オランダ当局が米国の圧力を受けてASMLのTwinscan NXT:2050iおよびNXT:2100i極端紫外線（EUV）リソグラフィーシステムの中国への輸出ライセンスを取り消したため、7nm未満のチップを大規模に生産できる唯一の機械への道が閉ざされた。
この政策決定一つで、一部のアナリストが半導体冷戦と呼ぶ状況が明確になった。SMICとその同業他社は現代のAIアクセラレーターに必要な機器を購入できず、高度なツールの出荷はすべて武器の移転であるかのように精査されるようになったのだ。
制裁と回避策の争奪戦
EUV装置は、現存する最も複雑な産業システムの一つです。数千もの米国製部品が詰め込まれ、1台あたり数億ドルもの価格が付けられるこの装置は、現在出荷されている、あるいは将来出荷が予定されているすべての5nmおよび3nmチップの基盤となっています。中国にはEUV装置がなく、米国がその存在を確固たるものにしています。
2022年以降、一連の制裁措置により、EUVの輸出だけでなく、ASMLのTwinscan NXT:1970iおよびNXT:1980iを含む最先端の液浸DUVシステムも輸出が禁止されました。オランダと日本もこれらの制限に加わり、中国に設置されたASML装置のサービス契約さえも精査されています。ASML自身も、中国に拠点を置く従業員が独自のEUVデータを盗んだことを認めており、この技術がいかに価値あるものになったかを浮き彫りにしています。
この政策により、半導体調達は不透明な領域へと追いやられている。明確に禁止されているにもかかわらず、香港とシンガポールにはNVIDIAのGPUがグレーマーケットで大量に流入し続け、押収額は数億ドルに上る。しかし、ワークステーションカードを密輸するのと、180トンのリソグラフィースキャナーをこっそり持ち込むのとでは話が違う。この点では、ワシントンの輸出管理の厳しさは依然として続いている。
DUVの代替計画
深紫外線リソグラフィーはEUVより数十年も前から存在しています。193nmのアルゴンフッ化物レーザーを使用する液浸DUVシステムは、28nmノードまで余裕でサポートしますが、ノードがさらに微細化するにつれて、歩留まりとコストは劇的に増加します。マルチパターニング（同じウェーハを異なるマスクで複数回露光する）により、7nmクラスのジオメトリまで拡張可能です。インテルの10nm展開の失敗は、このアプローチがいかにコストが高く、歩留まりに大きく影響するかを証明しましたが、中国のファブにとって、これは依然として唯一の選択肢です。
SMICがHuawei向けに製造したKirin 9000クラスの部品は、既にこの戦略の限界を露呈している。DUVプロセスと多重パターニングを多用した製造方法だと広く信じられている。チップ自体は機能するものの、台湾や韓国製のものに比べて生産量と効率は低い。
今のところ、中国のファブは既存のASML製DUV設備に依存している。ワシントンからの政治的圧力にもかかわらず、ASMLの2024年第2四半期の装置ツール出荷のほぼ半分が中国向けだった。これらの売上は、中国が依然として輸入ツールにいかに依存しているかを改めて示している。しかし、その機会は狭まりつつあり、焦点は変わりつつある。
上海微電子設備（SMIC）は2023年、28nmプロセス対応の液浸スキャナー「SSA800-10W」を開発したと発表した。ASMLのTwinscanシリーズと比べると粗雑ではあるものの、国産初の液浸スキャナーであり、しかも重要なのは、米国の知的財産権を一切使用せずに設計された点だ。TrendForceの報道によると、SMICはSiCarrier傘下のHuawei関連企業であるYuliangshengの試作機をテストしている。この試作機も28nmプロセス対応だが、マルチパターニング技術を用いて7nmプロセスへのスケールダウンを目指している。
完全国産のDUVスキャナーは、たとえ歩留まりの問題に悩まされたとしても、中国のファウンドリーを将来の西側諸国の政策決定から保護するだろう。中国は以前、TSMCやサムスンとの完全な互角関係よりも戦略的な自給自足が重要だと明言してきたことを忘れてはならない。
中国は長期戦を仕掛けている
中国のDUV装置がASMLの装置に匹敵するとは誰も予想していない。ASMLとの差は少なくとも10年あり、EUVなしでは経済性は厳しい。マルチパターニングはより多くのウェーハを消費し、故障点も増え、歩留まりを維持するためにはより高度なエッチング装置と計測装置が必要となる。上海のDUVラインから生産される先端チップ1つ1つは、新竹の同等品よりも高価だ。
しかし、歩留まりが低くても、7nmクラスの国産チップがあれば、全くないよりはましだ。ファーウェイはすでにスマートフォンのサプライチェーンの大部分を国内ベンダーを中心に再構築しており、政府の規制により中国企業はチップの50%を国内で調達することが義務付けられている。
一方、ASMLの最高経営責任者（CEO）は、中国は10年から15年遅れていると述べた。確かに技術面ではその通りかもしれないが、制裁措置によってその差を埋めようとする動きが加速している。禁輸措置が強化されるごとに国産化へのインセンティブが強まり、SMICやHuaweiの研究所でテストされる国産ステッパーが多ければ多いほど、次の規制の決定的な効果は薄れていく。
これがいわゆる半導体冷戦のパラドックスだ。EUVは既に開発が制限されているが、その過程でDUVは新たな国産エコシステムの基盤となっている。米国にとってのリスクは、あらゆる回避策が中国への依存度を少しずつ低下させることだ。一方中国にとっては、10年間の非効率性は、最終的な独立という代償に値するという賭けに出ることになる。
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ルーク・ジェームズはフリーランスのライター兼ジャーナリストです。法務の経歴を持つものの、ハードウェアやマイクロエレクトロニクスなど、テクノロジー全般、そして規制に関するあらゆることに個人的な関心を持っています。
