# Rapidus 二奈米發展與 TSMC 外流事件深度研究報告

## 研究摘要

本報告深入分析日本 Rapidus 公司的 2nm 半導體技術發展，以及 2025 年 TSMC 技術外流事件的關聯性。透過多輪資料收集與分析，釐清兩者之間的關係，並探討對全球半導體產業格局的影響。

## 🎯 核心發現

### 1. Rapidus 技術來源合法性確認

#### IBM 正式授權合作
- **合作時間**：2022 年 12 月正式簽約
- **技術內容**：IBM 2nm GAA（Gate-All-Around）奈米片技術完整授權
- **合作模式**：IBM 派遣約 10 名工程師進駐 Rapidus 北海道工廠
- **未來展望**：IBM 計劃與 Rapidus 合作開發 sub-1nm 技術

#### 技術路線差異
- **Rapidus**：採用 IBM GAA 奈米片架構（Nanosheet）
- 水平通道設計
- 閘極完全包圍通道
- 預期性能提升 45%，功耗降低 75%
- **TSMC**：使用 FinFET 演進技術
- 垂直鰭式結構
- 三面閘極包圍
- 成熟製程，良率優勢明顯

#### 時間線證據
- 2022 年 8 月：Rapidus 成立
- 2022 年 12 月：與 IBM 簽署合作協議
- 2025 年 4 月：計劃開始試產
- 2025 年 7-8 月：TSMC 外流事件發生
- 2027 年：目標量產

### 2. TSMC 外流事件關鍵細節

#### 涉案人員與過程
- **涉案人數**：9 人涉入調查，3 人被捕
- **身份背景**：
- 2 名 TSMC 現任員工（已開除）
- 1 名前 TSMC 員工（現職於 Tokyo Electron）
- 6 名 R&D 人員被調職
- **作案手法**：使用手機拍攝和記錄敏感數據

#### 洩露內容分析
- **資料類型**：數百張 2nm 製程整合技術照片
- **技術層面**：
- 製程整合流程（Process Integration）
- 非核心電路設計
- 生產參數和工藝細節
- **實際價值**：對競爭對手直接應用價值有限，但可用於競爭情報分析

#### 法律與處罰
- **適用法律**：台灣新國家安全法（首次應用於營業秘密案）
- **保護範圍**：14nm 以下半導體技術列為「國家核心技術」
- **刑責**：最高 12 年徒刑及 300 萬美元罰金
- **企業回應**：TSMC 零容忍政策，已提起法律訴訟

### 3. Tokyo Electron 的微妙角色

#### 複雜的商業關係

TSMC <--供應商關係--> Tokyo Electron <--股東關係--> Rapidus
         |                    |                         |
    2024優秀獎            涉案員工                 董事長關聯

#### 關鍵人物連結
- **Tetsuro Higashi**：
- 前職：Tokyo Electron 社長
- 現職：Rapidus 董事長
- 影響：產業內深厚人脈網絡

#### TEL 官方回應
- 立即開除涉案員工
- 聲稱公司層面不知情
- 強調遵守法律與道德標準
- 繼續與 TSMC 和 Rapidus 保持業務關係

## 🌏 地緣政治背景分析

### 日本半導體復興「國家專案」

#### 投資規模（2022-2025）
| 國家/地區 | 投資金額 | 佔 GDP 比例 |
|----------|---------|------------|
| 日本 | 3.9 兆日圓（257億美元） | 0.71% |
| 美國 | 520 億美元 | 0.21% |
| 德國 | 200 億歐元 | 0.41% |
| 法國 | 54 億歐元 | 0.20% |

#### 雙軌戰略實施

##### 防禦軌道：TSMC 熊本廠
- **投資規模**：1.2 兆日圓
- **政府補助**：40% 以上
- **合作夥伴**：Sony、Denso
- **生產技術**：28nm、22nm、16nm、12nm
- **開始量產**：2024 年第四季
- **戰略意義**：確保成熟製程穩定供應

##### 進攻軌道：Rapidus 計畫
- **目標**：搶攻 2nm 及以下先進製程
- **特色**：短交期（Short TAT）客製化生產
- **市場定位**：高性能運算、AI、6G 通訊
- **競爭策略**：差異化競爭，避免與 TSMC 正面對抗

### 歷史脈絡：日本半導體的興衰

#### 輝煌時期（1980 年代）
- **全球市占率**：超過 50%（1988 年高峰）
- **技術領先**：DRAM 記憶體主導地位
- **成功因素**：
- 政府支持的 VLSI 計畫
- 企業聯合研發（Super LSI 專案）
- 製造技術創新

#### 衰退原因（1990-2020）
1. **1985 廣場協議**：日圓急速升值，出口競爭力下降
2. **美日半導體協議**：市場份額限制，扼殺成長動能
3. **策略失誤**：
- 錯過個人電腦時代的邏輯晶片轉型
- 堅持 IDM 模式，未適應 Fabless-Foundry 分工
- 過度依賴國內市場
4. **投資不足**：泡沫經濟破裂後研發投資銳減

