【1】Chiplet化とは何か
従来の半導体は1枚の巨大チップ（モノリシック）として作られてきた。
しかし、微細化限界・コスト上昇・歩留まり悪化により、
大きいチップを1つ作るより、小さく分割してつなぐほうが効率的だという思想が生まれた。
これが Chiplet（チップレット）化である。
Chiplet化により：
● 違うプロセスノードのチップを組み合わせる
● 必要な部分だけ最先端プロセスを使う
● 歩留まりが向上しコスト最適化できる
● AI/GPU/CPUの拡張性が飛躍的に高まる という大きなメリットがある。
代表例：
AMD（Ryzen）、Intel（Meteor Lake）、NVIDIA（Grace Hopper）、Apple（Mシリーズ）
【2】2.5Dパッケージの基礎（インターポーザ方式）
2.5Dは、チップ同士を横に並べて、
シリコン基板（インターポーザ）の上で高速接続する方式。
特徴：
● TSV付きシリコンインターポーザが配線の役割を担う
● 極めて広帯域の通信が可能（HBMの基盤技術）
● チップレット間の距離が短い（低レイテンシ）
用途：
● HBM + GPU（NVIDIA、AMD）
● HPC向けCPU
● 大規模AIアクセラレータ
2.5Dは、現在のAI半導体の“標準構造”となっている。
【3】3Dパッケージ（積層接続）の特徴
3Dパッケージは、チップ同士を縦方向に積む方式で、より密度が高く、高帯域の接続を可能にする。
代表例：
● ロジック上にDRAMを直接積層（Hybrid Bonding）
● SRAMなどのメモリをロジック上に統合
● 次世代HPC・AIプロセッサ
3D積層により、従来のパッケージ構造を超える：
● 超低レイテンシ
● 超広帯域
● 配線長の劇的短縮
● 小型化
ただし、熱問題が最大の課題となっている。
【4】Chiplet接続技術（UCIeとHybrid Bonding）
●（1）UCIe（Universal Chiplet Interconnect Express）
半導体各社が共通で使える、Chipletの標準インターフェース規格。
目的：
・ 異なるメーカーのチップを組み合わせる
・ サプライチェーンの拡張
・ 開発コスト削減
将来的には「CPUはA社、AIチップはB社、I/OはC社」を
自由に組み合わせる世界が実現すると言われる。
●（2）Hybrid Bonding（ハイブリッドボンディング）
現在もっとも注目される3D接続技術。
特徴：
・ Cuと絶縁膜を“直接結合”
・ 極めて短距離で接続でき、抵抗と寄生容量が大幅減
・ TSVよりもさらに高密度実装が可能
TSMC、Intel、Samsungが量産化に向けて投資を加速している。
【5】Chiplet / 2.5D / 3Dがもたらす変化
●（1）アーキテクチャの大変革
「モノリシックの時代 → Chipletの時代」
この変化は、半導体産業の構造すら変える。
●（2）設計自由度の飛躍
・ 必要な部品だけ先端ノード
・ アナログは成熟ノードでOK
・ メモリを近くに置いて高速化
合理性と性能を両立できる。
●（3）製造の分業が進む
同じパッケージ内で：
・ 先端ロジック：TSMC
・ メモリ：Samsung / SK hynix
・ I/O：GlobalFoundries …のように世界規模の分業が成立する。
●（4）AI時代に必須の技術
ChatGPTを動かすAIサーバーは、
HBM × GPU × 2.5D / 3D の組み合わせが前提。
AI需要が増えるほど、Chiplet化は避けて通れない中核技術となる。
【6】課題と制約
メリットが大きい一方で、以下の課題が存在する：
● 熱問題（縦方向ほど深刻）
● 設計ルールが複雑
● 歩留まりにChiplet全体が左右される
● パッケージ工程の難易度が急上昇
● 材料特性（CTE差・熱膨張）による応力
特に熱問題は深刻で、いま業界は 冷やせるChiplet を求めている。
【7】まとめ（5-6）
● Chipletは巨大チップの限界を乗り越える設計思想
● 2.5DはHBM時代を支えるインターポーザ方式
● 3Dは超高密度だが、熱と歩留まりが課題
● UCIeとHybrid Bondingが次世代の接続技術
● AI時代の半導体は「Chiplet × 2.5D × 3D」が主戦場
【理解チェック】
１．Chiplet化が生まれた主な背景は何ですか？
２．2.5Dパッケージでインターポーザを使う理由を答えてください。
３．Hybrid Bondingの特徴を1つ挙げてください。
コラム監修：角本 康司 (オーティス株式会社)
語学留学や商社での企画開発を経て2011年にオーティス株式会社入社。経営企画部を中心に製造・技術部門も兼任し、2018年より代表取締役として事業成長と組織強化に努めている。
※本記事は教育・啓発を目的とした一般的な技術解説であり、特定企業・製品・技術を示すものではありません。
