SG.hu
Japán visszatér a chipháborúba
Az ország korábban a félvezetőipar nagyhatalma volt. Tud-e újra azzá válni?
Koike Atsuyoshi egy 73 éves félvezetőmérnök, ő vezeti a 2022-ben alapított Rapidust. A cég tavaly nyitotta meg hatalmas félvezetőgyárát, vagyis „fab”-ját Chitose-ban, egy kisvárosban Hokkaidóban, Japán legészakibb nagy szigetén. Decemberben a Rapidus lett az első japán vállalat, amely extrém ultraibolya litográfiai (EUV) rendszert vásárolt az ASML-től, a holland cégtől, amely ezeket az egyedi eszközöket gyártja; a Rapidus néhány hónapon belül üzembe helyezte a komplexumot. Július közepén Koike bejelentette a két nanométeres (2 nm) tranzisztorok sikeres kísérleti gyártását, amelyek a legvékonyabb és legfejlettebb chipek. "Egy alig három éve létező vállalatnak sikerült ezt megvalósítania” – dicsekszik. „Hihetetlen tempó."
A Rapidus a japán félvezetőipar újraélesztésére irányuló szélesebb körű erőfeszítések legambiciózusabb eleme. A japán kormány egy generáció óta a legmerészebb iparpolitikai kezdeményezés keretében 2020 eleje és 2024 eleje között 27 milliárd dollárt fordított a félvezetők támogatására. A GDP arányában ez nagyobb összeg, mint amit Amerika a CHIPS Act keretében a félvezetőiparának szánt. Japán egyrészt hazai bajnokait szeretné újraéleszteni, másrészt külföldi cégeket szeretne vonzani, mint például a TSMC-t, a tajvani félvezetőipari óriást, amely jelenleg Japán déli részén gyárt chipeket. A gyár tavalyi megnyitásakor Morris Chang, a TSMC alapítója a chipek „reneszánszáról” beszélt.
Japán egykor uralta a félvezetőipart. Az 1980-as években a japán cégek a globális piac több mint felét, az akkori csúcstechnológiájú chipek piacának pedig még nagyobb részét tették ki. Az Amerikai Egyesült Államokkal való kereskedelmi feszültségek azonban a japán chipek exportjának korlátozásához vezettek, ami lehetőséget teremtett a tajvani és dél-koreai versenytársak számára. A japán vállalatok emellett nehezen tudtak átállni a félvezetőgyártás egyre nagyobb specializálódásának korszakára. Noha egyes japán cégek megőrizték erős pozíciójukat a félvezetők gyártásához szükséges anyagok és berendezések terén, a bevonó vegyszerektől a szilíciumszeletekig, a csúcstechnológiás gyártásban lemaradtak. 2019-re Japán a világ félvezetőinek kevesebb mint 10%-át gyártotta.
A japán kormány ezt a helyzetet nemcsak kereskedelmi katasztrófának, hanem nemzetbiztonsági kockázatnak is tekintette. Az ellátási lánc zavarai a pandémia alatt hozzájárult ahhoz, hogy a közvéleményben tudatosodjon a chipek modern életben betöltött kulcsfontosságú szerepe. Az ukrajnai háború felerősítette a kínai tervekkel kapcsolatos félelmeket Tajvanon, és rávilágított arra a kockázatra, hogy a világ legtöbb csúcskategóriás chipje egyetlen tajvani vállalattól függ. A generatív mesterséges intelligencia megjelenése csak tovább növelte a félvezetők stratégiai jelentőségét. Japán legújabb, 2022-ben közzétett nemzetbiztonsági stratégiája kifejezetten célul tűzi ki a „következő generációs félvezető-fejlesztési és -gyártási bázisok” megerősítését.
Japán félvezető-stratégiája két fő pillérre épül. Az első a nélkülözhetetlenség, ami gyakorlatilag azt jelenti, hogy „hatással lehet másokra” - mondja Mireya Solís, az amerikai Brookings Institution munkatársa. Az elképzelés az, hogy ha Japán képes ellenőrizni az ellátási lánc egyes részeit, akkor kihasználhatja ezt a kölcsönös függőséget, hogy megakadályozzon másokat (pl. Kínát) abban, hogy bizonyos inputok feletti ellenőrzésüket fegyverként használják. A második pillér az autonómia, vagyis a hazai termelési kapacitás. "A világ két csoportra fog oszlani: azokra az országokra, amelyek félvezetőket tudnak szállítani, és azokra, amelyek azokat megvásárolják” - mondja Amari Akira, a kormányzó Liberális Demokrata Párt (LDP) volt képviselője, aki a félvezető-politikát irányította. "A szállító országok lesznek a nyertesek, a vásárló országok pedig a vesztesek.”