#### 復興契機（2020 年代）
- **地緣政治**：美中科技戰創造機會
- **供應鏈重組**：疫情暴露供應鏈脆弱性
- **技術突破**：GAA 技術提供彎道超車機會
- **政府決心**：前所未有的財政支持

## ⚡ 技術競爭態勢分析

### 2nm 技術比較

| 項目 | TSMC N2 | Samsung 2nm | Rapidus 2nm | Intel 20A |
|------|---------|-------------|-------------|-----------|
| **量產時程** | 2025 H2 | 2025 H1 | 2027 | 2024 (已取消) |
| **技術架構** | FinFET → GAA | GAA MBCFET | GAA Nanosheet | RibbonFET |
| **製程良率** | 60% | 40% | 未知 | N/A |
| **EUV 層數** | 20+ | 20+ | 全程 EUV | PowerVia |
| **主要客戶** | Apple, NVIDIA | 自用為主 | 日本企業 | 自用 |
| **產能規劃** | 大規模 | 中等規模 | 小規模 | 已暫停 |

### 技術難度與挑戰

#### GAA 技術挑戰
1. **製程複雜度**：
- 多層奈米片堆疊精度要求極高
- 閘極環繞均勻性控制困難
- 熱管理挑戰增加

2. **良率提升**：
- 缺陷密度控制
- 製程窗口優化
- 設備精度要求提升

3. **成本控制**：
- EUV 設備投資巨大（每台超過 2 億美元）
- 材料成本上升
- 研發投入持續增加

### 市場應用與需求

#### 2nm 晶片主要應用
- **人工智慧**：訓練與推理晶片
- **高性能運算**：數據中心處理器
- **行動裝置**：旗艦手機處理器
- **汽車電子**：自動駕駛晶片
- **6G 通訊**：基站與終端設備

## 🔍 事件影響評估

### 短期影響（6-12 個月）

#### 產業層面
- **信任危機**：
- 台日半導體合作蒙上陰影
- 供應商與客戶關係緊張
- 跨國技術合作審查加嚴

- **安全強化**：
- 各廠商升級保密措施
- 內部監控系統強化
- 人員背景調查加強

- **法律震懾**：
- 新國安法應用先例確立
- 其他國家可能跟進立法
- 企業合規成本增加

#### 市場反應
- 相關公司股價短期波動
- 投資人信心受影響
- 產業併購活動可能放緩

### 長期影響（2-5 年）

#### 供應鏈重組

全球化生產 → 區域化製造 → 友岸外包（Friend-shoring）
     ↓            ↓              ↓
 成本優先    安全優先      價值觀聯盟

