中国が追いつく時：深圳、Huawei、次の半導体時代

Joe Goldberg • 2026年9月8日 • 読了時間：10分

Ai Security Personal

予備が必要になった瞬間と何庭波

何庭波はASIC開発から半導体事業トップへ進んだ技術者で、KirinとAscendを設計するHiSiliconの国際的依存を熟知していた。

予備の本当の意味

目的は孤立ではなく、自社チップ、代替ソフト、複数供給元による冗長性だった。

緊急計画が生産戦略になった時

2020年の米国規制は海外製造にも及んだ。それでもSMIC製Kirin 9000Sは、減速と停止が違うことを示した。ASML High-NA EUVの記事も参照してほしい。

Tau Scaling：大きさより時間

配線遅延は概ねτ ≈ R × Cで増える。Tau Scalingはトランジスタからデータセンターまでを一体で最適化する。

Mooreの法則が長くもたらした価値は、単なるトランジスタ数の増加ではない。微細化によってスイッチングが速くなり、消費電力が下がり、配線も短くなった。しかし電圧は以前のようには下がらず、リーク電流と熱が周波数を制限し、配線そのものが遅延の大きな原因になっている。Huaweiには最先端ノードへ自由にアクセスできないという制約も加わる。

そこでτを共通の評価軸にする。チップ内ではクリティカルパス、キャッシュ階層、メモリアクセス、Network-on-Chipを見直し、サーバーではCPU、メモリ、アクセラレータ間の待ち時間を減らす。データセンターではスイッチ、プロトコル変換、光リンク、数千個のチップの同期までが対象になる。微細化を否定するのではなく、時間を節約する複数の手段の一つとして扱う考え方だ。

LogicFolding：平面を離れるチップ

二つの能動層をhybrid bondingで結び、信号経路を短くする。

短い信号経路の作り方

EDAがクリティカルパスを探し、セルを3D配置し、電源、クロック、冗長接続を統合する。Huaweiの密度55%増などの数値は独立検証が必要だ。

従来の2D設計では、能動トランジスタは一つの平面にあり、その上に複数の金属配線層が重なる。LogicFoldingでは同じ論理ブロックの標準セルを上下二つの能動層へ分け、頻繁に通信するセルを垂直方向に近づける。遠回りしていた配線を短い層間接続に置き換えられれば、抵抗と容量だけでなく、クロックバッファの数も減らせる。

Huaweiの論文は、最初のKirin実装でhybrid bondingのピッチを1.5マイクロメートル、重ね合わせ精度を0.5マイクロメートル未満としている。まず設計全体ではなく重要なクリティカルパスへ選択的に使うため、製造リスクを抑えながら効果の大きい場所を狙う構成である。

通常のチップレット積層以上である理由

完成ブロックではなく同一モジュール内のセルを層間に分配する。北京大学は配線長約30%減を報告した。

LogicFoldingがASMLを置き換えない理由

1.4 nm相当の密度は1.4 nmプロセスではない。各層には依然として露光、成膜、エッチング、実装が必要だ。

深圳の秘密EUVプロジェクト

Reutersは中古部品、リバースエンジニアリング、元ASML技術者を報じたが、Huaweiは確認していない。

試作機が達成すべきこと

安定した錫プラズマ、集光鏡、多層ミラー、マスク、レジスト、計測、ステージ、ソフトウェアが必要だ。光は出たがチップはまだない。

光源では微小な液体錫の滴へ強力なレーザーパルスを当て、プラズマから13.5 nmの光を取り出す。Collector Mirrorはできるだけ多くの光子を集めながら、飛散した錫による汚染に耐えなければならない。出力が弱い、揺らぐ、あるいは短時間で鏡が汚れる光源では量産装置にならない。

EUVは空気にも通常のガラスにも吸収されるため、光路全体は真空で、レンズではなく特殊な多層反射鏡を使う。反射のたびに光量は減るが、鏡の形状、表面、コーティング、温度、位置は極端な精度で維持する必要がある。反射型マスクの回路パターンをウェハへ投影する間、マスクとウェハのステージは高速かつナノメートル精度で同期する。

したがって「EUV光を出した」という報告は重要な一歩だが、解像度、overlay、throughput、稼働率、保守性、yieldを満たしたことを意味しない。実験室で像を結ぶことと、工場で一日中良品ウェハを作ることの間には巨大な距離がある。

中国機が巨大化した理由

研究では大型化できるが、長い光路は振動、熱、位置合わせを難しくする。

リバースエンジニアリング、人材、証拠の限界

経験は失敗を減らすが物理法則は省けない。中国は知識を戻し、研究所に分担し、Huaweiが統合する。

2028年、2030年、それともさらに先か

政府目標は2028年、関係者は2030年を現実的とする。ASMLも商用化まで約20年を要した。

産業OSとしての深圳

Huaweiの需要、政府資金、装置企業、大学、市場が集中する。第15次五カ年計画は完全な供給網を目標にする。

SiCarrierはその仕組みを具体的に示す。深圳市が保有する同社は、計測、エッチング、成膜、DUV部品、multi-patterningに関する特許を積み上げている。Huaweiは同社との資本関係を否定しており、外部から組織構造を完全には確認できない。それでも製品需要、装置開発、資金、研究、人材を同じ地域で反復させる方向は明確だ。

