米国商務省（DoC）は、CHIPS for America基金から拠出される500億ドルの使途に関する戦略を明らかにした。米国政府は、最先端の製造技術を活用するロジックおよびメモリメーカー、軍事産業や重要産業で用いられる成熟または特殊プロセス技術を採用したチップメーカー、そして先進的な研究開発施設の間で資金を分配する。CHIPS基金の受益者はそれぞれ、数々の要件を満たす必要がある。
CHIPS for Americaプログラムには、複数の戦略的目標があります。最先端の半導体製造業を米国に誘致すること、半導体生産を支える包括的な半導体サプライチェーンを構築すること、官民連携による次世代半導体製品・技術を設計する一連の研究開発プログラムを確立すること、そして高賃金の製造業雇用を創出することです。運用面では、このプログラムは強固な官民パートナーシップの構築と、この分野への民間資本の誘致を目指しています。
最先端の製造業
最先端の次世代製造技術を使用するチップメーカーは、CHIPS for America 基金の最大額である 280 億ドルを受け取ることになります。
この資金は、企業が米国に最先端ファブを新たに建設するための重要な手段となるものの、関係者への補助金としてのみ提供されるのではなく、協力協定、融資の補助、融資保証にも充てられる。商務省は、政府から補助金を受けるには、メーカーが投資を行うために補助金が必要であることを証明する必要があり、納税者の懐から資金を差し出すのではなく、補助金が必要であることを強調している。
米国政府は、メーカーとして、ウエハー処理やシリコンダイ製造を行う企業だけでなく、OSAT（アウトソーシング組立・試験）サービスプロバイダーも対象としています。数十億ドル規模の半導体施設には高度なOSAT工場も必要であり、米国からアジアへチップを輸送して試験・パッケージングを行うことは、費用と時間がかかるだけでなく、物流や現在の地政学的緊張を考えるとリスクも伴うため、これは特に賢明な動きです。従来型／シンプルなチップパッケージングサービスは、経済的な理由から大部分が米国外に留まる一方で、高度なパッケージング施設（インテルがEMIBおよびFoveros技術で利用しようとしている施設など）は米国への移転が推奨されています。
商務省は、上記の製造施設の建設または拡張に関する提案を募集しており、複数の高コスト生産ラインと関連するサプライヤーエコシステムを含むプロジェクトを優先します。また、商務省は、基金からの支援を求める企業に対し、州および地方自治体からの支援、民間投資の獲得、あるいは顧客やサプライヤーとの提携を推奨しています。実際、商務省は経済効果を最大化するため、州および地方自治体の優遇措置パッケージを受けるプロジェクトを優先する予定です。
直近数四半期で、インテル、マイクロン、サムスンファウンドリー、TSMCなど、数多くの企業が、米国に新たな最先端ファブを建設するために数千億ドルを投じる計画を発表しました。実際、インテルとサムスンは既に建設を開始しており、TSMCはアリゾナ州のファブ建設が完成間近です。280億ドルはこれらの企業にとって大きな支援となるでしょうが、果たしてこれで十分と言えるのでしょうか？
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成熟世代と現世代の製造業
CHIPS for America基金の支援を受ける2つ目のカテゴリーは、既存の成熟した特殊製造プロセスを用いて、自動車、情報通信技術、医療機器などの防衛・民生分野向けチップを製造するファウンドリおよびチップメーカーです。これには、様々な先進アナログチップ、耐放射線チップ、化合物半導体、そして数え切れないほどの新興ICが含まれます。今後、これらの用途には新たなパッケージング技術も利用されるようになるでしょう。
これらのチップメーカーとそのOSATパートナーは、最先端製造ノードを使用するチップメーカーと同じ条件で、米国政府から総額100億ドルの支援を受けることができます。米国商務省は、これらの企業が既存のファブを拡張または改修するか、新規に建設することを期待しています。実際、グローバルファウンドリーズは2021年にニューヨークにある既存のFab 8の拡張に10億ドルを投資しました。一方、テキサス・インスツルメンツはテキサス州に2つ、ユタ州に1つのファブを建設し、設備を導入しています。
研究開発イニシアチブ
米国における研究開発（R&D）の支援は、国内の半導体製造の支援と同様に極めて重要です。基礎科学のブレークスルーがなければ、新たな応用デバイスを生産することはできないからです。米国商務省は、R&Dプロジェクトを適切に管理するため、プロジェクトをチップ製造、先端半導体研究、計測研究、革新的なチップパッケージングに重点を置いた4つの主要イニシアチブに分割し、これらに合計110億ドルの資金を投入します。