#### 技術發展路徑
1. **技術封鎖加劇**：
- 核心技術不再共享
- 平行研發體系形成
- 創新速度可能放緩

2. **區域技術聯盟**：
- 美日歐技術聯盟
- 中國自主發展路線
- 其他區域尋求平衡

3. **成本上升壓力**：
- 重複投資增加
- 規模經濟效益降低
- 終端產品價格上漲

### 對台灣的影響

#### 機會
- TSMC 技術領先地位更受重視
- 政府支持力度可能加大
- 國際合作談判籌碼增加

#### 挑戰
- 技術保護壓力增大
- 人才流失風險上升
- 地緣政治風險加劇

## 📊 關鍵結論與判斷

### 1. 事件性質判定

**結論**：無直接關聯證據
- Rapidus 技術來源合法且可追溯（IBM 授權）
- 外流時間點晚於 Rapidus 技術合作確立
- 技術路線差異大，直接應用價值有限
- 無證據顯示 Rapidus 管理層知情或參與

### 2. 技術競爭評估

**TSMC 優勢維持**：
- 2 年時間領先優勢
- 良率優勢明顯（60% vs 40%）
- 客戶基礎穩固
- 生態系統完整

**Rapidus 挑戰重重**：
- 2027 年量產目標激進
- 缺乏量產經驗
- 客戶基礎薄弱
- 但有政府全力支持

### 3. 產業格局判斷

**短期（1-2 年）**：
- TSMC 維持絕對領先
- Samsung 努力追趕
- Intel 策略調整
- Rapidus 仍在建設期

**中期（3-5 年）**：
- 多極化格局形成
- 區域供應鏈確立
- 技術差距可能縮小
- 新玩家可能出現

**長期（5-10 年）**：
- 技術發展可能放緩
- 成本成為關鍵因素
- 新技術路線可能突破
- 地緣政治影響持續

## 🔮 未來展望與建議

### 產業發展趨勢

1. **技術演進**：
- 1.4nm、1nm 節點競爭
- 3D 封裝技術重要性提升
- 新材料（如 2D 材料）探索
- 量子運算可能改變遊戲規則

2. **商業模式**：
- 客製化生產增加
- 系統級解決方案
- 軟硬體協同設計
- 服務化趨勢

3. **合作模式**：
- 技術聯盟深化
- 標準制定競爭
- 人才爭奪加劇
- 供應鏈韌性優先

### 對各方的建議

#### 對台灣/TSMC
1. 持續技術創新投入
2. 強化技術保護機制
3. 深化國際合作關係
4. 培養本土人才梯隊
5. 提升供應鏈安全性

#### 對日本/Rapidus
1. 務實調整量產時程
2. 專注差異化市場
3. 強化與 IBM 合作深度
4. 建立客戶信任關係
5. 避免正面價格競爭

#### 對產業觀察者
1. 關注技術突破而非宣傳
2. 重視良率數據
3. 追蹤客戶訂單動向
4. 評估地緣政治風險
5. 長期價值投資思維

## 📚 參考資料

### 主要資料來源

#### Rapidus 相關
1. [IBM eyes deeper partnership with Rapidus for sub-1nm chip development](https://www.digitimes.com/news/a20250630VL209/ibm-rapidus-partnership-2nm-production.html) - DigiTimes, 2024
2. [Rapidus and IBM Expand Collaboration to Chiplet Packaging Technology](https://newsroom.ibm.com/2024-06-03-Rapidus-and-IBM-Expand-Collaboration-to-Chiplet-Packaging-Technology-for-2nm-Generation-Semiconductors) - IBM Newsroom, 2024
3. [Japan's Pursuit of a Game-Changing Technology and Ecosystem](https://www.japan.go.jp/kizuna/2024/03/technology_for_semiconductors.html) - Japan.go.jp, 2024
4. [Rapidus 2nm ? What's Next for Japan Semiconductor](https://tspasemiconductor.substack.com/p/rapidus-2nm-whats-next-for-japan) - TSP Semiconductor, 2024
5. [Japanese Semiconductor Manufacturer Races Toward 2nm](https://www.trendforce.com/news/2025/07/09/news-japanese-semiconductor-manufacturer-races-toward-2nm-backed-by-ibm/) - TrendForce, 2025

#### TSMC 外流事件
1. [TSMC fires employees suspected of stealing chip trade secrets](https://ktar.com/arizona-business/tsmc-fires-employees-secrets/5736404/) - KTAR News, 2025
2. [Ex-TSMC staff arrested over alleged chip trade secret theft](https://appleinsider.com/articles/25/08/05/ex-tsmc-staff-arrested-over-alleged-chip-trade-secret-theft) - AppleInsider, 2025
3. [Three detained in Taiwan for allegedly stealing TSMC chip secrets](https://www3.nhk.or.jp/nhkworld/en/news/20250806_01/) - NHK World, 2025
4. [TSMC employees arrested, could face up to 12 years in jail](https://www.yahoo.com/news/articles/tsmc-employees-arrested-could-face-112902613.html) - Yahoo News, 2025
5. [Tokyo Electron sacks Taiwan employee over TSMC tech leak](https://www.straitstimes.com/asia/east-asia/tokyo-electron-sacks-taiwan-employee-over-tsmc-tech-leak) - The Straits Times, 2025

#### 產業分析
1. [The renaissance of the Japanese semiconductor industry](https://www.brookings.edu/articles/the-renaissance-of-the-japanese-semiconductor-industry/) - Brookings Institution, 2024
2. [Japan Seeks to Revitalize Its Semiconductor Industry](https://www.csis.org/analysis/japan-seeks-revitalize-its-semiconductor-industry) - CSIS, 2024
3. [TSMC's 2nm Data Leak Exposes Fragile Triangle](https://www.trendforce.com/news/2025/08/06/news-tsmcs-2nm-data-leak-exposes-fragile-triangle-tel-rapidus-and-taiwan-japan-chip-clash/) - TrendForce, 2025
4. [Japan Bets on Rapidus for Chip Independence](https://spectrum.ieee.org/rapidus-japan-semiconductor) - IEEE Spectrum, 2025
5. [Clash of the Foundries: Gate All Around + Backside Power at 2nm](https://semianalysis.com/2024/10/01/clash-of-the-foundries/) - SemiAnalysis, 2024

### 技術文獻
1. [Rapidus and IBM reach new milestone on 2 nm chip production](https://research.ibm.com/blog/rapidus-ibm-move-closer-to-scaling-out-2-nm-chip-production) - IBM Research Blog, 2024
2. [TSMC N3 and N2 Nodes: Shaping the Next Era of Chip Manufacturing](https://tspasemiconductor.substack.com/p/tsmc-n3-and-n2-nodes-shaping-the) - TSP Semiconductor, 2024
3. [IBM Unveils World's First 2nm Chip with Nanosheet Tech](https://www.tomshardware.com/news/ibm-unveils-worlds-first-2nm-chip-with-nanosheet-tech-intel-and-samsung-to-benefit) - Tom's Hardware, 2021
4. [2 nm process - Wikipedia](https://en.wikipedia.org/wiki/2_nm_process) - Wikipedia, 2025

### 延伸閱讀建議
1. 日本半導體產業史相關書籍
2. 美中科技戰與半導體產業報告
3. GAA 技術發展白皮書
4. 各大廠商財報與技術發表會資料
5. 產業研究機構定期報告（TrendForce, IC Insights, Gartner）

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**報告完成日期**：2025 年 8 月 7 日
**資料時效性**：截至 2025 年 8 月最新公開資訊