AIの普及を背景に、半導体製造をめぐる競争はこれまで以上に激しくなっています。半導体メーカーの競争といえば、回路の微細化というイメージを持つ方も多いと思います。しかし、現在の競争軸はそれだけではないようです。
前編では、TSMC・SK hynix・NVIDIAの事例から、AI時代の半導体競争を支えるコア技術を見ていきます。
半導体メーカーの競争力向上を図るうえで、回路をより細かく作る「微細化」は現在も重要です。
一方で、AI向け半導体では、演算するチップそのものを高速化するだけでは性能を十分に引き出せなくなっています。AIモデルの大規模化によって、処理するデータ量や同時に動かす半導体の数が増えているためです。
こうした環境変化を受け、半導体業界では微細化に加え、複数のチップを組み合わせて性能を引き出す技術や、データを高速にやり取りする技術についても重要視されるようになってきています。
実際に世界の半導体メーカーが取り組むコア技術について見ていきましょう。
半導体の性能をシステム全体で引き出すうえで、存在感を高めている技術が先端パッケージングです。世界最大級のファウンドリであるTSMC（台湾）も、微細化と並行してこの領域の研究開発を強化しています。
TSMCは、3D積層と先端パッケージングをまとめた技術体系「3DFabric」を展開しています。その代表例の一つが「CoWoS（Chip on Wafer on Substrate）」です。CoWoSは演算を担う複数のチップと高帯域メモリなどを一つのパッケージ内で接続することで、大規模なAI・HPC（高性能コンピューティング）に必要な処理能力を引き出します。
さらにTSMCは3DFabricについて、頻繁に変更しない回路をチップレットとして再利用することで開発期間を短縮できるほか、高密度な接続によって帯域幅や電力効率の改善につながると説明しています。
AI向け半導体の規模拡大に合わせ、TSMCはCoWoSそのものの大型化も進めています。2026年現在5.5レチクルサイズ※1のCoWoSを生産しており、2028年には約10個の大型演算ダイ※2と20個のHBMスタック※3を統合できる14レチクルサイズを生産する計画です。さらに2029年には14レチクルを超える規模へ拡張する方針を示しています。
AI向け半導体が大型・複雑になるほど、複数のチップを高密度につなぎ、一つの製品として成立させる技術が重要になります。TSMCは製造プロセスと先端パッケージングの両方を担うことで、半導体を「作る」だけでなく「組み合わせる」領域で競争力を強めようとしているのです。
※1 レチクルサイズは、半導体を作る機械が1回で印刷できる限界の回路面積（約26×33mm）のことです。
※2 大型演算ダイはAIなどの高度な計算を専門に行う、巨大で高性能な半導体チップ（頭脳）のことです。
※3 HBMスタックはチップを垂直に積み重ね、一度に大量のデータを超高速でやり取りできるメモリです。
SK hynixは韓国の大手メモリ半導体メーカーです。SK hynixはHBMの性能向上と量産を両輪で進めることで、AI向け半導体を支えるメモリ領域で競争力を発揮しています。
AIの活用提案から、ビジネスモデルの構築、AI開発と導入まで一貫した支援を日本企業へ提供する、石角友愛氏（CEO）が2017年に創業したシリコンバレー発のAI企業。
社名 ：パロアルトインサイトLLC
設立 ：2017年
所在 ：米国カリフォルニア州 （シリコンバレー）
メンバー数：17名（2021年9月現在）
パロアルトインサイトHP：www.paloaltoinsight.com
お問い合わせ、ご質問などはこちらまで：info@paloaltoinsight.com
2010年にハーバードビジネススクールでMBAを取得したのち、シリコンバレーのグーグル本社で多数のAI関連プロジェクトをシニアストラテジストとしてリード。その後HRテック・流通系AIベンチャーを経てパロアルトインサイトをシリコンバレーで起業。東急ホテルズ&リゾーツのDXアドバイザーとして中長期DX戦略への助言を行うなど、多くの日本企業に対して最新のDX戦略提案からAI開発まで一貫したAI・DX支援を提供する。2024年より一般社団法人人工知能学会理事及び東京都AI戦略会議 専門家委員メンバーに就任。
AI人材育成のためのコンテンツ開発なども手掛け、順天堂大学大学院医学研究科データサイエンス学科客員教授（AI企業戦略）及び東京大学工学部アドバイザリー・ボードをはじめとして、京都府アート＆テクノロジー・ヴィレッジ事業クリエイターを務めるなど幅広く活動している。
毎日新聞、日経xTREND、ITmediaなど大手メディアでの連載を持ち、 DXの重要性を伝える毎週配信ポッドキャスト「Level 5」のMCや、NHKラジオ第1「マイあさ！」内「マイ！Biz」コーナーにレギュラー出演中。「報道ステーション」「NHKクローズアップ現代+」などTV出演も多数。
著書に『AI時代を生き抜くということ ChatGPTとリスキリング』（日経BP）『いまこそ知りたいDX戦略』『いまこそ知りたいAIビジネス』（ディスカヴァー・トゥエンティワン）、『経験ゼロから始めるAI時代の新キャリアデザイン』（KADOKAWA）、『才能の見つけ方 天才の育て方』（文藝春秋）など多数。
実践型教育ＡＩプログラム「ＡＩと私」：https://www.aitowatashi.com/
お問い合わせ、ご質問などはこちらまで：info@paloaltoinsight.com
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