A kormány megújította iparpolitikai eszköztárát, hogy megfeleljen a kihívásnak. Az LDP az elmúlt években egy sor új törvényt fogadott el, amelyek szélesebb körű és hosszabb távú kormányzati támogatást tesznek lehetővé olyan chipgyártó cégek számára, mint a Rapidus. Bár ezek az intézkedések jelentős kockázatot jelentenek az adófizetők pénzével, széles körű politikai támogatást élveznek. "Természetesen vannak kockázatok, de a tétlenség is kockázatos” - mondja az egyik, a politikában részt vevő LDP-s nagyágyú.
Az intézkedések máris meghozták gyümölcsüket. A nagy összegű támogatásokkal rá tudták venni a TSMC-t, hogy Kyushuban telepedjen le. Az első gyára 12–28 nm-es chipeket gyárt, amelyek a legfejlettebb típusú félvezetők Japánban, de még mindig jócskán elmaradnak a legmodernebb modellektől. A cég már bejelentette, hogy egy második gyárat is épít ott még fejlettebb logikai chipek gyártására; állítólag már folynak a tárgyalások egy harmadik gyárról is. A TSMC érkezése arra ösztönözte a beszállítókat és partnereket, hogy terjeszkedjenek Kyushuban, amely „Szilícium-szigetként” pozícionálta magát. Az amerikai memóriakártya-gyártó Micron is több mint 1 milliárd dollár támogatást kapott a hirosimai chipgyártó létesítményeinek bővítésére. Eközben a dél-koreai elektronikai óriás Samsung egy csúcstechnológiás kutatóközpontot épít Tokiótól délre, Jokohamában.
Egy másik új ökoszisztéma is kialakulóban van a Rapidus körül. A cég a legkockázatosabb és egyben a legnagyobb nyereséget ígérő befektetés a csoportban. Az IBM-mel kötött partnerségből született, amely új módszert fejlesztett ki a következő generációs tranzisztorok, egyfajta elektromos alkatrészek gyártására. A Rapidus reméli, hogy átugorhat egy generációt a félvezető-technika területén, és felzárkózhat a globális piacvezetőkhöz. A cég nyolc japán blue chip vállalat, köztük a Sony, a Toyota és a SoftBank konzorciumának befektetését vonzotta. A kormány is finanszírozta a kezdeti költségek nagy részét, 2025 elejéig 12 milliárd dollár összegben.
A Rapidus sikere három nagy kihívás teljesítésén múlik, mondja Ota Yasuhiko, a Hokkaido Egyetem professzora. Az első az, hogy elegendő tehetséges szakembert képezzenek. Japán egyetemei programokat indítanak az új generációs félvezető-mérnökök képzésére. Addig azonban a Rapidusnak nagyrészt a japán első chip-boom idején felnőtt idősebb szakemberekre kell támaszkodnia; az új alkalmazottak átlagéletkora kezdetben 50 év felett volt. Körülbelül 150 kiváló mérnököt küldtek képzésre az IBM New York-i kutatóintézetébe.
A másik kihívás egy fenntartható üzleti modell kidolgozása. A Samsung és a TSMC saját 2 nm-es chipek fejlesztésén dolgozik, és kapcsolatokat épített ki a csúcskategóriás félvezetők vásárlóival. A Rapidus boutique-vállalatként pozícionálja magát, amely képes kisebb tételekben speciális chipeket gyártani, ahelyett, hogy nagy tételekben gyártaná az egy méretben kapható termékeket. "Nincs szándékunkban közvetlenül versenyezni a TSMC-vel - a piacok különbözőek” - mondja Koike. Arra számít, hogy a generatív mesterséges intelligencia kedvező hatással lesz a piacra, növelve a chipek iránti általános keresletet és fokozva az érdeklődést az olyan termékek iránt, amelyek javíthatják a hatékonyságot és csökkenthetik az energiafogyasztást.
De először a Rapidusnak meg kell tennie a tömeggyártás felé vezető ugrást, amelyet a cég 2027-ben szeretne megkezdeni. Bár a sikeres kísérleti wafer biztató jel, az igazi próba az lesz, hogy a Rapidus képes-e olyan mennyiségben gyártani őket, amely kereskedelmi szempontból életképes. Az ilyen félvezetők gyártási folyamata inkább a kézműves munkához hasonlít, mint a futószalagon gyártott alkatrészekhez: a mérnököknek folyamatosan be kell állítaniuk a berendezéseket, hogy a paraméterek megfelelőek legyenek. Koike azt mondja, hogy számára az egész életen át tartó motorozás megtanította neki, „hogyan tud egy gép és egy ember szorosan együttműködni”. Japán chip-reneszánsza ettől függ.
