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日本芯片野心再起?从材料到制造,挑战美国霸权

在半导体领域,日本曾有过一段“高光时刻”。20世纪80年代,日本企业通过精密制造和材料技术,在芯片市场击败美国巨头,一度

在半导体领域,日本曾有过一段“高光时刻”。20世纪80年代,日本企业通过精密制造和材料技术,在芯片市场击败美国巨头,一度占据全球主导地位。

但这段辉煌并未持续太久——1985年《广场协议》的签订,让日本半导体产业遭受重创,市场份额被美国反超。此后,日本逐渐退出芯片制造和设计领域,转而深耕材料、设备等上游产业。

不过,近年来日本似乎不甘心就此沉寂。从光刻机到新型基板技术,日本企业正在试图通过一系列技术突破,重新争夺半导体产业的话语权。

光刻机:从“追赶者”到“另辟蹊径”

光刻机是芯片制造的核心设备,目前全球市场被荷兰ASML垄断。但日本的尼康、佳能并未完全退出竞争。尼康的DUV光刻机在全球排名第二,而佳能则另辟蹊径,研发出了纳米压印(NIL)光刻机,也交付给了晶圆厂,用于小规模存储芯片生产。

佳能之后,,日本大日本印刷株式会社(DNP)宣布,其研发的NIL模板可实现10纳米线宽的加工,理论上支持1.4纳米级芯片制造。这项技术采用物理压印方式,通过单次操作即可在晶圆上形成复杂电路结构,且设备成本仅为EUV光刻机的1/10,能耗也大幅降低。

尽管这项技术尚未全面替代EUV光刻机,但它为日本提供了一条绕过美国技术壁垒的路径。特别是在存储芯片领域,NIL技术的成本优势明显,可能成为日本企业争夺市场的突破口。

玻璃基板:打破硅基垄断的新尝试

除了光刻机,日本在芯片基板技术上的探索也引人关注。Rapidus公司近期宣布,成功开发出玻璃基板面板级封装(PLP)技术,并计划2028年量产。这一技术的核心在于用玻璃替代传统硅基板。

硅基板存在两个显著问题:一是晶圆为圆形,切割成方形芯片时会产生大量边角料;二是尺寸受限,难以满足更大芯片的需求。而玻璃基板可定制为任意尺寸,利用率更高,且热膨胀系数接近硅,适合高密度封装。此外,玻璃的透明特性还能支持光信号传输,为未来芯片互联提供更多可能性。

目前,英特尔、三星、台积电等企业也在研究玻璃基板技术,但Rapidus的进度较快。如果其2028年实现量产,可能对现有芯片封装格局形成冲击。

日本的野心:从“配套商”到“主导者”

从DNP的纳米压印技术到Rapidus的玻璃基板,日本企业的布局并非偶然。过去30年,日本在半导体材料和设备领域积累了深厚基础,但始终缺乏自主制造能力。如今,通过新技术的突破,日本试图在先进制程和封装领域重新站稳脚跟。

这一战略背后,是日本对“技术自主”的渴望。在半导体产业高度依赖美国的背景下,日本希望通过材料、设备和制造技术的结合,减少对外依赖,甚至争夺部分高端市场。

美国的反应:合作还是遏制?

然而,日本的野心并非没有阻力。美国在半导体领域的主导地位,使其对任何可能挑战者保持警惕。此前,美国通过《芯片与科学法案》限制技术出口,同时扶持本土企业,意图巩固产业链优势。

对于日本的新技术,美国的态度可能更为复杂。一方面,日本在材料、设备领域是美国的重要合作伙伴;另一方面,若日本通过新技术实现自主制造,可能削弱美国在高端芯片领域的控制力。因此,日本能否真正突破,很大程度上取决于其技术能否经得起市场检验,以及美国是否会施加限制。