2040年，日本要上月球造芯片

电子发烧友网报道（文/黄山明）地球看来已经满足不了市场的芯片需求，一部分人已经开始考虑在太空中造芯片了。近日，Rapidus社长小池淳义在哈德逊研究所宣布设想2040年前后在月球建半导体工厂。

美国科技巨头IBM公司CEO阿文德·克里希纳也出席了会议，并为Rapidus公司提供技术支持。克里希纳还表示，IBM和Rapidus正在联合开展1nm级更先进芯片的研究和开发。

日本要上太空造芯片

这家Rapidus公司成立于2022年8月，但来头并不小，是由日本政府联合丰田、索尼、NTT、NEC、软银、电装等八家企业注资，2026年2月完成约2676亿日元政府与民间联合注资，日本政府成为最大股东。

可以认为Rapidus社长的说法，代表日本产业界的方向。并且在技术上，Rapidus的IIM-1试验线自2025年4月投运，已运行日本首台量产级EUV光刻机，2025年7月其在千岁产线上产出的2nm GAA原型达到预期电学特性。今年2月份，小池淳义还表示已经有超过60家公司在洽谈2nm产能。

此次Rapidus突然放出未来2040年要在月球建立半导体工厂的构想，还需要面对几个现实的约束。芯片制造是高度依赖水资源的产业，以台积电为例，2024年全球用水量约1.29亿立方米，单片12英寸晶圆清洗需约2吨超纯水。

而NASA已确认月球两极永久阴影区存在较高浓度的水冰，常年约40K可稳定保存，月极水冰可提供芯片制造必需的水资源，在月球就地取材，是降低长期运营成本的唯一理论解法。不过这一资源到底有多少，还需等待中国的嫦娥七号探测以后才能进一步确认。

除了水资源以外，太空中的特殊环境对于芯片制造确实有好处。例如在地球上，重力会引起熔体对流、杂质沉降，导致缺陷密度升高和掺杂不均。微重力环境下这些干扰消失，化合物半导体的晶体均匀性和良率显著提升。

目前，Voyager Technologies旗下的United Semiconductors（USLLC）已在ISS上验证，微重力环境生长的晶体，缺陷更少、均匀性更好、良率更高，这是地球上做不到的。

月球重力仅地球六分之一，重力驱动的对流、沉降大幅减弱。NASA研究显示微重力环境下晶体尺寸可增大2.2倍、缺陷密度降低10-1000倍、掺杂更均匀，ESA实验也表明缺陷密度可降低40%。

当然，这些增益属于轨道微重力环境，月面1/6g只能部分减弱对流，因此若真为工艺增益，正确选址其实应该是轨道站而非月球。

此外，芯片制造厂的洁净室和真空腔体是建设成本的大头，一座先进制程Fab动辄200亿美元，其中洁净室、真空泵、超纯水系统占很大比重。而太空中的真空环境，可以让GaN-on-sapphire、未掺杂硅、蓝宝石晶圆等直接暴露在太空真空中，省掉地面Fab最贵的真空系统之一。

Wingo的研究估算，仅“月球真空用于材料处理”一项的年度价值就可达数百亿美元。对做EUV光刻、外延生长、真空镀膜的厂商而言，这等于一个免费的、无限量的真空腔。

同时，月球极地或深空的低温背景是天然的散热器，对于未来高功耗算力芯片或量子计算芯片至关重要。

2040年真能在月球建设芯片制造工厂？

尽管在太空中建设芯片制造工厂有诸多好处，但如今之所以还没有一家真正的太空制造工厂，自然是因为现实中的困难更大。

一个很关键的问题在于运输成本，地月38万公里，每公斤载荷运输成本约10万美元，而一座先进制程Fab的核心设备，包括EUV光刻机、刻蚀机、离子注入机等等，动辄数十吨起步，仅设备运输就是数百亿美元级的投入。即便SpaceX星舰把发射成本降低至其承诺的200美元/公斤的水平，仍然是一个无底洞。

太空中的环境固然无尘而且能快速冷却，但也充满了辐射。例如月球没有大气层保护，高能宇宙射线直达地表，击中晶圆会造成单粒子烧毁，一颗价值不菲的先进制程芯片可能瞬间报废。这意味着整座工厂需要建设一套辐射屏蔽层，这又会大幅增加结构质量与发射成本。

虽然说太空很少有灰尘，但月球可是有不少尘土的。 NASA指出月尘颗粒极其尖锐、带电、无孔不入，阿波罗任务带回的所有样本箱密封件都被月尘磨坏。这对于那些精密到纳米的半导体制造设备而言，可能需要做到与地球上一样的防护级别，这时候就需要考虑其在太空中制造的优势能否弥补这些恶劣环境带来的困扰。

因此行业内的主流判断是，即便在2040年真的出现了月球半导体工厂，也不会是复制台积电的完整先进逻辑晶圆厂，更可能是先把最能利用太空环境、产品价值密度最高的环节送上去，再把高价值材料运回地球加工。

最值得思考的是，目前Rapidus连2nm量产都没落地，仅有早期意向，但没有和一家公司签署量产协议的情况下，就敢抛出2040年建设月球工厂。

当前，日本在逻辑半导体微型化竞争中已落后约二十年，而台积电、三星已进入2nm量产阶段。经产省自己的评估也承认，日本国内半导体企业无法生产比40nm更微细的逻辑半导体。

但Rapidus要在2027年直接交付2nm GAA。这不是追赶一代，而是跳过近十代。截至目前，Rapidus虽已锁定富士通、Tenstorrent等早期客户，但尚未获得任何全球头部厂商的批量订单承诺，没有量产订单，再厉害的技术也无法变现。

因此Rapidus交出了这份“月球晶圆厂”计划，还拉来了IBM CEO同台，本质上是一次面向华盛顿的资产申报，用阿尔忒弥斯框架下的太空盟友身份，换取IBM技术从2nm延伸至1nm/CFET、美国AI客户的潜在订单，以及约3万亿日元民间融资缺口上的美国资本参与。月球叙事是抵押品，地面订单才是真正的生死线。

更有意思的是，如果一家公司连2nm量产都交不出来，却敢谈论月面晶圆厂，这本身就是一种信号，它赌的是听众不会用工程标准去检验一个15年后的承诺，而会用政治标准去评估一个当下的战略姿态。

所以真正值得观察的不是月球计划本身，而是2027年千岁产线的交付结果。如果产线良率达标，首份量产协议落地，那么月球叙事就会从一个单纯的故事升级为卓有远见的布局。即便失败了，这个叙事也不会消失，因为那时它不再需要工程兑现，只需要政治续命。月球工厂的真正功能，从来不是生产芯片，而是生产时间。

总结

此次Rapidus突然抛出2040年的月球晶圆厂计划，显然并不是从工程角度出发的，因为更好的选址其实应该是在轨道站而不是放在月球上。日本在逻辑半导体领域落后约二十年，Rapidus试图跳过近十代制程，在2027年直接交付2nm GAA，但至今未获头部客户量产订单。

为破解这一困局，它抛出2040年月球工厂愿景，借IBM站台，向华盛顿递交投名状，用阿尔忒弥斯框架下的太空盟友身份，换取技术延伸、潜在订单与资本参与。

2040年，日本要上月球造芯片图1

声明：本文由电子发烧友原创，转载请注明以上来源。如需入群交流，请添加微信elecfans999，投稿爆料采访需求，请发邮箱wuzipeng@elecfans.com。

更多热点文章阅读

点击关注星标我们

将我们设为星标，不错过每一次更新！

2040年，日本要上月球造芯片图2 喜欢就奖励一个“在看”吧！