Koike Atsuyoshi egy 73 éves félvezetőmérnök, ő vezeti a 2022-ben alapított Rapidust. A cég tavaly nyitotta meg hatalmas félvezetőgyárát, vagyis „fab”-ját Chitose-ban, egy kisvárosban Hokkaidóban, Japán legészakibb nagy szigetén. Decemberben a Rapidus lett az első japán vállalat, amely extrém ultraibolya litográfiai (EUV) rendszert vásárolt az ASML-től, a holland cégtől, amely ezeket az egyedi eszközöket gyártja; a Rapidus néhány hónapon belül üzembe helyezte a komplexumot. Július közepén Koike bejelentette a két nanométeres (2 nm) tranzisztorok sikeres kísérleti gyártását, amelyek a legvékonyabb és legfejlettebb chipek. "Egy alig három éve létező vállalatnak sikerült ezt megvalósítania” – dicsekszik. „Hihetetlen tempó."
A Rapidus a japán félvezetőipar újraélesztésére irányuló szélesebb körű erőfeszítések legambiciózusabb eleme. A japán kormány egy generáció óta a legmerészebb iparpolitikai kezdeményezés keretében 2020 eleje és 2024 eleje között 27 milliárd dollárt fordított a félvezetők támogatására. A GDP arányában ez nagyobb összeg, mint amit Amerika a CHIPS Act keretében a félvezetőiparának szánt. Japán egyrészt hazai bajnokait szeretné újraéleszteni, másrészt külföldi cégeket szeretne vonzani, mint például a TSMC-t, a tajvani félvezetőipari óriást, amely jelenleg Japán déli részén gyárt chipeket. A gyár tavalyi megnyitásakor Morris Chang, a TSMC alapítója a chipek „reneszánszáról” beszélt.
Japán egykor uralta a félvezetőipart. Az 1980-as években a japán cégek a globális piac több mint felét, az akkori csúcstechnológiájú chipek piacának pedig még nagyobb részét tették ki. Az Amerikai Egyesült Államokkal való kereskedelmi feszültségek azonban a japán chipek exportjának korlátozásához vezettek, ami lehetőséget teremtett a tajvani és dél-koreai versenytársak számára. A japán vállalatok emellett nehezen tudtak átállni a félvezetőgyártás egyre nagyobb specializálódásának korszakára. Noha egyes japán cégek megőrizték erős pozíciójukat a félvezetők gyártásához szükséges anyagok és berendezések terén, a bevonó vegyszerektől a szilíciumszeletekig, a csúcstechnológiás gyártásban lemaradtak. 2019-re Japán a világ félvezetőinek kevesebb mint 10%-át gyártotta.
A japán kormány ezt a helyzetet nemcsak kereskedelmi katasztrófának, hanem nemzetbiztonsági kockázatnak is tekintette. Az ellátási lánc zavarai a pandémia alatt hozzájárult ahhoz, hogy a közvéleményben tudatosodjon a chipek modern életben betöltött kulcsfontosságú szerepe. Az ukrajnai háború felerősítette a kínai tervekkel kapcsolatos félelmeket Tajvanon, és rávilágított arra a kockázatra, hogy a világ legtöbb csúcskategóriás chipje egyetlen tajvani vállalattól függ. A generatív mesterséges intelligencia megjelenése csak tovább növelte a félvezetők stratégiai jelentőségét. Japán legújabb, 2022-ben közzétett nemzetbiztonsági stratégiája kifejezetten célul tűzi ki a „következő generációs félvezető-fejlesztési és -gyártási bázisok” megerősítését.
Japán félvezető-stratégiája két fő pillérre épül. Az első a nélkülözhetetlenség, ami gyakorlatilag azt jelenti, hogy „hatással lehet másokra” - mondja Mireya Solís, az amerikai Brookings Institution munkatársa. Az elképzelés az, hogy ha Japán képes ellenőrizni az ellátási lánc egyes részeit, akkor kihasználhatja ezt a kölcsönös függőséget, hogy megakadályozzon másokat (pl. Kínát) abban, hogy bizonyos inputok feletti ellenőrzésüket fegyverként használják. A második pillér az autonómia, vagyis a hazai termelési kapacitás. "A világ két csoportra fog oszlani: azokra az országokra, amelyek félvezetőket tudnak szállítani, és azokra, amelyek azokat megvásárolják” - mondja Amari Akira, a kormányzó Liberális Demokrata Párt (LDP) volt képviselője, aki a félvezető-politikát irányította. "A szállító országok lesznek a nyertesek, a vásárló országok pedig a vesztesek.”
