日本の半導体生態戦略は加速度段階に入っているようだ。
台積電（TSMC）は2月24日、熊本県にあるJASM（Japan Advanced Semiconductor Manufacturing株式会社）の日本初のウエハ製造工場をオープンしたと発表した。同月27日、日本の半導体ウエハメーカーRapidusはRISC-Vチップ設計ユニコーンTenstorrentと提携し、2 nmプロセスでのAIエッジトレーニングチップの製造を共同で推進すると発表した。さらに進む2023年末には、ウェハOEM大手の力積電も日本に工場JSMCを建設する計画だ。
日本の主要半導体メーカーは、IDM（縦方向垂直統合）モデルを採用した運営を主としてきた。つまり、チップ製造からチップ設計までの全プロセスをグループ大手が行ってきた。しかし、世界的な産業トレンドは、台積電の創始者である張忠謀氏が独立したウェハOEM事業を打ち出した後、産業分業が主流となり、IDMモデルは少数の会社だけが今まで堅持してきた。
新たな変化は近年の世界的な地政学的環境の変化に由来しており、これまでの新型コロナウイルスの流行は、いくつかの時点でチップ製品のタイムリーな供給にも影響を与えていた。
これは半導体の「現地化」建設をトレンドにしている。日本、米国、ドイツなどの主要経済体が積極的にヘッド半導体機構を導入し、さらに現地全体の半導体産業チェーンの力を合わせて発展させることを望んでいる。
そのため、現在の日本の半導体発展への強力な支持は、世界的なトレンド変化の下での縮図であり、その進度も注目されている。
ウェハ大手の着地
台積電が米国の製造工場で操業しているのとは異なり、人員支援が不足している、政策補助金が不足しているなどの問題に直面しており、日本と協力しているウェハ代工場は急速に着地を実現している。
JASMのホームページによると、台積電は早くから日本の半導体業界と協力関係を結び、2019年に台積電日本デザインセンター、2021年に日本3 D IC研究開発センターを設立した。JASMは2021年に設立され、工場は2022年4月に着工し、2024年2月に開幕して建設され、2024年末に操業を開始する予定です。これは台積電の日本初の工場です。
これは公式には「重要なマイルストーン」（a significant milestone）と定義されている。JASM第一工場に基づき、ソニー半導体、デンソー（デンソー）、トヨタなどはこのほど、第二工場の建設にさらに投資し、2024年末に工事を開始し、2027年末に運営を開始する計画を発表した。
これにより、現在JASMの株主のうち、台積電は約86.5%、ソニー半導体は約6.0%、デンソーは約5.5%、トヨタは約2.0%を保有している。両工場を統合すると、JASM熊本工場は毎月10万枚を超える12インチウエハの生産能力を提供する予定で、主なプロセスレイアウトは40、22/28、12/16、6/7ナノメートルプロセスで、自動車、工業、消費者、HPC（高性能計算）などの関連応用に使用される。日本政府の支援を受けて、JASMの総投資額は200億ドルを超える。
JASMのある熊本県は、九州の中心に位置し、かつては日本の「シリコンバレー」と呼ばれていた。九州には現在、日本の半導体企業の3分の1以上と多くの自動車部品メーカーが集まっているという。産業統合の観点からも人材の観点からも、地域内には一定の支えがあることがわかる。
調査機関の集邦コンサルティングは、JASMはソニーの現地にあるCIS（イメージセンサー）工場に隣接しているため、JASM投資先の1つでもあり、将来的には半導体製造や封止技術での協力も緊密になるとみている。
台積電の動きだけでなく、もう一つのウェハOEM大手の力積電も最近日本に新たな布石があり、この時の日本側の態度はその背後にある産業化の動機をより体現することができる。
2023年7月に力積電と日本SBIホールディングス株式会社（SBI）は、提携して日本国内に12インチウェハ代工場を設立することで合意した。同年10月、力積電はJSMC（力積電日本工場総称）初のウエハ工場を確認し、宮城県第2北仙台中央工業団地を予定工場地として選定する。
力積電の黄崇仁董事長によると、22/28ナノメートル以上のプロセスとウェハスタック（Wafer on Wafer）技術で、将来のAIエッジ演算による多重応用を満たし、同時に本土車用チップの切り欠きを補強する。
