中国:シリコンフォトニクス技術に注力 ― 2024年11月10日 22:10
【概要】
中国は米国からの制裁措置により、半導体製造において最新のEUV(極端紫外線)リソグラフィ装置を入手できず、先端チップの製造競争から一歩遅れる状況にある。これにより、中国の半導体業界は5nmプロセス以下の微細化が難しくなっている。ASMLが提供する最先端のリソグラフィ技術を使用できないため、中国は自国製のリソグラフィ装置での限界が生じており、28nmプロセスノード対応の装置開発に苦戦していると報告されている。
TSMC(台湾セミコンダクター・マニュファクチャリング・カンパニー)は2028年に1.4nm、2030年以降に1nmプロセスの高い目標を持ち、2025年には2nmプロセスの導入を計画している。一方で、IntelはCEOのPat Gelsingerによる再構築計画の一環として、2025年にIntel 18Aプロセス、そしてその後に14Aプロセスのために新しい高NA(数値開口)EUVリソグラフィ装置を使用し、チップ製造の高精度とスケーラビリティを目指している。
米国の制裁が中国に与えた影響は、リソグラフィ技術の自主開発を後押しすることになり、中国はシリコンフォトニクスに注目している。この技術は、シリコンベースのICと光学コンポーネントを組み合わせることで、大量のデータを伝送・処理する能力を高め、EUVリソグラフィを使用せずに高い性能を持つチップを生産可能にする可能性があるとされている。
シリコンフォトニクスは、次世代のAIや通信インフラでの応用が期待されており、中国政府も第14次5カ年計画(2021–2025)でこの技術に対する研究所設立を支援していると記されている。米国議会の競争選択委員会は、中国がこの技術に投資を増やしていること、またシリコンフォトニクスが従来の電子チップ設計に比べて1,000倍の計算速度を提供できる可能性があると警告し、米国政府に対し技術競争力を確保するための対策を講じるよう呼びかけている。
【詳細】
中国は米国からの制裁により、最先端のEUVリソグラフィ装置を入手することが制限されており、半導体の微細化技術である1nm以下のプロセス製造に関する競争から締め出されている状態にある。この記事では、ASML(オランダのリソグラフィ装置メーカー)が世界で唯一、最先端のEUVリソグラフィ技術を提供している状況を背景に、台湾のTSMC(台湾積体電路製造)や米国のIntelなどがこの技術を導入し、1nm以下のチップ製造を進めていることが記述されている。Intelはすでに2024年時点で2基の高NA(数値開口)EUVリソグラフィシステムをR&Dセンターに導入し、2025年には「Intel 18A」プロセスとして製品化を目指している。TSMCも2025年に2nmプロセスを導入し、さらには1.4nm、1nmプロセスへの進展を計画しているが、この高NA技術の商業利用には時間とコストがかかるとされている。ASMLの高NAシステムは、標準EUV装置の2倍の約3億5000万ドルとされ、そのために時間がかかるとされている。
このような背景から、米国の制裁措置でEUV装置を取得できない中国は、新しい技術的選択肢として「シリコンフォトニクス」に注目している。シリコンフォトニクスは、シリコンをベースとした集積回路と光学部品を組み合わせることで、光を利用してデータを処理・伝送する技術である。これにより従来の電子ベースのチップでは難しいとされていた高帯域幅、効率的なエネルギー消費、そして高速なデータ処理が実現できる可能性がある。シリコンフォトニクスの技術が進むことで、EUVを用いた従来のチップ製造の限界を超え、半導体製造の新たな突破口となることが期待されている。
中国政府はこのシリコンフォトニクス技術に力を入れており、国家レベルの研究所を設立する計画を第14次五か年計画(2021–2025年)に盛り込んでいる。また、習近平総書記もこの技術を「我が国が他国に先駆けて成果を出すことが可能なハイテク産業」と位置づけている。これにより中国国内では、数十億ドル規模の投資がシリコンフォトニクス分野に向けられている。また、制裁の対象に指定されている南京電子器件研究所は、フォトニクスが軍事利用にも応用可能な破壊的技術であると判断し、研究を進めている。この南京電子器件研究所および関連企業の華為技術(ファーウェイ)は、米国の「エンティティリスト」に掲載され、軍事目的での利用が疑われる場合には輸出許可が否定される対象とされている。
米国政府はシリコンフォトニクスの分野で中国に先行されることを懸念しており、2024年10月には米国議会の競争選択委員会が商務省のジーナ・ライモンド長官に対し、中国がこの分野で米国を追い抜く可能性について警告を発した。委員会は、フォトニクス技術が従来の電子技術の限界を超え、AIや通信などの分野で破壊的な影響を及ぼし得ることを指摘している。
