这两天半导体行业又出了一个大新闻，日本政府宣布将在美国的帮助下打造2nm工厂，这个消息看起来有点令人困惑，日本为什么敢挑战这样尖端制程？

有美国企业参与，2nm工艺能成吗？

目前，按照日本方面的说法，日本的目标是最快2025年，最晚2027年，打造一个2nm晶圆厂，目的是为了帮助美国和日本摆脱台积电的依赖。

从时间节点上看，日本的这个目标看似有点过于宏大，就拿三星和台积电来说，这两家是目前全世界唯二正在研发尖端工艺的企业，3nm工艺最快要到2023年才能问世，2nm工艺如果没有遇到什么大问题的话，2024年下半年就可以实现量产。

但是日本又是个什么情况呢？日本目前最先进的晶圆厂为瑞萨电子拥有，主要生产的是车用芯片这样的产品，制程工艺相当于台积电40nm。乍一槛，日本要在3~5年打造实现40nm到2nm的跨越，这要用5年走完台积电和三星用了整整16年才走完的路。

但是从技术上来说，这并不是没有可能，首先日本虽然在制程上落后很多，但日本在半导体领域遍地都是“绝活儿哥”，很多本土企业本身就是尖端工艺供应链的重要成员，例如住友化学和富士胶片，是全球范围内EUV光刻胶的最重要光刻胶的厂商，再比如EUV工艺中使用的EUV光罩检测机，日本Lasertec工艺是全球唯一供应商，占有全世界100%的份额，这些企业和三星、台积电一直都保持着非常紧密的联系。

如果说三星和台积电是吃猪肉的人，那么日本企业就是一直看着猪跑的人。再者，开发尖端工艺也不需要从40nm起步，而是以EUV光刻机为核心去打造全新的生产线，直接开发先进制程，逐步晶体管密度和良率，而不需要像当年台积电一样，一个节点一个节点地慢慢爬。

这次日本方面放出的消息还提供一份可合作名单，除了上面提到这些日本本土企业，还有很多美国企业，例如IBM、英特尔和应用材料，其中IBM在去年就开发出了基于GAA结构的原型芯片，每平方毫米内的有3,33亿个晶体管，是现在台积电5nm工艺的两倍，不过虽然是原型芯片，也说明IBM在尖端工艺有这不少的积累。

所以说，日本宣布最迟2027年搞出2nm芯片，从技术层面和供应链层面来说，还是很有可能的，但为什么说这条消息令人困惑呢？那就是接下来第二个问题。

尖端工艺研发费用巨大，日本要怎么解决？

大家都知道造一个芯片工厂是相当花钱的事情，日本官方表示可以出钱建工厂，还能掏钱支持研发，这里的最关键问题不是日本政府能不能掏得起这个钱，而是能不能把这个钱挣回来。台积电在日本的项目，日本已经花4000多亿日元，将近226亿元人民币，保守估计回本周期在5~8年左右。

但是，日本国内对28nm的需求相当大，尤其是日本新能源汽车，在未来对40nm/28nm的芯片需求量相当大，哪怕现在日本现在大出血，但是未来只要丰田本田的新能源车卖得出去，这笔钱就能挣回来，28nm工厂也能持续盈利。

但是事情放到2nm上就完全不同了，2nm晶圆厂的前期投资高达千亿元，这还只是晶圆厂本身的成本，包括工业区的电力和水源设施也要进行一并改造，又是一笔不小的投资。而且这还是在日本，人力成本和用电用水成本只会更高，保守估计会超过1300亿元人民币。

那么如果日本干脆投资不要了，要不惜一切代价造出个2nm晶圆厂出来，这还是不可行的。首先，先进制程工艺只有保证产量足够大，才能实现盈利，越先进的制程则要求工厂规模和产能越大，否则人力成本，设备折旧费用，能源成本都无法覆盖。

芯片在量产之前都需要进行流片，2nm的流片费用预计至少3.5亿元，这就意味着只有超级大厂商才有能力摊平流片费用，小厂商是没有资金搞2nm这样的尖端工艺的。

放眼全世界，出货量制程尖端制程的厂商一共有也没几个，瓜分PC和服务器CPU、GPU的英特尔、AMD、英伟达算一拨，造手机芯片的苹果、三星、高通、联发科算一拨，特斯拉这种研发能力极强、有能力自研驾驶芯片的汽车巨头勉强算一个。满打满算下来，全世界这样有能力导入尖端工艺的厂商也不到20个。

这也就意味着在28nm制程的市场可以养活中芯国际、台积电、三星、格罗方德，到了5nm、3nm、乃至2nm，全球市场也只能容纳台积电、三星两个晶圆代工厂。

所以关键问题就在这里，日本哪怕把2nm工厂造出来的，生产出来的芯片卖给谁？

全球先进格局是怎样的，先进工艺并不止三星台积电

像日本这样的例子不是个案，欧盟早在5年前就提出先进工艺独立自主的战略，当时的目标就是在欧洲本土打造5nm和3nm晶圆厂，况且跟日本相比，欧盟技术更强，拥有ASML光刻机厂商和比利时微电子研究中心，市场更大，有众多国际半导体大厂坐镇。就连欧洲都还迟迟没有动静，就跟轮不到日本了。

那么，放眼全世界，除了三星和台积电以外，还能不能容下其他的尖端工艺工厂，答案是还有，分别是一家企业和一个国家。

一家企业是英特尔，英特尔虽然近几年业绩不咋地，但是凭借自身的市场地位和市场份额，以及未来云计算和边缘计算以及人工智能的发展，市场对CPU、GPU的需求一直在增长，英特尔产品线非常丰富，有专门面向服务器市场的高性能处理器，和消费级市场的PC处理器，还有视觉处理器和一些商用产品，最重要的是这些芯片全部都可以拉高到3nm、2nm的水平。

仅英特尔自己内部就可以实现尖端工艺的自产自销，这是英特尔独一无二的优势。

一个国家就是中国，中国是全世界芯片消费量最大的国家，中国的市场规模超过2000亿，中国同时还是数字化发展最快的国家，随着5G的发展，全国各地都在建设计算中心，云服务中心，以及中国的汽车智能化发展也是最快，国内市场对先进工艺的需求越来越大。况且，中国目前有很大的独立自主需求，不存在说国产芯片造出来了没人买的情况。从之前中芯国际披露的信息也能看出，攻克先进工艺也只是时间问题，这是市场刚需，也是战略需要。

虽说中国目前的当务之急是解决成熟工艺的自给自足的问题，但是我们同时也希望中国早日在先进制程上有所突破，在国际供应链和市场上争夺到更多的话语权。