ラピダス、2nm半導体の量産は成功するのか？日本の半導体産業の未来とは！？
💡 日本の半導体産業の現状と課題について解説します。
💡 ラピダスが目指す2nm半導体量産について説明します。
💡 日米協力による半導体サプライチェーン強化の重要性について考察します。
それでは、半導体業界の現状と、日本におけるラピダスの取り組みについて詳しく見ていきましょう。
半導体業界の巨人たち
TSMCの技術革新は、半導体業界全体に大きな影響を与えていますね。
✅ TSMCはN3ノードの拡張バージョンを提供することで、顧客の需要に対応していく方針です。従来のように2年おきに新しいノードをリリースすることは難しくなっているため、性能向上や消費電力削減などのニーズに対応するため、N3ノードをベースとした複数のバージョンを提供することで対応します。
✅ TSMCは2025年後半にN2ノード半導体の量産を開始する予定ですが、N2ノードは新しいテクノロジーを採用するため、製造コストの上昇や設計方法の変更などが予想されます。そのため、多くの顧客はN2ノードが登場した後も数年はN3ノードを採用し続けることが予想されます。
✅ N3Eノードと比較して、N2ノードは消費電力が25～30％減少し、パフォーマンスが10～15％向上しています。しかし、トランジスタ密度は10％ほどしか向上しておらず、N3Sノードと比較するとその差はさらに小さくなります。
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GIGAZINE（ギガジン）出典/画像元: https://gigazine.net/news/20220617-tsmc-reveals-2nm-node/TSMCは、世界をリードする半導体製造企業として、今後の技術革新にも期待がかかりますね。
＊TSMCは、ファウンドリー企業として世界をリードしており、2022年末に約6170億個の半導体を生産。市場シェアは約9割を占めています。＊インテルは、名門企業ですが、2nmプロセス技術の開発で遅れを取っています。2005年から2009年にかけて2万人の社員を削減したことが、その一因とされています。現在も5nm相当の「intel4」の立ち上げに苦労しています。
へぇー、TSMCってスゴイんやな！
うむ、TSMCは世界でもトップクラスの半導体メーカーじゃな。
あら、インテルさん、ちょっとお疲れ気味みたいね。でも、昔は輝いてたわよね。
ラピダスの挑戦と課題
ラピダスの挑戦は、日本の半導体産業にとって大きな意味を持つと思います。
✅ ラピダスは、2027年までに2nmを量産する目標を掲げ、北海道千歳工場の起工式を開催しました。同社は社員数を200人を超え、優秀なエンジニアが集まっていると説明していますが、筆者は半導体最先端技術開発には十分な人員が必要だと主張しています。
✅ 筆者は、過去に最先端微細化技術開発で成功し、その後失速したインテルの事例を挙げ、最先端技術開発には膨大な技術者が必要であると主張しています。インテルは、2005年から2009年にかけて2万人の社員を削減した結果、2016年から微細化技術開発で遅れを取り始め、現在もTSMCに遅れをとっています。
✅ インテルの事例から、最先端技術開発には継続的な投資と人材確保が不可欠であることがわかります。ラピダスが目標達成のためには、現状の規模では不十分であり、今後大幅な人員増加と技術開発への投資が必要であると筆者は訴えています。
さらに読む ⇒ビジネスジャーナル出典/画像元: https://biz-journal.jp/company/post_359098.htmlラピダスは、人材確保と技術開発への投資が今後の成功を左右するでしょう。
＊ラピダスは、最先端の2nm半導体の量産を目指して設立されました。IBMやimecと提携して2nm世代の要素技術を獲得しています。＊しかし、ラピダスはDTCO（設計と製造の協調開発）を行うには規模が小さく、TSMCやサムスンなどの他社との競争が困難とみられています。また、ビジネス面では、日立色が強く競合他社からの製造委託が得られにくい、設計上流側のサポートが不足している、製造コストが高いなどの課題も指摘されています。
え、ラピダスって、まだそんなに人数おらんの？大丈夫なんか？
うむ、ラピダスは新しい挑戦やけん、応援しとかんとね！
あら、ラピダスさん、頑張ってね。若いもんには、夢と希望が必要よ。
次世代トランジスタの展望
次世代トランジスタ技術は、半導体のさらなる進化を加速させますね。
公開日:2021/07/14
✅ 2020年のIEDMでは、3nm以下のCMOSスケーリングを実現するための革新的な技術要素について議論されました。特に、デバイスアーキテクチャ、寄生容量、材料に関する議論が活発に行われました。