【要点】
1.中国の半導体技術の現状
・中国は米国の制裁により、最先端のEUV(極紫外線)リソグラフィ装置を取得できず、1nm以下のチップ製造競争に参加できない。
・中国は5nm以下の製造技術に制限されており、ArF(アルゴンフルオリウム)浸漬型DUV(深紫外線)リソグラフィ装置を使用している。
2.高NA EUV技術の進展
・ASMLは世界唯一のEUVリソグラフィシステムを提供し、その技術を利用して、台湾のTSMC、米国のIntelなどが最先端のチップ製造を行っている。
・TSMCは2025年に2nmプロセスを導入予定で、さらに1.4nm、1nmのプロセスへの進展を計画。
・Intelは2025年に「Intel 18A」プロセスを開始予定、2024年時点で2基の高NA EUVシステムを導入済み。
3.高NA EUVシステムのコストと技術的課題：
・高NA EUVシステムは、標準EUVの約2倍の価格(約3億5000万ドル)で、商業利用には時間とコストがかかる。
・高NA技術は、プロセスノードをさらに微細化し、トランジスタ密度を増加させるが、その商業化には技術開発が必要。
4.中国のシリコンフォトニクス技術への注力
・米国の制裁により、EUV装置が手に入らない中国はシリコンフォトニクス技術に注力している。
・シリコンフォトニクスは、シリコン基盤の集積回路と光学部品を組み合わせ、光を使ってデータを処理・伝送する技術。
・シリコンフォトニクスは、高帯域幅、高効率、そして高速データ処理を可能にし、従来の電子チップの限界を超える可能性がある。
5.シリコンフォトニクスの軍事と商業的な可能性
・中国の政府はシリコンフォトニクスを国家戦略技術として重視し、2021年から2025年の第14次五か年計画に盛り込んでいる。
・シリコンフォトニクスの技術は、AIや通信、計算分野で革命的な進展をもたらす可能性がある。
・米国の議会は、中国がこの技術で米国を追い抜く可能性を懸念し、制裁を強化するよう商務省に求めている。
6.米中の技術競争
・シリコンフォトニクスが進展すれば、EUVリソグラフィの限界を超え、AI技術の競争において中国が有利になる可能性がある。
・中国の研究機関や企業(例：華為技術や南京電子器件研究所)はシリコンフォトニクスに数十億ドルを投資し、米国の制裁にもかかわらず技術開発を続けている。
7.結論
・米国政府はシリコンフォトニクス技術の発展に遅れを取っており、中国がこの分野で進展すれば、半導体供給チェーンにおける新たな重要な突破口となる可能性がある。
【参考】
☞ シリコンフォトニクス(Silicon Photonics)は、シリコンを基盤として光学部品と電子部品を統合する技術である。この技術は、光(レーザーや光ファイバーなど)を使用してデータを処理・伝送することができ、従来の電子回路に比べていくつかの利点を持っている。以下にその特徴と利点を詳しく説明する。
シリコンフォトニクスの概要
1.シリコンを基盤に使用
・シリコンは半導体チップの製造に広く使われており、光学部品(レーザー、検出器、変調器など)もシリコン上で製造できる。この特性により、既存の半導体製造技術を活かしてフォトニクス技術を大規模に生産することが可能である。
2.光と電子の統合
・シリコンフォトニクスは、従来の電子チップに光学機能を組み込むことで、光信号を使って情報を処理したり、通信したりすることを可能にする。これにより、光の高速性や効率性を活用し、従来の電子回路の限界を超えることができる。
シリコンフォトニクスの利点
1.高速データ通信
・光は電子よりも遥かに高速で、非常に高い帯域幅を持つため、シリコンフォトニクスを使用したシステムは、データ転送速度が格段に速くなる。これにより、通信速度の向上や、大容量のデータ処理が可能となる。
2.高帯域幅とエネルギー効率
・光信号は、長距離伝送においても減衰が少なく、高帯域幅で効率的に情報を送ることができる。また、シリコンフォトニクスは低いエネルギー消費で動作するため、電力効率が向上する。
3.小型化と集積化
・シリコンチップ上に光学部品を統合することで、光学機器の小型化と集積化が可能になる。これにより、より小型で高性能なデバイスの実現が可能である。
4.低コストの製造
・シリコンは既存の半導体製造技術を使用して安価に大量生産できるため、シリコンフォトニクスも比較的低コストで製造可能である。また、光学機能を追加する際も、他の材料に比べてコスト効率が良いとされている。
シリコンフォトニクスの応用
1.データセンターと高速通信
・高速かつ効率的なデータ伝送が可能なため、データセンター間や、データセンター内での接続技術においてシリコンフォトニクスが利用されることが増えている。光ファイバー通信を活用し、超高速通信が実現される。
