日本のラピダスが2ナノメートル半導体のプロトタイプを発表

最先端半導体の国産化に取り組む日本企業、ラピダスは7月18日、回路線幅2ナノメートル（ナノメートルは10億分の1メートル）の試作半導体サンプルをメディアに初めて公開した。この製品は今年4月に稼働を開始したばかりの北海道千歳工場で生産されており、正常に動作することが確認されている。ラピダスは2027年の量産化を目指し、海外の競合他社に追いつくことを目指している。すでにスタートラインに立っているものの、完成度をさらに高め、最終的に顧客を獲得できるかどうかが、今後のラピダスの成否を分ける重要な課題の一つとなっている。

日本時間18日正午30分、ラピダスは千歳市内のホテルにサプライヤーや潜在顧客約200社を招待した。ラピダスが4月に工場生産を開始して以来、千歳市で公式イベントを開催するのは今回が初めてで、形式的には開所式に相当する。小池順義社長は、開会の2時間前に受付で来賓を迎えました。

ラピダスは7月10日、2ナノメートルトランジスタ（半導体部品）の動作確認を行いました。開会式に先立つ記者会見で、小池順義社長は直径30センチ、金色に輝くウエハを披露し、「顧客候補の皆様にご満足いただける動作性能を確認いたしました」と述べました。東哲郎会長も「世界でも稀有なスピードで工場の立ち上げを完了し、世界中を驚かせました」と述べました。

ラピダスは、トヨタ自動車を含む民間企業8社が730億円を共同出資し、2022年8月に設立されました。日本政府は総額1兆7000億円の支援を行い、2025年度下期にもさらに1000億円を投資する予定です。ラピダスは、米国IBMから提供された設計技術を活用し、電子機器の中核を担うロジック半導体ファウンドリー事業の展開を目指しています。

今回公開されたウェハはまだ中間段階にあり、必要な機能の一部しか搭載されていない。ラピダスはトランジスタの性能をさらに向上させ、年内開発完了を目指す。サンプルで期待通りの演算能力と電力性能を示せれば、顧客獲得に繋がるだろう。また、量産開始までには3兆円以上の資金が必要であり、サンプル性能の良し悪しは資金調達にも大きな影響を与える。

ラピダスは、チップ設計のための最新の「PDK（プロセス・デザイン・キット）」を今年度中に潜在顧客に提供する予定だ。顧客はこれを基にラピダスの技術力を評価できるようになる。小池淳義社長は「2025年末までに明確な顧客リストを作成できると見込んでいる」と述べた。

工場棟は2024年秋に概ね完成し、2025年4月に生産を開始する予定だ。小池淳義社長はかつて、「7月には試作ウェハを社外に公開できるだろうか」という野心的な目標を掲げ、IBMニューヨーク州立研究所から北海道に戻ってきたエンジニアたちの士気を高めた。

IBMの技術を再現するため、技術者たちは24時間交代制を導入し、設備のパラメータ設定を続けた。小池順義社長は「試作投資はほぼ休みなく続けられた。魂を込めた結果だ」と語った。現場担当者は「日本の半導体を復活させたい人はラピダスに向いている。そうでなければ入社しなくていい」と笑った。

ラピダスの社外取締役は「当初は懸念もあったが、今のところ大きな進捗の遅れはない」と認めた。

2000年代初頭以降、日本企業は半導体の微細化・高集積化競争から事実上撤退しており、先端半導体は台湾や韓国からの輸入に頼らざるを得ない状況だ。ラピダスが量産体制を軌道に乗せることができれば、AIデータセンターや自動運転といった分野で、日本企業が安定的に半導体を調達できる保証となる。

しかし、世界的な競争は激化している。ファウンドリー分野の大手TSMCは、2025年後半に2ナノメートル製品の量産を開始し、2028年には次世代の1.4ナノメートル製品の量産を開始する計画です。韓国のサムスン電子も今年中に2ナノメートル製品の量産を計画しており、米国のインテルも1.8ナノメートル製品の量産を開始する予定です。

中国の中芯国際集成電路製造（SMIC）は5ナノメートル製品の量産に成功しています。米国、欧州、アジアの企業もSMICに生産を委託しており、顧客獲得競争は激化の一途を辿っています。

米国の調査会社オムディアの推計によると、ラピダスの現在の生産能力は12インチウエハーで月産約7,000枚です。量産時には2万5000枚から3万枚にまで増加する見込みだが、TSMCの主力工場は10万枚を超えると予想されており、規模で匹敵するのは困難だ。

小池順義社長は「米中対立の文脈において、米国の顧客はセカンドサプライヤー（代替サプライヤー）を必要としている」と述べ、GAFAなどの巨大テクノロジー企業からの顧客開拓に意欲を示した。

しかし、TSMCは2025年に世界9カ所に新工場を建設し、2028年には米国アリゾナ州で2ナノメートル半導体の量産を開始する計画で、台湾に集中していた生産拠点の分散化を進めている。ラピダスが主張する「台湾依存からの脱却」の意義も揺らぐ可能性がある。

ラピダスが7月18日に開催したイベントは「顧客イベント」と銘打っていたものの、出席者はパートナー企業中心で、海外の大手潜在顧客はほとんどいなかった。ラピダスは現実を直視し、顧客開拓、量産、資金調達という3つの主要課題を解決しなければなりません。

つまり、試作機やPDKの性能向上による顧客獲得、量産規模と歩留まりの向上、実績の確立と民間資金の誘致、そして政府依存からの脱却です。

「今が最後で最大のチャンスだ」と日本の半導体・製造業関係者は語ります。多くの課題を乗り越えることによってのみ、日本の半導体産業の復活は可能となるのです。