Rapidus، قهرمانِ ملیِ ژاپن در صنعتِ نیمههادی، با کارخانهای در چیتوزِ هوکایدو و هدفِ تولیدانبوهِ ۲۰۲۷ در تلاش است ژاپن را به صفِ تولیدکنندگانِ پیشروِ تراشه بازگرداند. این شرکت که نخستینِ تولیدکنندهٔ جدیدِ تراشههای پیشرفته در دهههای اخیر محسوب میشود و از فناوریِ EUV و نمونهٔ اولیهٔ ۲نانومتریِ GAA برخوردار است، هنوز مشتریِ پرحجمِ متعهدی جذب نکرده است. در این گزارش، نقشهراهِ Rapidus و چالشها و فرصتهای آن بررسی میشود.
IIM-1؛ قلبِ تپندهٔ پروژه
کارخانهٔ IIM-1 (Innovative Integration for Manufacturing) در سپتامبرِ ۲۰۲۳ در منطقهٔ بیبیِ چیتوز کلنگزنی شد و اتاقِ تمیزِ آن در ۲۰۲۴ تکمیل شد. ASML در دسامبرِ ۲۰۲۴ یک اسکنرِ TWINSCAN NXE:3800E را تحویل داد؛ این اولینِ سیستمِ EUVِ درجهٔ تولیدانبوهِ نصبشده در ژاپن است. این ابزار اولینِ نوردهیِ خود را در ۱ آوریلِ ۲۰۲۵ انجام داد و خطِ آزمایشی نیز در همان ماه راهاندازی شد.
Rapidus تولیدانبوه را برای سالِ ۲۰۲۷ هدفگذاری کرده است؛ اما این تاریخ بدون جزئیاتِ بیشتر اعلام شده است. برنامهٔ تجاریِ شرکت به آغازِ تولید در نیمهٔ دومِ سالِ مالیِ ۲۰۲۷ و رسیدن به ظرفیتِ کامل در ۲۰۲۸ اشاره دارد. ظرفیتِ اولیه حدودِ ۶۰۰۰ ویفر در ماه خواهد بود که در سالِ اول به ۲۵۰۰۰ ویفر در ماه افزایش مییابد. این افزایشِ چهاربرابری برای کاهشِ هزینهٔ هر ویفر ضروری است.
موقعیتِ IIM-1 در چیتوز مزایای متعددی دارد: آبِ فراوان برای تمیزکاریِ ویفر، آبوهوایِ خنک که بارِ خنککنندگی را کاهش میدهد، و پتانسیلِ بالای انرژیِ تجدیدپذیر از باد، خورشید و برقِ آبی. مقاماتِ محلی و استانی نیز ابتکارِ «درهٔ هوکایدو» را برای ایجادِ یک خوشهٔ نیمههادی در منطقه راهاندازی کردهاند.
فرآیندِ ۲نانومتری؛ از IBM تا هوکایدو
گرهٔ ۲نانومتریِ Rapidus یک طراحیِ نانوورق با گیتِ تماممحور (GAA) است که از فرآیندِ ۲نانومتریِ IBM در ۲۰۲۱ مشتق شده و حاصلِ مشارکتِ امضاشده در دسامبرِ ۲۰۲۲ است. مهندسانِ Rapidus در مجتمعِ Nanotechِ آلبانی در نیویورک در کنارِ IBM کار کردند تا این گره را یاد بگیرند. بیش از ۱۵۰ مهندسِ Rapidus در ۲۰۲۳ و ۲۰۲۴ به آلبانی اعزام شدند و حدودِ ۸۰ نفر بعداً به چیتوز بازگشتند تا فرآیند را برای تولید انتقال دهند.
تمایزِ اصلیِ Rapidus در جریانِ ساخت است. IIM-1 از پردازشِ تکویفر استفاده میکند؛ دادههایِ هر ویفر به مدلهایِ هوشمصنوعی تغذیه میشود تا یادگیریِ بازده را تسریع کند و زمانِ چرخش را در مقایسه با پردازشِ دستهایِ رقبای بزرگی مانند TSMC و سامسونگ کاهش دهد. کیتِ طراحیِ فرآیند (PDK)ِ ۲نانومتری در سهماههٔ اولِ ۲۰۲۵ به مشتریانِ اولیه رسید، اما Rapidus هنوز رقمِ بازده را منتشر نکرده است.
چالشها و فرصتها
با وجودِ پیشرفتهایِ فنی، Rapidus با چالشِ بزرگی روبهرو است: نبودِ مشتریِ متعهد به حجمِ بالا. مدیرعاملِ شرکت، آتسویوشیِ کوئیکه، اعلام کرده است که بیش از ۶۰ شرکت در حالِ مذاکره هستند؛ اما هیچیک توافقنامهٔ حجمی امضا نکردهاند. این موضوع ریسکِ بالایی برای پروژه ایجاد میکند، زیرا کلِ تولید به یک کارخانه وابسته است.
با این حال، حمایتِ دولتِ ژاپن و پتانسیلِ بالای فناوری امیدها را زنده نگه داشته است. Rapidus از بودجهٔ ۲۶۷٫۶ میلیاردِ ینِ دولتی بهرهمند شده و برنامههایِ بلندپروازانهای برای بستهبندیِ پیشرفته و چیپلتها دارد. برای اطلاعاتِ بیشتر دربارهٔ فناوریِ GAA، میتوانید به «ویکیپدیا» مراجعه کنید.
نتیجهگیری
Rapidus با راهاندازیِ IIM-1 و تعیینِ مهلتِ ۲۰۲۷ ریسکِ بزرگی پذیرفته است؛ اما حمایتِ دولتی و پتانسیلِ فناوریِ ۲نانومتری میتواند ژاپن را به جایگاهِ رقابتی در صنعتِ نیمههادی بازگرداند. موفقیتِ پروژه وابسته به جذبِ مشتریانِ متعهد، افزایشِ بازده و رسیدن به ظرفیتِ اقتصادیِ تولید است.