2.AIと高性能コンピューティング
・AIシステムや高性能コンピュータにおいて、シリコンフォトニクスはデータ処理速度を飛躍的に向上させる技術として注目されている。特に大規模な計算や、リアルタイムでのデータ処理を行う分野で効果的である。
3.センサー技術とバイオメディカル
・シリコンフォトニクスは、センサー技術にも応用される。例えば、光センサーを使用した診断技術や、医療機器への組み込みが進んでいる。
4.通信ネットワーク
・5Gや将来的な6G通信ネットワークにおいて、シリコンフォトニクスは重要な役割を果たすと期待されている。光通信技術を使用して、より広帯域で高速な通信を実現することが可能である。
シリコンフォトニクスと米中技術競争
1.中国の戦略
・米国が高性能なEUVリソグラフィ技術を制裁により中国に提供しない中、中国はシリコンフォトニクス技術に注力している。この技術は、従来の半導体製造技術(EUVリソグラフィ)を使わずに高度な処理能力を発揮できるため、重要な戦略技術とされている。
2.米国の警戒
・米国政府は、シリコンフォトニクスが中国の技術的競争力を高める可能性があることに懸念を抱いており、技術供与の制限を強化している。また、シリコンフォトニクスがAIや量子コンピュータ技術に革命的な影響を与える可能性があるため、米中間での競争が激化している。
シリコンフォトニクス技術は、今後のテクノロジー競争において重要な位置を占めると見られ、特に通信、AI、量子コンピュータ分野における革新を促進する鍵となる技術である。
【参考はブログ作成者が付記】
【引用・参照・底本】
China boxed out of high-NA lithography race to 1nm chips ASIATIMES 2024.11.04
https://asiatimes.com/2024/11/china-boxed-out-of-high-na-lithography-race-to-1nm-chips/?utm_source=The+Daily+Report&utm_campaign=00e61f11d6-WEEKLY_10_11_2024&utm_medium=email&utm_term=0_1f8bca137f-00e61f11d6-16242795&mc_cid=00e61f11d6&mc_eid=69a7d1ef3c
中国は米国からの制裁措置により、半導体製造において最新のEUV(極端紫外線)リソグラフィ装置を入手できず、先端チップの製造競争から一歩遅れる状況にある。これにより、中国の半導体業界は5nmプロセス以下の微細化が難しくなっている。ASMLが提供する最先端のリソグラフィ技術を使用できないため、中国は自国製のリソグラフィ装置での限界が生じており、28nmプロセスノード対応の装置開発に苦戦していると報告されている。
TSMC(台湾セミコンダクター・マニュファクチャリング・カンパニー)は2028年に1.4nm、2030年以降に1nmプロセスの高い目標を持ち、2025年には2nmプロセスの導入を計画している。一方で、IntelはCEOのPat Gelsingerによる再構築計画の一環として、2025年にIntel 18Aプロセス、そしてその後に14Aプロセスのために新しい高NA(数値開口)EUVリソグラフィ装置を使用し、チップ製造の高精度とスケーラビリティを目指している。
米国の制裁が中国に与えた影響は、リソグラフィ技術の自主開発を後押しすることになり、中国はシリコンフォトニクスに注目している。この技術は、シリコンベースのICと光学コンポーネントを組み合わせることで、大量のデータを伝送・処理する能力を高め、EUVリソグラフィを使用せずに高い性能を持つチップを生産可能にする可能性があるとされている。
シリコンフォトニクスは、次世代のAIや通信インフラでの応用が期待されており、中国政府も第14次5カ年計画(2021–2025)でこの技術に対する研究所設立を支援していると記されている。米国議会の競争選択委員会は、中国がこの技術に投資を増やしていること、またシリコンフォトニクスが従来の電子チップ設計に比べて1,000倍の計算速度を提供できる可能性があると警告し、米国政府に対し技術競争力を確保するための対策を講じるよう呼びかけている。
【詳細】
