射光刻工厂进入试产阶段,成功试印3nm芯片。
这种“光刻工厂”的创新思路,绕开了ASML EUV光刻机的专利壁垒,为先进制程突破开辟了新路径。
企业层面的突破同样亮眼,华为海思的麒麟9000X芯片正式开启外供,搭载该芯片的台式机在政企市场亮相。
这款芯片大概率采用中芯国际N+1等效7nm工艺,标志着国产先进制程已从实验室走向规模化商业应用。
中微公司的5纳米刻蚀机早已实现量产,上海微电子的28nm光刻机良率稳步提升,国家大基金三期更是投入288亿元重点扶持材料产业,逐步填补上游短板。
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赛道不同而非能力不济
对比中日芯片产业的发展现状,不难发现两者的差距核心在于“赛道差异”,而非中国企业研发能力的根本性落后。
Rapidus几乎能无障碍获取全球最顶尖的技术与设备,这种发展环境是中国企业无法企及的。
中国芯片产业则从一开始就被排除在全球先进技术合作体系之外,美国主导的技术封锁从设备、软件延伸到材料,甚至维修保养都受到限制。
且核心设备的维修保养完全依赖国外厂商,这种“卡脖子”困境让中国企业的每一步突破都必须从零开始。
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更关键的是,半导体产业的发展需要完整的生态闭环,日本经过数十年积淀。
已形成“设备-材料-设计-制造-应用”的高效联动体系,任何一个环节的技术迭代都能快速得到上下游响应。
而中国芯片产业链曾长期存在割裂状态,上游材料设备依赖进口,中游制造受限于设备无法突破先进制程,下游设计端又面临软件断供压力,形成恶性循环。
但值得注意的是,中国的自主突围已初见成效。
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华为麒麟芯片外供不仅激活了国产整机厂商的创新活力,更能为中芯国际等晶圆厂带来稳定订单,形成“设计需求牵引制造升级”的正向循环。
清华大学的同步辐射光刻工厂、浙江的电子束直写设备等非传统技术路径探索,正在绕开现有专利壁垒。
这些突破虽显缓慢,却每一步都坚实有力,毕竟构建自主可控的半导体生态,本身就是一场需要时间沉淀的长期战役,而非追求短期速成的冲刺赛。
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我们无需否认当前的差距,但更应看清差距背后的本质,这不是研发能力的优劣对决,而是开放赛道与封锁赛道的先天差异。
日本借助全球技术资源与成熟生态实现快速突破,固然值得关注,但中国在层层封锁中构建自主体系的坚韧更值得肯定。
从无到有的国产光刻机研发,从弱到强的EDA软件突破,从实验室走向市场的自主芯片,每一项进展都在打破“卡脖子”的桎梏。
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结语
有人质疑中国芯片发展速度太慢,但他们忽略了,我们是在没有技术外援、没有设备支持的情况下,硬生生蹚出一条自主创新之路。
半导体产业没有捷径,每一项技术突破都需要时间沉淀,每一个环节的成熟都需要持续投入。
人人都不看好我们,偏偏我们最争气。中国芯片之路或许走得慢,但每一步都踩得扎实。
随着全产业链协同发力,随着自主创新的持续推进,我们终将打破外部技术垄断,用自主可控的“中国芯”,在全球半导体产业格局中赢得属于自己的一席之地。
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