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チップレット革命:最先端ものづくりの新しいパラダイム

現在、半導体産業は「チップレット革命」によって新たな製造パラダイムへの転換期を迎えている。この革命は、従来の一枚のシリコンに複雑な機能を集約する「モノリシック設計」から、複数の小型半導体チップをひとつのパッケージ上に組み合わせる「チップレットアーキテクチャ」への移行によってもたらされる。この手法は技術的にも経済的にも大きなメリットがあり、最先端ものづくりの競争構造と価値観を大きく書き換えている。 チップレット革命の本質 チップレットとは、プロセッサーやメモリ、I/O(入出力)などの機能ごとに分割された小型半導体部品のことを指す。これらを高密度に接続し、ひとつのシステムチップとして動作させることで、柔軟かつ効率的な製品開発が可能となり、回路設計やW(ウエハ)製造の高度な技術的課題を回避できる。 特に、AIや高性能コンピュータ用途においては、CPUやGPU、メモリを高速・大容量で接続する必要がある。そのためには従来のパッケージ技術よりも、より複雑で緻密な配線技術――すなわち「先進パッケージング技術」が不可欠であり、ここにチップレットの価値がある。 コスト効率とサプライチェーンの変容 半導体製造業界では、これまでシリコンウエハーから四角形部品を切り出し、それをベース材料としてきた。しかし、この方法では材料ロスが多く、パッケージングコストが高騰するという課題があった。そこで注目されているのが「パネルレベルパッケージ(PLP)」である。PLPではガラスや樹脂といった低コストの基板を採用し、大型パネル上で複数チップレットをまとめてパッケージングすることで、歩留まり向上とコスト削減を両立できる。 この製造方法の転換は、装置メーカーの戦略にも大きな影響を与えている。例えばキヤノンは従来のステッパー技術でPLPに対応しようとしているが、ニコンやウシオ電機はFPD(フラットパネルディスプレイ)分野のデジタル露光技術を応用し、差別化を図っている。各社が異なる基板サイズや露光方式で競い合っており、業界標準の確立が目前の課題だ。 技術覇権とグローバル競争の地殻変動 半導体製造装置分野では、これまでキヤノンとTSMCの連携が市場を席巻してきた。しかし、PLPやチップレット技術の普及にともない、ニコンやウシオ電機、さらには米アプライドマテリアルズなど多様な企業が新たな市場プレイヤーとして台頭し始めている。日本企業はそれぞれ独自のパッケージング技術で世界市場をリードしようとしており、その戦略と技術革新がグローバル競争の新たな潮流を生み出している。 また、業界の動向には資本提携や企業間協業の活発化も見られる。例えば、IntelやNVIDIAがチップレット技術を核にAI向け新世代PCやデータセンター領域で連携を深める動き、新たな差別化とエコシステム拡大を志向する戦略もその一端だ。 今後への展望 チップレット革命は、単なる部品の分割や統合の技術革新に留まらず、装置・材料・設計・標準化といった多層的な産業構造へ波及している。既存の製造装置技術の堅持と、新規技術(デジタル露光や大型パネル基板)への果敢な挑戦が並行し、真の「ものづくり大国」再興の鍵ともなりうる。さらに、標準インターフェース(UCIeなど)の普及が成熟すれば、サプライチェーンの柔軟性向上とグローバルな技術連携も加速するだろう。 このように、チップレット革命は半導体製造という日本の強みを再評価させるだけでなく、世界市場の競争基準や価値の枠組みそのものを揺るがしている。技術革新と産業連携の最前線で、このパラダイムシフトがものづくり現場の進化と新たな企業成長の源泉となることは間違いない。

