佳能挑战EUV光刻机，日本能恢复昔日荣光？中国优势不可动摇！

我们知道日本是全球最大的半导体设备及原料供应商，根据日本半导体制造装置协会（SEAJ）1月26日公布的统计数据，2023年全年销售额达32872亿日元（约为258亿美元），同比下滑6.7%，也是4年来首度陷入萎缩，但销售额创下历史次高纪录（仅低于2022年的38516.99亿日元）。而近日，国际半导体产业协会（SEMI）发布了《年终总半导体设备预测报告》，预计2023年全球半导体制造设备销售额将达到1000亿美元。也就是说日本2023年度占据全部接近30%的市场份额。

但相比2021年日本占据全球半导体设备领域40%的市场份额，又降低了10%。但日本的东京电子（TEL）在EUV的内联涂布/显影机市场上几乎占据了全球市场的100%份额。

我们知道，日本作为曾经的半导体王国，日本半导体在90年代初依旧拥有53%的市场份额（这个半导体产业，而不仅仅是半导体设备领域），在1990年的全球十大半导体厂商榜单中，日本企业占据了6席。

作为曾经的半导体全球王者，显然不甘心“输掉”之战。那日本靠什么逆袭呢？

一、纳米压印，日本半导体设备能逆袭吗？

最近日本科技巨头佳能（Canon）希望最早在今年推出新的低成本纳米压印光刻机（NIL），希望撼动半导体制造业。这项技术能将芯片设计印制在硅片上，而不是像市场领先者ASML的系统那样使用更复杂的光蚀刻技术，它能让佳能压低竞争对手的价格，使尖端芯片生产平民化。佳能首席执行官御手洗富士夫 (Fujio Mitarai) 说：“这款产品的价格将比阿斯麦的 EUV 少一位数”。

根据佳能负责纳米压印光刻技术开发负责人竹西宏明说："我们希望在今年或明年......趁着市场热度开始出货。”，并同时强调"纳米压印光刻机的半导体节点宽度为 5 纳米，目标是最终达到 2 纳米。"

更为关键的是佳能的纳米压印设备生产成本仅为ASML光刻设备的40%，而运行功耗却降低了 90%。

那日本能够凭借纳米压印技术颠覆ASML的EUV光刻机吗？答案是短期内难度非常大，不太现实。为什么呢？

上面说了纳米压印技术成本上的优势，但纳米压印技术也存在一些产业化的问题。

首先是模板制造的问题。纳米压印技术的模板制造依赖于光刻技术，而模板的精度和寿命直接影响了压印的质量和效率。如果模板的制造过程不够精细，或者模板的使用寿命过短，都有可能导致压印质量下降。

其次是纳米压印技术的底胶问题。由于压印胶直接与模板和衬底接触、固化，存在残胶或者转移缺陷的可能性。这些残胶或缺陷会影响器件的性能和可靠性，因此需要在底胶的选择和处理上加以优化。

第三纳米压印技术还面临着对准的挑战。由于压印过程中涉及到固化、垂直方向的运动等因素，容易带来多方向的偏差，从而影响压印的套刻精度。要解决这个问题，需要改进压印设备的动态控制系统，提高对准的精度和稳定性。

更重要的是，现有的半导体产业一直都是依托于光刻设备而进行构建的，要进行转变的不仅是成本转移问题，更为重要的如何成功说服对于各大代工巨头们将其现有的业务模式和现有的制造工厂转移到纳米压印技术是值得的。

因此，单凭纳米压印技术很难帮助日本逆袭ASML控制的半导体光刻体系，要短期内要重整日本半导体产业几乎不可能。于是，日本在努力引进晶圆制造厂。

二、大量新建晶圆制造厂

在日本政府巨额的半导体资金补贴下，全球各大半导体巨头们先后进军日本晶圆制造。比如：

在熊本县，台积电、索尼和日本电装共同投资的日本先进半导体制造（JASM）目前正在开发一家12英寸晶圆代工厂，该工厂将采用12nm、16nm以及22nm、28nm技术。该制造工厂计划于2月24日落成，预计将于2024年第四季度开始批量生产。

消息人士称，这一新晶圆制造设施的开发将使日本逻辑IC工艺技术取得重大进步，从瑞萨电子的40nm转向JASM的12nm。这被视为日本半导体复兴战略的第一步。

日本政府为JASM晶圆厂的开发提供4760亿日元（32亿美元）的补贴，占该设施支出86亿美元的大部分。

此外，存储巨头铠侠和西部数据也在日本合资建设一座12英寸工厂，主要用于生产3D NAND闪存产品。消息人士称，将拨款2800亿日元用于投资，其中日本政府出资高达929亿日元。而另一家铠侠-西部数据合资工厂也将于今年晚些时候开业。

还有，瑞萨电子、东芝和罗姆等也将在2024年先后建立晶圆制造厂。这将刺激日本国内半导体供应链的增长和发展，提高日本的芯片制造能力。

同时，2025年之后，日本将出现更多晶圆厂，包括美光科技位于广岛县的新1-gamma（1γ）DRAM生产厂。JSMC是力积电（PSMC）的晶圆制造子公司，与日本银行巨头SBI合作，计划在2027年部分完成后量产芯片。日本Rapidus也计划在2027年量产2nm芯片。台积电正评估兴建的日本第二座工厂将落脚熊本县。

因此，日本在巩固其半导体设备及原料的全球龙头地位之外，也在大批量兴建晶圆厂，将日本半导体产业延伸到制造领域。一旦，上述晶圆厂全部完工，大大提升日本在全球半导体制造领域的话语权，根据权威人士预计未来3-5年日本将成为全球最重要的半导体制造国家之一。

三、日本半导体产业逆袭之路在哪儿？

日本将重振半导体行业的希望，押注在其进一步发挥半导体材料和设备的优势，另外就是将目光聚焦到了芯片制造这块“兵家必争之地”。

但日本复兴半导体的希望有一个致命的缺陷——电子终端设备的式微，逐步在全球消费电子领域丧失话语权。而日本电子产业最大的竞争对手美国、中国、韩国，恰恰在终端优势明显，美国基本控制PC产业，中国与韩国主导手机产业，中美又几乎垄断电动汽车产业。

因此，真正击溃日本半导体产业的并不在于半导体本身，而在于如何重新振兴甚至占据电子消费终端的优势。

回过头再看中国的半导体产业，虽然面临极限的外部施压，但只要我们牢牢把控电子终端消费市场，主动权始终在我们手上，这是商业本质决定的——市场决定供应的发展方向，也影响技术的发展路径！