De mondiale race om vooruitstrevende halfgeleiders heeft een nieuwe speler die vastbesloten is tijd te winnen: Rapidus. Het Japanse foundry, gesteund door de industriële ambitie van het land, bereidt zich voor op een sprong die slechts enkele jaren geleden nog onwaarschijnlijk leek: het produceren van 2 nm-chips in de tweede helft van het fiscale jaar 2027. Dit met een agressieve eerste opschaling en een bijna obsessieve focus op rendement (yield), aangezien op zulke geavanceerde nodes de grens tussen aankondiging en duurzame business ligt.
De route die wordt uitgestippeld rond hun fabriek in Chitose (Hokkaido) plaatst Rapidus in het centrum van het “herleven” van de Japanse halfgeleiderindustrie: niet alleen als technologisch project, maar ook als strategische zet om de afhankelijkheid van buitenlandse leveranciers te verminderen in een wereld vol geopolitieke spanningen en een toenemende vraag naar chips voor AI, automotive en kritieke systemen.
Een ambitieus opschalingsplan… met een stil gevaar: het yield-probleem
Volgens berichten uit Japan voorziet het volumeplan in een initiële maandelijkse productie van zo’n 6.000 wafers, met de doelstelling om in het eerste grote operationele jaar op te schalen naar ongeveer 25.000 wafers per maand. Die capaciteitssprong betekent, op papier, een verviervoudiging van de output. In de praktijk ligt de focus echter waar het pijn doet: de yield verhogen terwijl honderden processtappen, metrologie en inspectie gestabiliseerd worden.
In geavanceerde fabricage is yield geen bijkomstigheid: het is het verschil tussen een chip die “X” kost en een die “3X” kost. Rapidus begrijpt dit zeer goed. Daarom draait een aanzienlijk deel van de industriële discussie om het gelijktijdig inzetten van vele tools (men spreekt van meer dan 200 apparatuur tijdens de ramp-up) en geavanceerde procescontrole om te voorkomen dat de schaalvergroting een permanente knelpunt wordt.
Van prototype naar fabriek: de mijlpaal van 2 nm in Chitose
Rapidus probeert al maanden iets cruciaals te bewijzen: dat haar lijn niet alleen een strategische investering is, maar ook een werkende fabriek. Specialisaties meldden dat het bedrijf testproductie van 2 nm GAA-transistorstructuren startte in haar faciliteiten, een belangrijke stap om tools en procesflows te valideren voor de doelstelling van 2027.
Deze aanpak heeft een interessante nuance: Rapidus investeert in een single-wafer processing-model (waarbij wafers individueel worden bewerkt) in de front-end. Het doel is om de fijne controle te verbeteren, aanpassingen te versnellen, anomalieën eerder te detecteren en meer nuttige data te verzamelen voor optimalisatie, zelfs met behulp van geavanceerde analysetechnieken. De kosten zijn duidelijk zichtbaar (meer complexiteit en mogelijk lagere throughput), maar de inzet is helder: bij 2 nm is processtabiliteit goud waard.
Bovendien voorziet het bedrijf de lancering van een cruciaal element voor het ecosysteem: een PDK (Process Design Kit), zodat ontwerpers kunnen beginnen met prototyping, regels kunnen verkennen en toekomstige tape-outs kunnen voorbereiden.
Zonder orders geen fabriek: de commerciële druk begint nu
De technologische ambitie solo betaalt echter niet de rekening van een cleanroom. Rapidus heeft contracten nodig. Daar speelt een tweede grote factor: het aantrekken van topklanten om de benutting van de fabriek te waarborgen zodra de productie op grote schaal start.
In 2025 meldde Reuters dat Rapidus in gesprek was met grote techbedrijven (waaronder Apple en Google), met het oog op productie van geavanceerde chips in 2027. In een markt die op zoek is naar alternatieven in de supply chain, wordt dit een belangrijke strategie.
Daarnaast speelt de politieke en industriële component een rol: Japan heeft financiële middelen en een verhaal klaarliggen. Volgens dezelfde berichten was het plan dat de overheid 200 miljard yen zou investeren in dat fiscale jaar om de doelstelling van commerciële productie in 2027 te ondersteunen.
Automatisering en back-end: de andere kern van de strijd
Waar front-end de kern vormt van lithografie en fabricage, wordt back-end (snijden, assembleren, testen) dé plek waar efficiëntie gewonnen of verloren gaat. In Japan wordt gesproken over een strategie van Rapidus gericht op geavanceerde automatisering van de back-end en technologieën zoals chiplets, waarmee verschillende blokken (CPU, geheugen, accelerators, I/O) geïntegreerd kunnen worden in één systeem op eenzelfde substrate.
Deze boodschap sluit aan bij wereldwijde trends: de industrie concurreert niet alleen op het node, maar ook op package, volledige keten en het vermogen om te industrialiseren zonder onbetaalbare kosten en tijdsverliezen.
De onderliggende strategie: soevereiniteit, AI en een zeer korte kansenvenster
Rapidus probeert een zeldzame kans te benutten: de wereld wil meer geavanceerde capaciteit, maar wil niet afhankelijk worden van een enkele industriële hefboom. Het is echter een delicate timing. Het plan vereist dat drie zaken gelijktijdig gebeuren:
- Technologie: dat het proces zich verder ontwikkelt en de yield op een commercieel haalbaar niveau komt.
- Schaal: dat de opschaling niet wordt gehinderd door integratieproblemen, onderhoud of variabiliteit.
- Vraag: dat er klanten komen met voldoende volume om de fabriek te ondersteunen.
Wanneer een van deze onderdelen faalt, kan het project stranden op een “technologische mijlpaal” zonder concrete zakelijke vertaling. Lukt alles, dan zou Japan weer kunnen deelnemen aan de wereldtop van geavanceerde fabricage met een eigen speler, niet alleen als leverancier van materialen, apparatuur of componenten.
Veelgestelde vragen
Wat betekent “2 nm” en waarom is het zo belangrijk?
Het is een commerciële aanduiding die verwijst naar een generatie van geavanceerdere fabricatietechnologieën. In de praktijk vertaalt het zich vaak in verbeteringen in energie-efficiëntie en prestaties, essentieel voor AI, mobiele apparaten, servers en embedded systemen.
Waarom vormt yield bij geavanceerde nodes de grootste uitdaging?
Omdat het bepaalt hoeveel “goede” chips eruit komen per wafer. Bij lage yield stijgen de kosten per chip drastisch en wordt schaalvergroting met behoud van marges lastig.
Wat is een PDK en waarom trekt dat klanten als er nog geen volume is?
Het PDK is het pakket met regels, modellen en bibliotheken waarmee ontwerpen voor een specifiek proces kunnen worden gemaakt. Het vroegtijdig beschikbaar maken helpt klanten en partners bij het voorbereiden van prototypes en productplannen.
Waarom worden chiplets en geavanceerde packaging zo vaak genoemd?
Omdat een groot deel van de prestatieverbetering nu niet alleen van het node afhangt, maar ook van de integratie van verschillende blokken (CPU, geheugen, accelerators, I/O) in één pakket, wat flexibiliteit en kosten kan verbeteren.
via: digitimes en wccftech