2025年のSEMICON West:AIと2.5D/3Dパッケージの新潮流

2025年のSEMICON Westでは、AI(人工知能)の活用と2.5D/3Dパッケージ技術の新潮流が半導体業界の中心テーマとしてクローズアップされた。これらの潮流は、半導体設計と製造の両面に革新をもたらし、業界構造そのものを大きく変えつつある。 AIが牽引する半導体製造革新 まず注目すべきは、生成AIの導入が半導体設計から製造までの工程を抜本的に刷新している点である。従来の設計プロセスでは、人手による回路設計・検証作業が多く、設計の品質や歩留まり改善には長期間を要していた。今回のSEMICON West 2025では、NVIDIAなど主要プレイヤーが、ビッグデータ解析とAIアルゴリズムを活用し、自動化された設計最適化や、製造ライン上の不良解析、さらには新材料開発までの一気通貫したAI化戦略を公開。これにより歩留まり向上や開発サイクル短縮が顕著になっている。 特に、近年需要が急拡大している生成AIや自動運転、メタバース分野向け高性能半導体市場では、「標準仕様」を超えたカスタマイズ性や、新たな演算方式への即応性が求められている。AI活用により、データセンターやエッジ端末向けに最適化されたロジック回路の設計が短期間で可能となった点は、2025年の画期的トピックと言える。 2.5D/3Dパッケージ技術の台頭 このような高性能半導体への需要拡大を支える基盤技術が、2.5Dおよび3Dパッケージングである。従来は、機能ごとにひとつの大型シリコンダイ(モノリシック設計)が主流であったが、最近では異なる機能やプロセス技術で製造された複数の小型チップ(チップレット)を、極めて高密度に1つのパッケージ基板上に実装する方式が広まっている。2.5Dパッケージではインターポーザ(中間基板)を使い、3Dパッケージでは上下方向にチップを積層することで、機能集約・微細化・性能向上・省電力化が同時に実現できる。 2025年の展示会では、とくに歩留まりと実装歩度の課題をAIで解決する動きが目立った。従来、パッケージの高密度化は故障や熱問題を引き起こしやすかったが、AIによるシミュレーションと現場データ解析を駆使することで、不良予測・材料選定・アセンブリ工程の最適化が進展。これにより2.5D/3Dパッケージの大量生産化とコスト削減が同時に進み、TSMCやインテルなど大手ファウンドリによる本格量産体制が始動している。 また、高密度実装に不可欠な接続技術や放熱技術においても、生成AIベースの設計自動化と材料探索が急速に普及しつつある。ASMLの「High NA(高開口数)EUV露光装置」の本格展開も、極限まで微細な配線パターン形成とパッケージ内実装精度の両立を実現。AI時代に最適な設計・製造基盤として、多くのメーカーがこの方向にシフトしている。 産業構造へのインパクト こうしたAIと2.5D/3Dパッケージの進化は、単なる技術の最適化に留まらない。人材育成やサプライチェーンの新たな再編をも促している。半導体の川上から川下までのプロセス統合が進むなかで、「設計×AI」「製造×材料工学」「パッケージ×シミュレーション」といった“ハイブリッド人材”が求められており、2030年には数十万人単位の半導体エンジニア不足が予測されている。 2025年のSEMICON Westは、AIと2.5D/3Dパッケージを軸に、従来の製造工程も、ビジネスモデルも、さらにはグローバルな拠点戦略までもが変化する歴史的転換点であったと言える。半導体の現場では既に「隣接技術融合」が現実のものとなり、次世代デバイス開発競争はかつてないスピードで加速している。

グローバル連携が鍵:ロームとInfineonのSiC戦略

ロームとInfineon Technologiesが2025年9月に発表した「SiC(炭化ケイ素)パワー半導体パッケージの共通化と相互セカンドソース契約」は、パワー半導体の産業構造とグローバル競争力の観点から非常に重要な意味を持つ。以下、本件の背景、内容、先端技術動向、グローバルサプライチェーンへの影響まで詳細に解説する。 --- 背景:パワー半導体の転換期と日本勢の課題 SiCパワー半導体は、従来のシリコンに比べて高耐圧・高効率・高温動作を実現できる次世代パワーデバイスとして、EVや再生可能エネルギー分野で急速な需要拡大が進んでいる。しかしグローバル市場では中国勢の急成長、米Wolfspeedの経営破綻、既存大手の苦戦といった環境変化が激化している。実際、従来トップメーカーだったWolfspeedは需要未達と中国市場の台頭により、2025年6月に米連邦破産法の適用を申請。顧客であるルネサスエレクトロニクスも巨額損失を計上し、SiCの開発を一時ストップせざるを得なくなった。 このように、原材料確保や顧客安定供給、コスト低減というグローバル戦略課題は急速に高まっており、日本や欧州勢も個社単独の競争力だけでは限界が明らかになりつつあった。 --- 取り組みの核心:パッケージ共通化とセカンドソース体制 今回、ロームとInfineonはSiCパワー半導体のパッケージ仕様を共通化し、MoU(基本合意書)を締結した。パッケージとは、半導体チップを保護し、外部との電気的接続を最適化する役割を持つ部品であり、高出力が要求されるパワーデバイスにおいては冷却効率や信頼性と直結する。両社はそれぞれ異なる強みを持つ――Infineonは多彩な表面実装パッケージ、ロームはハーフブリッジ構成の挿入型SiCモジュール(DOT-247)――を有していた。 この合意により両社は以下を実現する。 - 共通パッケージでの製品提供:顧客は、同一仕様のモジュールをロームとInfineonのどちらからも購買可能となる。 - セカンドソース保証:万一一方のサプライチェーンに障害が発生した場合でも、もう一方から安定供給を受けられる安全網ができる。 - 顧客のリスク低減および設計流用性向上:供給リスクの分散、開発期間短縮、設計者の負担減などにつながる。 今回の共通パッケージ化とセカンドソース体制構築は、グローバルで大型プロジェクトを動かすための「業界標準化」への布石ともいえる。大量供給と信頼性、サプライヤー分散を同時達成するスキームは、車載・産業用途で求められる品質要件に応える上で不可欠となりつつある。 --- グローバル連携の波及効果と産業全体への示唆 この協業は、日独それぞれを代表するパワー半導体大手による連携である点でも特筆すべきだ。近年の半導体市場では、特定地域やメーカーへの依存リスクが地政学的にもクローズアップされている。一方で、自国優遇色を強める「半導体のブロック経済化」も進行しているが、パワー半導体のような基幹産業部品では、むしろグローバル連携・協業が持続的成長の必須条件となっている。 事実、両社は共通パッケージ化によって、 - 生産規模の拡大によるユニットコストの低減 - 設計標準の提示による顧客囲い込み - 短納期対応力や柔軟な生産体制の構築 という効果も同時に期待している。 --- 今後の展望と課題 技術的にも、パッケージの標準化は「低損失・高耐久パワーモジュール」の開発競争を一段と加速させる。EV充電インフラや再生エネの大規模化、データセンターの省エネ化などで、高効率SiCパワーデバイスの引き合いは今後さらに強まるだろう。加えて両社は今後、制御ICやシステムソリューション領域での協業拡大にも含みを持たせている。 ただし、競争優位性維持や自社技術の差別化、競合他社との差別化戦略も引き続き課題となり得る。技術流出防止や独自性確保への取り組みも不可欠だ。 --- まとめ ロームとInfineonのSiCパッケージ共通化・相互セカンドソース契約は、グローバル規模のサプライチェーン強化と産業標準化を両立させる、極めて先進的なグローバル連携戦略である。エネルギー転換を背景に、今後も自社技術の深耕と同時に、欧州・日本の枠を超えた産業基盤強化が急務となることは間違いない。