この2つのウェハ代工場の現地建設は、日本の公的機関が工場の立地、インフラ整備の加速、補助金の面から強力に支援している。
現在、なぜ台積電をはじめとするウェハOEM大手が各経済体に定着することが重要なのか。この面では、世界の半導体産業が「グローバル化」から「現地化」に向かっている傾向に駆動されており、本土のウエハ生産能力はますます重要になっている。一方で、台積電は中核的なサプライヤーとして、その上下流（特に日本本土以外）の材料、設備などのメーカーの集積を促進することができ、さらに現地の経済と産業の発展を牽引するだけでなく、より多くの人材の支持を集めることができる。
先進的な技術を引き出す
台積電、力積電の現在の日本の工場は主に成熟したプロセスに向けている可能性があり、台積電の一部は先進的なプロセスの完成地に伸び始めている。導入方式を採用するほか、日本は本土のウェハ製造能力にも大きな期待を寄せている。
Rapidusはその一つだ。同様に多くの日本本土メーカー（鎧マン、ソニー、ソフトバンク、デンソー、トヨタ、NECなど計73億円の投資参加）の投資を得て設立されたウェハ代工場では、設立当初から中長期（2020年代以降）の事業展開構想として、米欧などと連携することで次世代半導体製造技術の発展を進め、日本本土で2 nmプロセス以下の先進ウェハ製造を実現したいとしていた。
早期の議論は「苗を抜いて助長する」可能性があるが、現在はその目標に近づいているようだ。2021年にIBMは2ナノノードチップの開発を発表、2022年12月、IBMはRapidusと共同開発パートナーシップを構築すると発表し、双方は2025年頃にパイロット、2027年に量産を開始する予定だ。その後RapidusはImecコアパートナープログラムにも参加し、そこからEUVリソグラフィ技術を取得する計画だ。
2023年11月、Rapidusはカナダの半導体ユニコーンTenstorrentと提携し、主に2ナノプロセスのAIエッジコンピューティングチップIPに基づいていると発表した。今年2月、双方はチップ開発製造について正式に協力を確認した。TenstorrentはRISC-Vアーキテクチャのグローバルリーダー会社であり、CEOのジム・ケラー氏はアップルA 4、A 5の2つのプロセッサーチップの開発に参加しており、AMDがインテルに追いつく道においてもキーパーソンである。
産業発展について、Rapidusの小池淳義社長は昨年中の講演でその反省を公言していた。1980年代に日本の半導体が世界の50%超のシェアを占めてから徐々に低迷してきたのは、「誇り」が原因かもしれないと述べた。Rapidusは新しいビジネスモデルを採用し、前後の工事を通じて効率を高める。
「現在、日本の目標は地域競争の中で以前の優位性を取り戻すことであり、本来の原材料大国から半導体製造大国の1つに転換したい」と集邦コンサルティングシニア研究副社長の郭祚栄氏は分析し、先進的なプロセスの面で、日本は2022年の基本的な0から2027年まで世界の比重の3%を占めると予想している。
同機構の分析によると、Rapidusは日本の北海道地区に位置し、その工場は上流設備と原材料サプライヤーを北海道に誘致して工場を設置し、近隣地域の半導体集積を促進する機会がある。
それと同時に、日本の各地方政府はまだ計画されていない第3工場の建設を目指している。製造工程については、第3工場は現在6/7ナノ工業を中心に計画されているが、もし建設時期を発表した場合、台湾電力の最先端技術はすでに2ナノメートルから1.4ナノメートルにまで推進されており、5ナノメートルや3ナノメートルを日本での第3工場の主力として使用することを排除しない。
Rapidusと日本の官公庁も公開の場で、自動車のインテリジェント化と電化の発展の波の中で、2ナノメートル以下の先進的な半導体能力がますます重要になると述べたことがある。
世界的な傾向から見ると、現在、各経済体が主に拡張しているのは成熟プロセスプロセスであるが、現在主流のウェハ代工場は依然として生産能力利用率が低い態勢に直面しており、成熟プロセスが経済的ストレス環境の中で、より大きな挑戦に直面することを意味している。先進技術の争奪戦は現在、台積電を主導としてサムスンとインテルの積極的な争奪戦に広がっており、日本は新しい路線の前途として定説を下すのは難しいが、その背後には技術路線、経営モデルなどの面での差別化の探求がある。
しかし、産業の「現地化」が世界的な傾向に発展すると、ウェハOEM業界も新たな変数に直面することが確認された。