日本半导体企业Rapidus于本周五宣布，已在其IIM-1工厂启动采用2纳米全环绕栅极晶体管（GAA）结构的测试晶圆原型制造。该公司证实，早期测试晶圆已获得预期电气特性，这意味着其晶圆厂设备运行符合预期，工艺技术开发进展顺利。
晶圆厂内的测试飞行
原型制造是半导体生产的重要里程碑，旨在验证采用新技术制造的早期测试电路是否具备可靠、高效的性能表现。
目前Rapidus正在测量测试电路的电气特性，包括阈值电压（晶体管开始导通的电压）、驱动电流（导通时通过的电流量）、漏电流（晶体管关闭时的非预期电流）以及亚阈值斜率（器件从关闭到导通状态的转换锐度）等参数。其他重要特性还包括开关速度、功耗和电容值。出于商业保密考虑，Rapidus未公布具体数据，但测试晶圆在产线流动这一事实本身已具重要意义。
自2023年9月动工以来，IIM-1工厂建设进展神速。洁净室于2024年完工，截至2025年6月，该工厂已接入超过200台设备，包括先进的DUV和EUV光刻机。Rapidus在2024年12月安装了先进EUV设备，并于2025年4月成功完成首次曝光。目前该工厂已具备测试晶圆生产能力，使工程师能够通过测量GAA电路的电气特性来识别潜在工艺问题，优化设备参数与制程步骤。
全流程单晶圆处理技术
Rapidus在公告中特别指出，其IIM-1工厂将采用“单晶圆处理”模式——这是一种让每片晶圆在全部前端工艺步骤中独立完成处理与检测的半导体制造方法。
目前英特尔、三星和台积电等巨头通常混合使用批量处理与单晶圆处理技术：对EUV/DUV光刻、等离子蚀刻、原子层沉积等关键步骤采用单晶圆处理，而对氧化、离子注入、清洗及退火等环节则采用批量处理。
Rapidus计划在所有工艺环节（包括氧化、离子注入、图形化、沉积、蚀刻、清洗及退火等）实施单晶圆处理。该公司表示，这种方法能实现对每项操作的精准控制，工程师可根据单晶圆的实时状况调整参数、快速纠错，而无需等待整批晶圆完成。相较于混合处理模式，单晶圆技术还能生成更丰富的高分辨率数据，这些数据可用于训练监控制造流程的AI算法，通过持续工艺改进（CPI）降低缺陷密度，以及通过统计过程控制（SPC）减少性能波动。此外，该技术还能灵活调整生产规模，这对旨在服务中小客户的Rapidus尤为重要。
当然，这种技术也存在权衡：单晶圆处理会降低单台设备产能，可能延长生产周期并增加成本；所需设备更精密昂贵，且晶圆在工序间的独立调度会增加管理复杂度。但Rapidus认为，从长远来看，其在缺陷控制、良率提升和自适应工艺优化方面的优势，将使该技术成为2纳米及更先进工艺芯片生产的战略选择。
为支持早期客户，Rapidus计划于2026年第一季度发布首个工艺设计套件（PDK）版本，同时正在IIM-1工厂建设客户芯片设计原型开发所需的基础设施。
