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。

✅ 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。

✅ 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。

✅ 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。

✅ 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。

✅ 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。

💡 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。