中国は米国からの制裁により、最先端のEUVリソグラフィ装置を入手することが制限されており、半導体の微細化技術である1nm以下のプロセス製造に関する競争から締め出されている状態にある。この記事では、ASML(オランダのリソグラフィ装置メーカー)が世界で唯一、最先端のEUVリソグラフィ技術を提供している状況を背景に、台湾のTSMC(台湾積体電路製造)や米国のIntelなどがこの技術を導入し、1nm以下のチップ製造を進めていることが記述されている。Intelはすでに2024年時点で2基の高NA(数値開口)EUVリソグラフィシステムをR&Dセンターに導入し、2025年には「Intel 18A」プロセスとして製品化を目指している。TSMCも2025年に2nmプロセスを導入し、さらには1.4nm、1nmプロセスへの進展を計画しているが、この高NA技術の商業利用には時間とコストがかかるとされている。ASMLの高NAシステムは、標準EUV装置の2倍の約3億5000万ドルとされ、そのために時間がかかるとされている。
このような背景から、米国の制裁措置でEUV装置を取得できない中国は、新しい技術的選択肢として「シリコンフォトニクス」に注目している。シリコンフォトニクスは、シリコンをベースとした集積回路と光学部品を組み合わせることで、光を利用してデータを処理・伝送する技術である。これにより従来の電子ベースのチップでは難しいとされていた高帯域幅、効率的なエネルギー消費、そして高速なデータ処理が実現できる可能性がある。シリコンフォトニクスの技術が進むことで、EUVを用いた従来のチップ製造の限界を超え、半導体製造の新たな突破口となることが期待されている。
中国政府はこのシリコンフォトニクス技術に力を入れており、国家レベルの研究所を設立する計画を第14次五か年計画(2021–2025年)に盛り込んでいる。また、習近平総書記もこの技術を「我が国が他国に先駆けて成果を出すことが可能なハイテク産業」と位置づけている。これにより中国国内では、数十億ドル規模の投資がシリコンフォトニクス分野に向けられている。また、制裁の対象に指定されている南京電子器件研究所は、フォトニクスが軍事利用にも応用可能な破壊的技術であると判断し、研究を進めている。この南京電子器件研究所および関連企業の華為技術(ファーウェイ)は、米国の「エンティティリスト」に掲載され、軍事目的での利用が疑われる場合には輸出許可が否定される対象とされている。
米国政府はシリコンフォトニクスの分野で中国に先行されることを懸念しており、2024年10月には米国議会の競争選択委員会が商務省のジーナ・ライモンド長官に対し、中国がこの分野で米国を追い抜く可能性について警告を発した。委員会は、フォトニクス技術が従来の電子技術の限界を超え、AIや通信などの分野で破壊的な影響を及ぼし得ることを指摘している。
【要点】
1.中国の半導体技術の現状
・中国は米国の制裁により、最先端のEUV(極紫外線)リソグラフィ装置を取得できず、1nm以下のチップ製造競争に参加できない。
・中国は5nm以下の製造技術に制限されており、ArF(アルゴンフルオリウム)浸漬型DUV(深紫外線)リソグラフィ装置を使用している。
2.高NA EUV技術の進展
・ASMLは世界唯一のEUVリソグラフィシステムを提供し、その技術を利用して、台湾のTSMC、米国のIntelなどが最先端のチップ製造を行っている。
・TSMCは2025年に2nmプロセスを導入予定で、さらに1.4nm、1nmのプロセスへの進展を計画。
・Intelは2025年に「Intel 18A」プロセスを開始予定、2024年時点で2基の高NA EUVシステムを導入済み。
3.高NA EUVシステムのコストと技術的課題：
・高NA EUVシステムは、標準EUVの約2倍の価格(約3億5000万ドル)で、商業利用には時間とコストがかかる。
・高NA技術は、プロセスノードをさらに微細化し、トランジスタ密度を増加させるが、その商業化には技術開発が必要。
4.中国のシリコンフォトニクス技術への注力
・米国の制裁により、EUV装置が手に入らない中国はシリコンフォトニクス技術に注力している。
・シリコンフォトニクスは、シリコン基盤の集積回路と光学部品を組み合わせ、光を使ってデータを処理・伝送する技術。
・シリコンフォトニクスは、高帯域幅、高効率、そして高速データ処理を可能にし、従来の電子チップの限界を超える可能性がある。
5.シリコンフォトニクスの軍事と商業的な可能性
・中国の政府はシリコンフォトニクスを国家戦略技術として重視し、2021年から2025年の第14次五か年計画に盛り込んでいる。
・シリコンフォトニクスの技術は、AIや通信、計算分野で革命的な進展をもたらす可能性がある。
・米国の議会は、中国がこの技術で米国を追い抜く可能性を懸念し、制裁を強化するよう商務省に求めている。
6.米中の技術競争
・シリコンフォトニクスが進展すれば、EUVリソグラフィの限界を超え、AI技術の競争において中国が有利になる可能性がある。
・中国の研究機関や企業(例：華為技術や南京電子器件研究所)はシリコンフォトニクスに数十億ドルを投資し、米国の制裁にもかかわらず技術開発を続けている。
7.結論
