中国の半導体産業は、米国の輸出規制強化、特にSMIC、YMTC、CXMTといったブラックリストに載っている企業に対する厳しい対応により、大きな課題に直面しています。しかし、American Affairsの報道によると、SMICとCXMTでさえ、いわゆるトレーリングノードを採用するファブに必要な半導体製造装置を依然として入手できているとのこと。問題は、これらの装置のうち、どれだけがブラックリストに載っているファブに投入されているかということです。
過去6年間に米国と中国両政府が課してきた制限は、中国企業による最先端の半導体製造プロセスの発展を阻止することを目的としています。こうしたプロセスは、中国の軍事力を強化する半導体の製造に利用される可能性があるためです。もちろん、中国はこれに対応して、国産の半導体製造装置の開発能力を高め、外国製装置への依存を減らす取り組みを加速させています。しかし、課された制限は果たして効果があるのでしょうか？
スイープコントロール
バイデン政権の輸出規制は、2022年10月と2023年10月に大幅に改訂され、中国による先端半導体製造装置へのアクセスを制限することに重点を置いています。これらの新たな法律は、FinFETやゲートオールアラウンド（GAA）トランジスタを活用した最先端プロセス技術を特に標的としており、中国企業による先端半導体技術の発展を困難にしています。また、これらの規制には、新たな最終用途規制や米国人への制限も含まれており、中国国内の半導体産業が直面する課題をさらに複雑にしています。
これらの制約を考慮して、中国のチップメーカーは国内のWFEメーカーと協力して機器の開発と検証を行い、オランダ、日本、米国製のツールを使用しない生産プロセスの構築を目指しています。
中国の半導体産業は止められない
こうした課題にもかかわらず、SMICのような大手ファウンドリは、先進ノードの生産能力拡大に注力するとともに、欧米の利用可能なツールを活用し、先進ノードの生産体制を維持しています。例えば、SMICは先進プロセスの開発を進めており、第2世代7nmプロセス技術の製造には深紫外線（DUV）ツール（Twinscan NXT 2050iなど）を活用しています。また、この技術に伴う複雑さにもかかわらず、マルチパターニングを用いた5nm製造プロセスも導入していると報じられています。
中国のファウンドリー大手SMICは、数年前と同様に、ファブ建設において官民パートナーシップを推進している。しかし、ここに落とし穴がある。米国政府は、SMICが28nm～90nmプロセス技術でチップを製造するファブを運営することに何の問題も認めていない。これらのファブは制裁対象ではなく、米国、オランダ、日本の企業は、これらのファブに装備するための装置を制限なく販売できる。しかし、問題は、SMICが「ホワイトリスト」ファブに装備するための装置を購入し、その後、ブラックリストに掲載されているより高度なファブに導入できることである。米国政府にとって、企業が「ホワイトリスト」ファブに出荷する装置の行き先を管理することは非常に困難である。
一方、中国政府は国営研究開発の民間企業への移管を緩和し、技術的ボトルネックの克服に向けた連携を奨励しています。この戦略では、最先端の7nmおよび5nmクラスのプロセス技術における重要な課題に取り組む複数のチームに資金を提供し、支援しています。このアプローチは、エクサスケール・コンピューティングなどの他の分野で成功したアプローチと類似しており、米国政府はエクサスケール・コンピューティングの発展を阻止しようと、場合によっては減速させようとしています。
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中国産業界は、電子設計自動化（EDA）ツール、先端材料、パッケージング技術など、様々な分野において国産代替技術の構築に注力しています。自立型半導体エコシステムの構築に向けた取り組みは加速しており、企業はマルチチップレット設計や2.5Dおよび3Dバックエンドパッケージング技術といった主要技術の開発に取り組んでいます。これらの取り組みは、性能レベルの向上と、新たな国産化プロセスへの橋渡しとして極めて重要です。
現在の戦略には、短期目標と長期目標の両方が含まれています。短期的には、中国の大手ファウンドリであるSMICが、米国製装置を使わずに40nmおよび28nmの生産ラインを構築しているとされています。一方、中国の装置メーカーであるSMEEは、28nmプロセス技術に対応できるリソグラフィ装置の開発に取り組んでいますが、量産開始時期は不明です。今後の展望としては、2025～2026年までに14/10nmおよび7nmクラスのプロセスへの移行を目指しています。
中国は長期的には、3nm以降のプロセス技術に必須となる極端紫外線（EUV）リソグラフィー技術の開発を計画しています。EUV製造プロセスのための包括的なエコシステムの構築に向けて、研究機関、大学、そしてファーウェイのような企業が連携し、複数の協調的な取り組みが進められています。これらの取り組みは、中国の半導体産業の技術的自立と持続可能性の確保に不可欠です。
集中的な監視
中国は、丁学祥副首相率いる半導体産業政策を統括する新たな指導グループを設立し、より中央集権的な監督モデルへの移行を示唆している。丁学祥氏は半導体業界に馴染みのある人物である。1982年に青島市の東北重機学院（現燕山大学）で工学の学位を取得。その後、上海材料研究所（SRIM）でキャリアをスタートさせ、1982年から1999年まで勤務した。SRIM在職中、研究、管理、党関連の様々な役職を歴任した。
この新たな戦略は、内部での検討と半導体産業政策のこれまでの取り組みの見直しから生まれたものです。政府はまた、政府と1～2社の民間企業が実施する基礎研究開発への投資を増強し、その成果を民間部門に還元しています。
中国の半導体業界は、米国の輸出規制が続く中、自立的なエコシステムの構築に多大な努力を払っている。業界の将来は、技術的課題を克服し、国産のウエハー製造装置の有効性を検証し、主に国内のサプライチェーンで新製品を生産するための高度な製造能力を開発できるかどうかにかかっている。
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。
