先進プロセスをめぐる世界の半導体大手の争奪戦がますます激しくなっている。

インテルの新CEOである陳立武氏はこのほど、Intel 18Aプロセスがベンチャー試作段階に入り、年内に量産化する計画であることを明らかにしました。陳立武氏は、「18Aはインテルがプロセスリードに戻るための重要なポイントであり、技術チームはPDKとプロセス能力を引き続き最適化して、量産出荷と顧客ニーズのマッチングを確実にする」と強調しました。そのターゲットとなるのが、ファウンドリ業界の二大巨頭であるtsmcとサムスンである。

18 a、すなわち18 nm (1.8 nm対応)とは、インテルがファウンドリ事業での実績を逆転させ、ファウンドリのトップの座を取り戻すために、2021年に「4年間で5つのプロセスノード」計画を立ち上げて以来、tsmcとサムスン電子の2 nmを正式に相手にする計画プロセスです。これに先立ち、tsmcとサムスン電子は、2025年に2ナノプロセスを本格的に生産すると発表しています。

これまでのロードマップでは、18Aに加えて14A (1.4 nm)ノードでさらに優位性を強化することを目指していました。公開されている情報によると、intel 14Aプロセスは、高開口EUVリソグラフィ技術を採用し、消費電力比で15%から20%の性能向上を実現します。

様々な兆候が示しているように、2025年は世界の先進的な半導体プロセス市場の構図を決める重要な年となることは間違いありません。CHIP中国区実験室主任の羅国昭氏は中国経営報に対し、インテルにとって18Aノードの量産は「4年5工程ノード」戦略の重要なステップであり、フルボールファウンドリ競争が最も白熱した段階に入ることになるとし、歩合、納期、顧客戦略が重要な変数になると述べました。

三巨頭のスタイルが分かれます

目標プロセスは同じですが、ビッグ3のアプローチや推進スタイルを見ると、明らかな違いが出てきます。

インテルの発表によると、18Aプロセスでは、RibbonFETブレードフルサラウンドトランジスタとPowerViaの背面給電技術を採用し、パフォーマンスとエネルギー効率を向上させ、特にAIや高性能コンピューティングのシーンに最適化しているそうです。これは、インテルがアーキテクチャの革新にさらに注力していることを意味しています。18AプロセスはPowerVia技術によって電源網をチップの表面から裏面に移し、トランジスタの密度を高めると同時に電力消費を抑え、業界で初めて裏面給電を商用化したプロセスノードとなります。

羅氏によれば、このやや過激な技術路線は、インテルがプロセスの覇権を取り戻そうとしている切実さを表しています。しかしインテルは過去3年間、20Aノードで遅延や生産能力制限の問題があったため、期日どおりに出荷できるかどうかは市場の検証を待たなければなりません。また、第2四半期の赤字や工場建設の遅れが重なったことも、ファウンドリ事業の長期的な競争力に疑問を投げかけています。

これに対してtsmcは,従来プロセスの最適化路線を守りながら,ウエハ・レベルのsow-xパッケージで計算性能を40倍に向上させています。推進に関しては、tsmcのスタイルは一貫して「安定」を掲げています。2ナノは2025年後半に、1.4ナノは2028年に量産する予定です。

顧客の粘り強さはtsmcにとって重要な障壁です。これまで、アップル、nvidiaなどのトップ企業は、1.8ナノメートルの註文をtsmcに優先的に割り当てることを明らかにしており、2026年、iPhone 18シリーズはその1.8ナノメートル工程のチップを初披露する予定です。このようなプラスの循環は、tsmcが2025年第1四半期にファウンドリ収入47億ドル、前年同期比7%増の業績で業界トップを維持することにもつながるでしょう。

サムスンはその中間です。2023年に開催されたファウンドリフォーラムでは、2025年に2ナノプロセスの量産、2027年に1.4ナノプロセスの商用化を目指す2 gapプロセスのロードマップを発表しました。

ただし,同社は3ナノノードで初めてGAA(フルサラウンドゲートトランジスタ技術)トランジスタを採用したものの,歩留まりの問題が頻発して顧客が離れてしまったと羅氏は指摘しています。このため、現在のサムスン電子の2ナノ工程量産計画は2025年まで先送りされています。技術の弱点を補うため、サムスン電子は先進パッケージとメモリチップの連携レイアウトを加速しており、「異種統合」戦略でtsmcへのキャッチアップを目指しています。

ファウンドリ市場が変わるかどうかです

インテルの参入により、ファウンドリ市場の構図も変わりつつあります。

半導体市場における先進プロセスの競争の本質は、顧客の奪い合いにあります。各方面の情報を総合すると、現在インテルは18Aノードでファウンドリ事業に43社のテストチップを誘致しており、その中には世界トップ10のチップ設計会社のうち7社が含まれています。元インテルCEOのパット・キッシンジャー氏も社内ミーティングで、18Aで多額の前払いを約束したことを明らかにしています。

そのため、18Aの試験量産が発表されたことで、インテルの株価は最近、予想通りに上昇し、1週間で30%近く上昇し、1987年以来の最高パフォーマンスを記録しました。

一方、tsmcは成熟したプロセス生態系とアップルなどのヘッド顧客の獲得により、先進ファウンドリ市場で66%のシェアを維持しているが、2ナノノードはインテル18Aとの直接競争に直面している。

サムスンは価格戦略と新興市場への参入で難局を打開しようとしています。2ナノプロセスの価格はtsmcより15 ~ 20%低く、クアルコムや日本のPFNなどの顧客を獲得しています。しかし、レートの問題と技術的な信頼性は依然として最大の不確実性です。記者は、クアルコムがサムスンの4ナノプロセスでsnapdragonチップを作ろうとしたが、エネルギー効率が悪くてtsmcに切り替えたことに注目しています。これを補うために、サムスンはARM、新思科技との提携を加速し、GAA設計ツールを最適化して顧客開発期間を短縮しています。

羅氏によると、短期的にはGAAトランジスタと背面給電が2ナノあるいはそれ以上の先進プロセスを標準化し、家電やAIチップが先進プロセスの需要を主導していることを背景に、サムスン電子は歩留まり問題を解決できなければ、完全に第一陣から退く可能性があるという。

業界分析機関のGartnerは、2028年までに1.8nmチップとそれに先駆けるプロセスチップの世界市場は300億ドルを突破し、そのうちAIチップと高性能コンピューティングが60%以上を占めると予測しています。しかしこの市場の競争は技術パラメーターだけではなくて、サプライチェーンの靱性、コストの制御と生態系の構築能力が勝負手になります。この中で、インテルが18A量産の約束を果たし、ヘッド顧客を引きつけることができれば、2025年以降にファウンドリ市場の構図を変えることができるでしょう。tsmcは、プロセスの優位性を維持しながらパッケージ技術の反復を加速する必要があります。サムスンは歩留まりの問題を解決し、技術の差別化を強化する必要があります。