CHIPS法で加速するアメリカ半導体産業の地理的変化

【記事タイトル】 CHIPS法がもたらすアメリカ半導体産業の地理的再編:新たな「シリコン・ハートランド」の胎動 【本文】 2022年に成立したCHIPS法(CHIPS and Science Act)は、米国半導体産業の競争力強化および安定的なサプライチェーン構築を目指し、総額約520億ドルの助成金や税制優遇措置を投じる歴史的政策だ。コロナ禍による半導体不足から顕在化したサプライチェーンの脆弱性、そして中国を筆頭とする世界情勢の変化が発端となり、半導体製造拠点の国内回帰を促進している。 この政策の最大のインパクトの一つは、米国半導体産業の地理的な再編成にある。従来、半導体産業はシリコンバレー(カリフォルニア州)やテキサス州オースティン周辺に集中していた。しかしCHIPS法の助成対象プロジェクトが動き出すと、製造拠点は次々と内陸部や中西部、新興地域へと分散し始めている。その象徴的な事例が、「シリコン・ハートランド」と称され始めたオハイオ州コロンバス周辺だ。 2022年、米国最大手の半導体メーカーIntelはオハイオ州コロンバス近郊に新たなメガファブ(半導体製造工場)の建設を発表。総投資額は200億ドルにも上り、完成すれば世界最大規模となる見込みである。選定理由について、Intelは「広大な土地、電力・水資源の豊富さ、主要消費地へのアクセス、物流基盤の整備、人材獲得競争に有利な地域性」などを挙げている。一方で地域政府や州政府もCHIPS法による連邦の後押しを材料に、税優遇やインフラ整備、人材育成プログラムを積極導入している。 他にも、ニューヨーク州シラキュース、アリゾナ州フェニックス、テキサス州ダラス周辺、ノースカロライナ州ローリーなど、これまで半導体産業の中心地ではなかった都市圏が新たな投資拠点として浮上している。実際、2023年から2024年にかけて、マイクロソフト、グローバルファウンドリーズ、TSMCといった企業が各地で新規工場・拠点設立や拡張計画を次々と明らかにした。 この地理的変化がもたらす影響は多岐にわたる。まず、地域経済の活性化が著しい。地元の建設業やサービス業、住宅市場が活況を呈し、新たな雇用が生まれる。さらに大学や技術系高等教育機関、職業訓練校が半導体関連カリキュラムや研修プログラムを導入し始めており、地域の人材育成力が飛躍的に向上している。とりわけオハイオ州はIT・エンジニア系学部の充実を加速させ、「サイバーセキュリティ」「ナノエレクトロニクス」「AIエンジニアリング」といった研究分野への戦略的投資が進行中だ。 一方で、こうした大規模投資に伴う課題も顕在化している。土地取得・都市開発に関わる環境負荷の増大、地域住民との軋轢、インフラ投資と公共サービスの急速な拡充ニーズ、そして必要とされる高度技術人材の確保競争などが課題である。特に半導体工場の建設には高度な水資源管理や電力供給体制、廃棄物処理技術が不可欠となるため、地方政府と企業の協働体制が試されている。 さらに、地理的分散は国家安全保障面でも重要な役割を果たし始めている。リスク分散による事業継続性の向上、災害・サイバー攻撃への耐久力強化、地方産業の多様化とイノベーション基盤整備など、サプライチェーン全体の柔軟性が高まっている。 CHIPS法によって加速するアメリカ半導体産業の地理的変化は、単なる製造拠点移転以上の意味を持つ。新たな産業クラスターの創出、裾野産業・教育機関との連携強化、そして地方から全米を牽引するイノベーションハブの誕生。各地域は「シリコンバレーの再現」ではなく、その土地固有の強みを活かした新たな産業エコシステム形成へと進化している。今後もCHIPS法によるインセンティブは、アメリカの半導体地図を書き換え続け、多様な地域がグローバル競争で存在感を示す時代が訪れようとしている。

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