・米国政府はシリコンフォトニクス技術の発展に遅れを取っており、中国がこの分野で進展すれば、半導体供給チェーンにおける新たな重要な突破口となる可能性がある。
【参考】
☞ シリコンフォトニクス(Silicon Photonics)は、シリコンを基盤として光学部品と電子部品を統合する技術である。この技術は、光(レーザーや光ファイバーなど)を使用してデータを処理・伝送することができ、従来の電子回路に比べていくつかの利点を持っている。以下にその特徴と利点を詳しく説明する。
シリコンフォトニクスの概要
1.シリコンを基盤に使用
・シリコンは半導体チップの製造に広く使われており、光学部品(レーザー、検出器、変調器など)もシリコン上で製造できる。この特性により、既存の半導体製造技術を活かしてフォトニクス技術を大規模に生産することが可能である。
2.光と電子の統合
・シリコンフォトニクスは、従来の電子チップに光学機能を組み込むことで、光信号を使って情報を処理したり、通信したりすることを可能にする。これにより、光の高速性や効率性を活用し、従来の電子回路の限界を超えることができる。
シリコンフォトニクスの利点
1.高速データ通信
・光は電子よりも遥かに高速で、非常に高い帯域幅を持つため、シリコンフォトニクスを使用したシステムは、データ転送速度が格段に速くなる。これにより、通信速度の向上や、大容量のデータ処理が可能となる。
2.高帯域幅とエネルギー効率
・光信号は、長距離伝送においても減衰が少なく、高帯域幅で効率的に情報を送ることができる。また、シリコンフォトニクスは低いエネルギー消費で動作するため、電力効率が向上する。
3.小型化と集積化
・シリコンチップ上に光学部品を統合することで、光学機器の小型化と集積化が可能になる。これにより、より小型で高性能なデバイスの実現が可能である。
4.低コストの製造
・シリコンは既存の半導体製造技術を使用して安価に大量生産できるため、シリコンフォトニクスも比較的低コストで製造可能である。また、光学機能を追加する際も、他の材料に比べてコスト効率が良いとされている。
シリコンフォトニクスの応用
1.データセンターと高速通信
・高速かつ効率的なデータ伝送が可能なため、データセンター間や、データセンター内での接続技術においてシリコンフォトニクスが利用されることが増えている。光ファイバー通信を活用し、超高速通信が実現される。
2.AIと高性能コンピューティング
・AIシステムや高性能コンピュータにおいて、シリコンフォトニクスはデータ処理速度を飛躍的に向上させる技術として注目されている。特に大規模な計算や、リアルタイムでのデータ処理を行う分野で効果的である。
3.センサー技術とバイオメディカル
・シリコンフォトニクスは、センサー技術にも応用される。例えば、光センサーを使用した診断技術や、医療機器への組み込みが進んでいる。
4.通信ネットワーク
・5Gや将来的な6G通信ネットワークにおいて、シリコンフォトニクスは重要な役割を果たすと期待されている。光通信技術を使用して、より広帯域で高速な通信を実現することが可能である。
シリコンフォトニクスと米中技術競争
1.中国の戦略
・米国が高性能なEUVリソグラフィ技術を制裁により中国に提供しない中、中国はシリコンフォトニクス技術に注力している。この技術は、従来の半導体製造技術(EUVリソグラフィ)を使わずに高度な処理能力を発揮できるため、重要な戦略技術とされている。
2.米国の警戒
・米国政府は、シリコンフォトニクスが中国の技術的競争力を高める可能性があることに懸念を抱いており、技術供与の制限を強化している。また、シリコンフォトニクスがAIや量子コンピュータ技術に革命的な影響を与える可能性があるため、米中間での競争が激化している。
シリコンフォトニクス技術は、今後のテクノロジー競争において重要な位置を占めると見られ、特に通信、AI、量子コンピュータ分野における革新を促進する鍵となる技術である。
【参考はブログ作成者が付記】
【引用・参照・底本】
China boxed out of high-NA lithography race to 1nm chips ASIATIMES 2024.11.04
https://asiatimes.com/2024/11/china-boxed-out-of-high-na-lithography-race-to-1nm-chips/?utm_source=The+Daily+Report&utm_campaign=00e61f11d6-WEEKLY_10_11_2024&utm_medium=email&utm_term=0_1f8bca137f-00e61f11d6-16242795&mc_cid=00e61f11d6&mc_eid=69a7d1ef3c