米国における先端半導体研究開発の重要な推進力の一つは、先端半導体技術の研究と試作を行う国立半導体技術センター（NSTC）です。NSTCの主要目標の一つは、産業界、政府、国立研究所、そして学界を結集し、先端半導体の研究と試作を行うことです。米国政府は、中期および長期を見据えた重要な半導体関連研究プロジェクトに取り組む、全米規模のイノベーションネットワークの構築を目指しています。さらに、NSTCは友好国との連携も可能となります。
「国務省は、NSTCが半導体設計の進歩、新しい製造プロセスの拡大、新しいツールや材料の開発、研究室から製造工場までの製品フローの改善に重点を置くことを期待している」と、商務省の声明には記されている。
NSTCの役割は、材料、製造装置、ソフトウェア、そして実際の製品の同時設計を主導するための標準規格と技術ロードマップの開発を支援することです。企業には、材料、ソフトウェア、ツールの競争前段階の研究開発において協力することを期待していますが、実際の最終用途アプリケーションにおいて協力することは期待していません。3D XPointの共同開発が示すように、新しいタイプのメモリの恩恵を誰もが享受できるわけではありません。
設立されるもう一つの重要な指導組織は、国家先端パッケージング製造プログラム（NAPMP）です。その名の通り、このプログラムは革新的なチップパッケージング方法の開発と、それらの方法が米国内のファブで確実に適用されることに重点を置いています。NAPMPもまた、学界の科学者や産業界のエンジニアと協力することを目指しています。
NSTCとNAPMPは、いずれも米国国立標準技術研究所（NIST）の所長が主導します。一方、NISTは全国的な計測研究プログラムも担当します。このプログラムは、次世代半導体（ゲートオールアラウンドFETなどの様々な3Dトランジスタを用いたものを含む）に必要な物理計測と、従来の計測手法が適用できない用途に用いられる計算計測に焦点を当てます。また、半導体計測における計算集約型かつデータ駆動型の部分の仮想化と自動化にも取り組みます。さらに、NISTの計測研究は、計測・校正サービス、そして計測・文書標準の確立も目指します。
最後に、NISTは、半導体研究開発に重点を置く半導体製造、政府、学術機関のネットワークであるManufacturing USA Instituteを設立します。その主な目的は、これらの組織のメンバーに最先端の施設や設備へのアクセスを提供し、研究開発を促進し、人材育成を促進することです。
どのように機能するのでしょうか?
CHIPS for America 基金の規模を考えると、政府の補助金 (およびその他の形態のサポート) を求める企業は数十社に上ることになるので、DoC は申請を審査し、技術面と経済面の両方でメリットを判断するためのメカニズムを構築する必要があるでしょう。
すべての申請は審査チームによって審査され、ニューヨーク・タイムズ紙によると、インド商務省は約50名を雇用し、申請の技術的・財務的メリット、公的資金の根拠、申請者の運用能力を審査する予定です。チームは6ヶ月以内に申請の募集を開始する予定で、申請者が完全な申請書を提出する前にフィードバックを提供する予定です。
同チームは資金の使途を監視し、受領者がプロジェクトを期限通りに開始または完了できなかった場合、資金を回収する可能性がある。受領者は、CHIPS for America基金からの支援を受けた後10年間、中国における半導体生産能力の拡張または新規建設、ならびに自社株買いや配当金の支払いへの資金使用が禁止される。サムスンは天下一品に製造能力を有しているため、中国問題はサムスンにとってCHIPS for America基金からの支援を受ける上での障害となる可能性がある。また、中国商務省は、このような取引が国家安全保障上の懸念を引き起こす可能性があるため、基金受領者の知的財産取引を追跡する。
CHIPS for Americaプログラムは、大手半導体メーカーを米国に誘致し、国内の強靭な半導体サプライチェーンを活性化することを目的としているため、米国商務省は、既存の企業だけでなく、評判の高い学術機関や民間企業が支援する研究開発プロジェクトへの資金提供を優先します。一方、NSTCは、米国の半導体産業の発展のため、世界中から研究パートナーを誘致する予定です。
CHIPS for Americaプログラムの戦略が明らかになり、どの企業がその恩恵を受けるのかがほぼ明らかになった今、新たな疑問が生じます。それは、これらの企業がどれだけの金額を受け取るのかということです。これは今後数ヶ月で明らかになるでしょう。
アントン・シロフはTom's Hardwareの寄稿ライターです。過去数十年にわたり、CPUやGPUからスーパーコンピュータ、最新のプロセス技術や最新の製造ツールからハイテク業界のトレンドまで、あらゆる分野をカバーしてきました。