第15次五カ年計画は集積回路だけでなく、工作機械、高性能計測器、基盤ソフトウェア、先端材料まで完全なチェーンで突破することを掲げる。一社がASMLの装置を丸ごとコピーする計画ではない。どれか一台の装置、一つのEDAライセンス、一社のメモリ供給が製品全体を止めない産業構造を作ろうとしている。

中国を過小評価すれば気づくのが遅い

技術的な対抗軸は世界に必要だ。規制は時間を稼げても中国を固定できない。2025年、中国は世界のEV約70%、電池セル80%以上を生産し、太陽光主要工程でも80%超を占めた。

五カ年計画は成功保証ではないが、政府、銀行、大学、企業を長期に整列させる。

ドイツの自動車産業は、中国を販売市場と生産拠点としてだけ見た代償を払っている。中国メーカーは単に安いドイツ車を作ったのではなく、電池、パワーエレクトロニクス、ソフトウェア、充電網、短い開発周期を一つの産業システムにした。2025年には世界の電気自動車生産の約70%、電池セルの80%以上を中国が占めた。

太陽光産業ではさらに明確だ。欧州にも研究と先行企業はあったが、中国はポリシリコンからインゴット、ウェハ、セル、モジュールまで連続した供給網へ投資した。現在は主要な全製造段階で80%を超える。これは一つの発明ではなく、規模、調整された供給網、無数の製造反復が生んだ結果である。

米国の輸出規制には正当な安全保障上の目的があり得る。しかし、それを中国を恒久的に管理できる力と取り違えてはならない。規制は計画を高価にし、数年の先行時間を買う。その時間を西側が自らの研究、製造、人材へ投資しなければ、後に現れるのはさらに強い中国企業である。

中国は複数の戦略を同時に進める

既存DUVをさらに活用する

Multi-patterningは微細化できるが、コスト、工程、overlay誤差を増やす。

製造装置を国産化する

工場には数百種類の装置と材料が必要で、SiCarrierは一式の国産ラインを目指す。

設計、実装、システムを共同最適化する

短配線、3D統合、ソフトウェア、Ascendクラスターで製造差を補う。

巨大な国内市場を学習装置にする

量産、測定、修正の反復がyieldと信頼性を育てる。

問題は上位層へ移る

二層化は熱、yield、位置合わせ、EDA、コストを難しくする。

熱は最も分かりやすい制約だ。二つの能動ロジック層が上下で発熱し、下側の層はヒートスプレッダから遠くなる。局所的なホットスポットが重なれば、面積当たりの密度を上げても持続的な性能を出せない。電源供給と熱経路のために使う構造は、ロジックを置ける面積も奪う。

Yieldも厳しくなる。上下のダイ、非常に多いbonding接点、垂直接続が同時に正常でなければ完成品にならない。冗長接続は一部の欠陥を回避できるが、基礎となる工程管理が不十分なら救えない。1.5マイクロメートルのピッチでは、粒子、反り、温度差も大きな問題になる。

EDAは単なる補助ソフトではなく戦略技術になる。数百万セルの2D配置でも探索空間は巨大だが、3Dではどの層へ置くか、どこに垂直接続を作るか、熱をどう逃がすかが加わる。優れた製造工程があっても、設計ツールが空間を使い切れなければLogicFoldingの価値は出ない。

最後はコストと修理性が決める。二つの能動層、hybrid bonding、追加試験、複雑なpackagingは、より大きな平面チップや別のシステム構成より十分に高い価値を生まなければならない。研究論文の性能だけでは量産の勝者は決まらない。

中国という対抗軸が重要な理由

まだ勝利ではないが、規制は国家戦略を加速した。中国は明日ASMLを倒す必要はなく、光源、ミラー、計測、材料、ソフト、yieldを継続改善すればよい。欧州も中国を真剣に見て、自らの産業へ再投資すべきだ。

2019年の予備技術は、この物語の出発点にすぎない。より重要なのは、その後に企業の危機対応が国家規模の生産戦略へ変わったことだ。ボトルネックを部品単位に分け、複数の技術経路へ同時に資金を入れ、未完成の製品を巨大な国内市場で改良する。深圳はその循環を産業として実行できる場所である。

米国の規制が無意味だったわけではない。Huaweiの先端製造へのアクセスを制限し、製品と事業へ現実の損害を与えた。同時に、外部の一つの判断で製品全体が止まる構造を二度と受け入れないという中国側の動機を強めた。短期的な西側の優位と長期的な中国の加速は、同時に成立し得る。

自動車と太陽光の経験が示すのは、現在の市場占有率よりも学習速度の重要性である。製造量が増えれば、欠陥を測定し、工程を修正し、次世代へ反映する機会も増える。半導体でも、この反復を継続できる産業基盤そのものが競争力になる。

Huaweiが差を縮めたかどうかは、上海の講演ではなく、yield、消費電力、生産量、独立分析、そして何年も続く安定製造で決まる。光源だけ、LogicFoldingだけ、あるいは補助金だけで解決する問題ではない。だからこそ中国は多数の経路を並行して進めている。

技術力が一つの国や企業へ集中しすぎない世界は、供給網にも政治にも健全だ。ただし欧州にとって中国の台頭が良い刺激になるか、単なる新しい依存になるかは欧州自身が決める。必要なのは中国を侮ることでも恐れることでもなく、現実の競争相手として理解し、研究、人材、工場、装置産業へ長期投資することだ。

また次回、
Joe

出典

参考資料