A kormány megújította iparpolitikai eszköztárát, hogy megfeleljen a kihívásnak. Az LDP az elmúlt években egy sor új törvényt fogadott el, amelyek szélesebb körű és hosszabb távú kormányzati támogatást tesznek lehetővé olyan chipgyártó cégek számára, mint a Rapidus. Bár ezek az intézkedések jelentős kockázatot jelentenek az adófizetők pénzével, széles körű politikai támogatást élveznek. "Természetesen vannak kockázatok, de a tétlenség is kockázatos” - mondja az egyik, a politikában részt vevő LDP-s nagyágyú.
Az intézkedések máris meghozták gyümölcsüket. A nagy összegű támogatásokkal rá tudták venni a TSMC-t, hogy Kyushuban telepedjen le. Az első gyára 12–28 nm-es chipeket gyárt, amelyek a legfejlettebb típusú félvezetők Japánban, de még mindig jócskán elmaradnak a legmodernebb modellektől. A cég már bejelentette, hogy egy második gyárat is épít ott még fejlettebb logikai chipek gyártására; állítólag már folynak a tárgyalások egy harmadik gyárról is. A TSMC érkezése arra ösztönözte a beszállítókat és partnereket, hogy terjeszkedjenek Kyushuban, amely „Szilícium-szigetként” pozícionálta magát. Az amerikai memóriakártya-gyártó Micron is több mint 1 milliárd dollár támogatást kapott a hirosimai chipgyártó létesítményeinek bővítésére. Eközben a dél-koreai elektronikai óriás Samsung egy csúcstechnológiás kutatóközpontot épít Tokiótól délre, Jokohamában.
Egy másik új ökoszisztéma is kialakulóban van a Rapidus körül. A cég a legkockázatosabb és egyben a legnagyobb nyereséget ígérő befektetés a csoportban. Az IBM-mel kötött partnerségből született, amely új módszert fejlesztett ki a következő generációs tranzisztorok, egyfajta elektromos alkatrészek gyártására. A Rapidus reméli, hogy átugorhat egy generációt a félvezető-technika területén, és felzárkózhat a globális piacvezetőkhöz. A cég nyolc japán blue chip vállalat, köztük a Sony, a Toyota és a SoftBank konzorciumának befektetését vonzotta. A kormány is finanszírozta a kezdeti költségek nagy részét, 2025 elejéig 12 milliárd dollár összegben.
A Rapidus sikere három nagy kihívás teljesítésén múlik, mondja Ota Yasuhiko, a Hokkaido Egyetem professzora. Az első az, hogy elegendő tehetséges szakembert képezzenek. Japán egyetemei programokat indítanak az új generációs félvezető-mérnökök képzésére. Addig azonban a Rapidusnak nagyrészt a japán első chip-boom idején felnőtt idősebb szakemberekre kell támaszkodnia; az új alkalmazottak átlagéletkora kezdetben 50 év felett volt. Körülbelül 150 kiváló mérnököt küldtek képzésre az IBM New York-i kutatóintézetébe.
A másik kihívás egy fenntartható üzleti modell kidolgozása. A Samsung és a TSMC saját 2 nm-es chipek fejlesztésén dolgozik, és kapcsolatokat épített ki a csúcskategóriás félvezetők vásárlóival. A Rapidus boutique-vállalatként pozícionálja magát, amely képes kisebb tételekben speciális chipeket gyártani, ahelyett, hogy nagy tételekben gyártaná az egy méretben kapható termékeket. "Nincs szándékunkban közvetlenül versenyezni a TSMC-vel - a piacok különbözőek” - mondja Koike. Arra számít, hogy a generatív mesterséges intelligencia kedvező hatással lesz a piacra, növelve a chipek iránti általános keresletet és fokozva az érdeklődést az olyan termékek iránt, amelyek javíthatják a hatékonyságot és csökkenthetik az energiafogyasztást.
De először a Rapidusnak meg kell tennie a tömeggyártás felé vezető ugrást, amelyet a cég 2027-ben szeretne megkezdeni. Bár a sikeres kísérleti wafer biztató jel, az igazi próba az lesz, hogy a Rapidus képes-e olyan mennyiségben gyártani őket, amely kereskedelmi szempontból életképes. Az ilyen félvezetők gyártási folyamata inkább a kézműves munkához hasonlít, mint a futószalagon gyártott alkatrészekhez: a mérnököknek folyamatosan be kell állítaniuk a berendezéseket, hogy a paraméterek megfelelőek legyenek. Koike azt mondja, hogy számára az egész életen át tartó motorozás megtanította neki, „hogyan tud egy gép és egy ember szorosan együttműködni”. Japán chip-reneszánsza ettől függ.