要问当今全球芯片制造哪家强？台积电依然稳坐头把交椅。不管是良率、产能，还是制程的演进速度，它都稳压三星和英特尔一头。

不过最近，芯片制造这张顶级牌桌上，突然又出现了一位新玩家。不是美国，不是欧洲—而是日本。日本带着 2nm 工艺、带着国家级豪赌，带着一个新的名字— Rapidus。

Rapidus 何方神圣？真有绝活？

曾几何时，日本半导体高居世界之巅，巅峰市场占有率过半。但却因为一纸《美日半导体协议》而被迫让步、每况愈下，逐渐跌下神坛。如今的日本半导体，只能在半导体设备与材料这些上游领域占据一席之地。

芯片制造基本停留在 40nm 节点上，只能达到十几年前的水准。当今最重要的先进制程，日本早已掉队。

但日本作为老牌资本主义工业国，并不甘心在最重要的工业领域之一认输。2022 年，日本政府亲自下场，牵头成立 " 最后 " 王牌— Rapidus，意为 " 迅速 "。

这家公司，集结了日本商界的一众大佬：丰田、索尼、软银等纷纷在列。日本政府更直接砸钱，支持其发展。它作为日本芯片的最后希望，一步到位，直接冲击 2nm 先进制程，计划到 2027 年实现量产。

这就像是小学毕业直接去考研究生。但 Rapidus 并不只是打嘴炮，在宣布了雄心壮志后，Rapidus 开始招兵买马。2022 年创立初期，就得到日本政府的 3300 亿日元注资，截止 2024 年，日本政府的补贴已经高达 9200 亿日元。

2024 年 12 月，他们的第一台 EUV 光刻机正式进驻北海道 IIM-1 工厂，单是这台机器的价格就超过 1 亿欧元。不仅如此，他们还一口气引进了 200 多台先进半导体设备。目标在 2025 年春天，启动 2nm 的试生产。

更令人意外的是，他们没有照搬台积电等厂商的批量化制造路线，而是选择了更灵活的 " 单晶圆处理 " 模式。每片晶圆逐个加工，完成逐道工序，类似 " 晶圆仙人精品打造 "。

对于一家初出茅庐的公司，他们的目标不是一开始就大规模量产芯片，而是要在小规模实验中跑通先进制造的流程，为将来的量产打下技术基础。Rapidus 瞄准的是小批量、高可靠性、特定用途的市场，比如 AI 芯片等，避免正面刚，专门走小路。

有媒体报道，他们在 2025 上半年向潜在客户提供样片，如果样片通过验证，那么这条路就算是走通了。

Rapidus 到底怎么做到 2nm？

要知道，光靠日本自己，几乎是不可能完成这场技术逆袭的。于是，Rapidus 找来了一个关键帮手— IBM。可以说，没有 IBM，Rapidus 的 2nm 计划就是空中楼阁。他们的核心技术就来自 IBM 的授权。

早在 2021 年，IBM 就官宣成功开发了全球首颗 2nm 芯片原型。相比 7nm，性能提升 45%，能耗降低 75%，在一片指甲盖大小的面积上，塞进了 500 亿个晶体管。

这颗芯片采用的，正是当前最先进的 GAA（全环绕栅极）结构，用一种叫做 " 纳米片 " 的技术，构建出 " 悬空 " 的电子沟道结构。栅极将纳米薄片构成的沟道完全包围，从而增大接触面积，更好地控制电流，让漏电流更少，性能更稳。

IBM 早在 2017 年就公开了论文，但能不能制造、良率高不高、材料怎么做，每一步都是难题。其中一个最关键的关卡，就是多阈值电压晶体管。在芯片中，存在着多种不同的晶体管，有些晶体管速度快，但是功耗高，这类晶体管的阈值电压偏低，有些晶体管则是速度慢，但省电，这类晶体管的阈值电压偏高。

在过去的 FinFET 结构下，可以通过调整厚度，更换材料，把不同阈值的晶体管安排得明明白白。但到了 GAA，空间极为狭小，厚度难以把控，用过去的方法几乎不可能。

IBM 的工程师团队，通过两种关键技术，解决了这个大难题。第一个，是 Tsus pinch-off 技术。就像刷油漆时贴美纹纸。他们在纳米片之间，提前建起一种 "pinch-off（夹断）" 结构，就像是 " 隔离墙 "，防止材料扩散到不该去的地方。

这个隔离墙是通过原子级别的 " 选择性沉积 " 与 " 精密刻蚀 " 完成的。如此一来，每条通道被分隔开来，材料互不越线，互不干扰，大大提升了电子的控制精度。

另一项关键技术叫做无体积多阈值电压技术（Volumeless MultiVt）。它的就像我们做饭时的调味料。在传统工艺中，靠的是 " 加料 " —往上堆不同厚度的金属，就像往菜里撒盐，重口味就多撒点，偏清淡就少来点。但到了 2nm 这种极致尺寸，空间小得连 " 勺子 " 都伸不进去。

于是，IBM 发明了一个新办法：不在表面加料，改从锅底调味。他们在晶体管的不同材料交界处，加入了一层超薄的特殊功能材料，相当于原子级别的 " 调味粉 "。它改变了整个晶体管的 " 口味 " —该快的快，该慢的慢，精准控制每种性能。

这两项技术叠加，就像在 2nm 这个微型厨房里，一边将每道菜分隔开来，一边对每道菜精准调味—结果就能得到一顿性能稳定，精度很高的 " 芯片大餐 "。正是这些技术，让 IBM 得以成为全球第一个实现 2nm 芯片的厂商。

2024 年，Rapidus 又与世界前 2 的 EDA 公司，新思科技（Synopsys）与楷登电子（Cadence）展开合作。他们为 2nm 制造提供 EDA 设计工具，整套设计流程，以及各类 IP，背面供电等关键技术。

光是 2025 年，日本政府就给 Rapidus 提供了 8025 亿日元的补贴。截至目前，总补贴已高达 1.72 万亿日元（120 亿美元）。这足以看出日本政府芯片复兴的决心。

客户也不是没有。2023 年，硅仙人掌门的 Tenstorrent 成为首个公开客户，Rapidus 将为他们代工最先进的 AI 芯片。2025 年，（媒体报道）Rapidus 又获得了博通这个大客户，如果通过验证，将是 Rapidus 的首位重量级客户。日本的本土 AI 独角兽 PFN 与 Sakura AI 也与 Rapidus 签署了战略合作，计划未来代工处理器与 AI 芯片。

但 Rapidus 真的能一步登天吗？依然有许多难关挡在他们面前。虽然日本政府已经投下了 1.72 万亿日元巨资，但到 2027 年量产，预计需要总计 5 万亿日元的投资，目前只投入了三分之一。日本政府能否继续打钱，还是个问号。

另外，从 40nm 直接跨越到 2nm 的日本人，最终拿出的成果是否能令客户满意，依然悬而未决。

即使在 2027 年实现量产，那时的市场如何？客户愿不愿意等？国际政策会不会变？这些一个都不能忽视。走错一步，就可能像当年的尔必达一样，被时代抛弃。

那么，这场日本半导体的豪赌，最后会浴火重生，还是再度失落？日本，能不能借助 Rapidus，重新在先进制程领域夺回王座？