これまでの半導体産業はムーアの法則を中心に発展してきた。

つまり

・微細化

・高性能化

・低消費電力を実現するためにプロセスノード競争が続いてきた。

しかし

・製造コストの急増

・技術難度の上昇により、

微細化だけでは限界が見え始めている。

そこで注目されているのがChiplet（チップレット）という考え方。

これは

1つの巨大チップではなく

・CPU

・GPU

・メモリ

・I/Oなどを複数の小さなチップに分割しパッケージ内で接続する技術。

メリット：

・歩留まり向上

・設計柔軟性

・コスト削減

Chiplet時代ではパッケージ技術が性能を左右する。

重要技術：

・2.5Dパッケージ

・3D積層

・HBM接続

・インターポーザ

つまり後工程が主役になる時代。

地政学リスクにより製造拠点の集中が問題になっている。

そのため各国は

・米国ファブ建設

・欧州半導体投資

・日本製造回帰など地域分散型サプライチェーンを進めている。

半導体工場は国家プロジェクトになりつつある。

理由：

・投資額が巨大

・国家安全保障

・産業基盤

そのため各国が巨額補助金を投入している。

Foundry企業は単なる製造企業ではなく、エコシステムの中心になっている。

例：

TSMC

・設計支援

・IP連携

・パッケージ統合

設計企業との密接な協力が進む。

DTCOとはDesign Technology Co-Optimization

設計とプロセスを同時に最適化する考え方。

例：

・トランジスタ構造

・配線設計

・電源設計

設計と製造の境界が曖昧になっている。

近年はハードウェアだけでなくソフトウェア最適化も重要。

例：

・AIフレームワーク

・コンパイラ

・ソフト最適化

ハードとソフトの共同設計が進む。

電動化によりパワー半導体が急成長。

主な材料：

・SiC

・GaN

用途：

・EV

・再エネ

・産業機器

これは従来ロジックとは別のサプライチェーンを作る。

次世代半導体産業では新しい分業が生まれる。

例：

・Fabless（設計）

・Foundry（製造）

・OSAT（後工程）

・パッケージ企業

・基板企業

・材料企業

より複雑な巨大エコシステムになる。

今後の半導体産業は次の要素で動く。

・AI需要

・電動化

・データセンター

・5G / 6G

・自動運転

つまり半導体はすべての産業の基盤技術となっていく。

・微細化中心モデルは限界に近い

・Chipletが新しい設計手法

・先端パッケージの重要性が増大

・サプライチェーンは地域分散へ

・半導体は国家戦略産業

１．Chipletアーキテクチャの利点は何か？

２．なぜ先端パッケージの重要性が高まっているのか？

３．なぜ各国が半導体製造を国内に誘致しているのか？

 

 

 

 

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。