✅ 講演では、従来のFinFETからより先進的なゲート・オール・アラウンド構造である「ゲート・オール・アラウンドFET」や「ナノシートFET」へと移行する必要性が強調されました。これらの新しいアーキテクチャは、従来のFinFETよりもスケーラビリティが高く、リーク電流を抑制するのに役立ちます。
✅ 3nm以下のスケーリングを実現するためには、材料の開発も重要です。講演では、高誘電率材料や高移動度材料、新しい金属材料など、様々な材料に関する研究成果が発表されました。これらの材料は、デバイスの性能向上や消費電力削減に貢献する可能性があります。
さらに読む ⇒EE Times Japan出典/画像元: https://eetimes.itmedia.co.jp/ee/articles/2106/24/news032.htmlCFETやフォークシートなどの技術開発は、今後の半導体業界の競争を激化させる可能性があります。
＊CFETやフォークシートなどの次世代トランジスタ構造が開発され、半導体の集積化が加速しています。＊CFETは、トランジスタにおける究極のデバイス構造とされており、トランジスタのさらなる集積化を可能にします。フォークシートは、小型化に優れ、集積化にもつながります。＊ラピダスも将来的にこれらの技術への対応が必要とされています。
わー、なんか難しい話やな。でも、将来はもっとすごいスマホとかできるんかな？
うむ、技術革新は素晴らしいじゃな！未来が楽しみじゃ！
あら、どんどん進化していくのね。でも、おばあちゃんには、昔の方がシンプルでよかったわ。
日米の思惑とラピダスの設立
日米間の協力は、半導体産業の安定化に大きく貢献するでしょう。
公開日:2022/05/24
✅ 日米首脳会談では、次世代半導体開発やサプライチェーン構築における協力強化が確認され、中国への依存脱却を進める経済安保強化を目的としている。
✅ 半導体は産業全体を支える重要な部品であり、特に最先端技術の開発を巡る米中覇権争いの主戦場となっている。
✅ 米国は中国の技術覇権に対抗するため、日本との協力強化を進め、サプライチェーンの安定化と先端技術開発の競争力を強化しようとしている。
さらに読む ⇒ニュースサイト出典/画像元: https://mainichi.jp/articles/20220523/k00/00m/020/270000c中国への依存脱却は、経済安全保障の観点からも重要な課題です。
＊米国は、中国リスクに対抗するため、日本に半導体サプライチェーンの協力要請を行いました。＊日米半導体協力基本原則に基づき、ラピダスが設立されました。ラピダスは、政府から最大9200億円の支援を受ける予定です。
へぇー、なんか政治的な話やな。でも、日本も頑張ってほしいわ！
うむ、日米協力は重要じゃな！半導体産業も発展させんとね！
あら、中国さん、ちょっとおとなしくしてなさいよ。
ラピダスの課題と経営戦略への懸念
ラピダスの技術者育成は、今後の量産化に向けて重要な取り組みです。
✅ ラピダスは、北海道千歳市に建設中の工場に2024年末にEUV露光装置を導入することを決定し、2023年中に約300人の技術者を確保する計画を発表しました。
✅ 確保した技術者をIBMやASMLなどに派遣し、2025年春の試作ライン稼働までにEUV露光装置の技術などを習得させ、2027年には回路線幅2ナノメートル以下のロジック半導体の量産を目指します。
✅ ラピダスは、技術者を中心に採用を急ピッチで進めており、毎月約30人が入社しており、半導体の量産開始までに約1000人の技術者を確保する計画です。2023年中には100人程度の技術者をIBMの最先端半導体研究開発拠点「アルバニー・ナノテク・コンプレックス」に送り込み、EUV露光装置などによる2ナノメートル半導体の製造ノウハウを取得します。
さらに読む ⇒ ニュースイッチ by 日刊工業新聞社出典/画像元: https://newswitch.jp/p/39546ラピダスの成功には、技術開発だけでなく、経営戦略も重要です。
＊ラピダスは、2nmプロセス技術の開発・量産化、EUV露光装置の確保、熟練した技術者の確保などの技術面での課題を抱えています。＊早稲田大学の教授は、ラピダスの経営戦略に従来の日本企業の失敗パターンとの類似点を指摘しています。従来の日本企業は、「現状のビジネスで負けているのに、次の技術で勝とうと挑戦して敗北する」傾向があったとされています。
え、ラピダスって、まだそんなに技術者おらんの？大丈夫なん？
うむ、ラピダスは若い会社やけん、これからもっと発展するぞ！
あら、ラピダスさん、昔みたいに失敗しないように、しっかり計画立ててね。
ラピダスの挑戦は、今後の日本の半導体産業の行方を大きく左右するでしょう。
💡 ラピダスは、2nm半導体の量産を目指しています。
💡 日米協力による半導体サプライチェーン強化が進む見込みです。
💡 ラピダスの成功には、技術開発と経営戦略の両方が重要となります。
