TSMCの半導体製造技術：N3の進化と課題

TSMCの未来：革新の歴史と現在の課題

• 台湾の半導体製造大手であるTSMCは、過去数年間の急成長を終え、昨年第1四半期に約4年ぶりの売上減少を記録しました。しかしながら、近年の業績を考えると、これは驚くべきことではありません。

• 最近、TSMCに関連する2つの爆弾ニュースが登場しました。まず、半導体業界の専門媒体EE Timesが報じたところによると、TSMCの3nmプロセスの収率率はわずか55%であり、製造ツールに問題が発生しています。この問題の解決が数か月内に達成されない場合、年末にiPhone 15 Proシリーズの出荷に直接影響する可能性があります。

• さらに悪いことに、業界関係者は、NVIDIA、AMD、Qualcomm、MediaTekなどの主要顧客が3nmプロセスの計画を延期したことを明らかにしました。Intelも2024年にTSMC向けに計画していた2つのプロジェクトを中止し、AMDとNVIDIAもTSMCの3nmプロセス向けの複数の受注を取り消し、計画を2025年まで延期しました。

• 今日は、QualcommとIntelがなぜTSMCのN3プロセスに従わない選択をしたのか、TSMCの3nmプロセスが問題なのかについて詳しく分析します。これらの具体的な理由の背後にある論理、そして将来のハイエンドチップ市場への影響について話し合います。

• まず、TSMCの5nm N5ウェハからN3への進化を簡単に振り返りましょう。これは、順調な成功物語とは異なります。2014年にTSMCが5nmプロセスを開発してから2018年初めまで、TSMCは台南サイエンスパークにFab 18生産ラインを投資することを正式に発表し、億ドル規模の生産設備を投資しました。

• 当時業界全体がTSMCによる5nmプロセスの量産能力に期待を寄せていましたが、具体的な量産進捗状況やTSMCのN5プロセスの安定性、新しいプロセスへの対応などは不確かでした。実際、誰もが依然としていくつかの懸念を抱いていました。

• TSMCに「安心感」を与えたのは、AppleとHuaweiが2020年にN5ウェハを完全に採用することを約束したことでした。この強い決定は、Fab 18の第2段階および第3段階の完全展開をさらに後押しし、業界と応用は常に相互に急いで進み、成果を上げてきました。

TSMCの未来：革新の歴史と現在の課題

TSMCの半導体製造技術：N3の進化と課題

• 台湾の半導体メーカーであるTSMCは、最新の半導体製造技術であるN3において、何らかの課題に直面している。

• TSMCがN5での成功を「産業、技術、市場の間での互恵的な成功の美しい物語」と呼んだならば、N3は多くの純粋でない要因を抱えているようだ。

• 市場のブームにより、初期のN3はコストをほとんど考慮していないと言える。最初の計画では、N5の約2倍のEUV層が含まれていたが、生産価格がN5よりも40%高いことが明らかになった。

• こうした課題に直面し、TSMCは最終的に少ない層数、プロセスの複雑さが低いN3Eプロセスに妥協する道を選んだ。これにより、ノードの安定性を保ちつつ進歩するより合理的な選択肢となっている。

• N3Eは主要プロセス技術におけるチップ密度の向上が50年以上で最も弱いと揶揄されており、クアルコムやメディアテックなどの最高水準顧客ですらN3Eを選択するかどうか迷っている。

• 新しいプロセスには莫大な設計およびテープアウトコストがかかり、チップ設計サイクルが延長され、複数回のテープアウトに直面する可能性がある。そのリスクと実際の利益は非常に限られるだろう。

• これらの課題を抱える中、アップルがTSMCの3nmを生産することでAndroid陣営全体の状況に追随しなければ、より困難になるだろう。

TSMCの半導体製造技術：N3の進化と課題

次世代のモバイルテクノロジー：革命的なアプリケーションの時代

• モバイルテクノロジーの世界は常に変化し続けています。過去の成功や失敗から学び、次なる挑戦に臨む企業が常に存在しています。N5は単なるエンジニアリングの奇跡に留まらず、2019年のタイミング、アジアの場所、AppleやHuaweiといった優れたチームが揃ったことが成功の要因だったのです。

• AppleやHuaweiがスマートフォンチップ市場で立ち回る中、従来のリーダーとは異なるアプローチを取りました。失敗を経験し、そこから立ち上がり、力を蓄え、あらゆるリスクを冒す勇気を持ち、最終的に復活を果たしたのです。

• 現在のモバイルテクノロジー市場は非常に厳しい状況にあります。スマートフォン市場は過去10年で最も低い年間減少率を記録し、さらなる減少が予想されています。性能やプロセスの細かな違いよりも、革新的なアプリケーションが求められています。

• 例えば、折りたたみスクリーンがさらに薄く、パワフルになった際、現行のモバイル電話のインタラクション方法を打破し、新しい大画面の操作方法を作り出すことは可能でしょうか。Appleの深セン・万象城に新しくオープンした旗艦店を訪れた経験からも、次世代モバイルテクノロジーの可能性を感じました。

次世代のモバイルテクノロジー：革命的なアプリケーションの時代

アップルの製品革命：ポストジョブス時代のモバイルフォン革命

• アップルの現行製品は、もはやアップルのフラッグシップストアの壮大さと完璧さに値しないと感じます。アップルファンからの熱狂と期待をもはや背負いきれなくなっています。はい、アップルほど強力でも、ポストジョブスの時代にはモバイルフォン革命が必要です。

• それ以外の場合、3ナノメートルはiPhoneにとって単なる数字であり、ただのアイシングに過ぎません。これには、アップルのパーソナルコンピュータ製品の最新データも含まれています。

• アップルのMac製品ラインは、初四半期に前例のない45%の売上を記録しました。急激な落ち込みは、トップ5のPCメーカーの中で最大でした。実際、これは予測可能なことでもあります。

• 実際、これは予測可能なことでもあります。私を例に挙げてみましょう。私は自宅にラップトップ2台とデスクトップ1台を持っています。通常は会社が提供するラップトップで仕事をし、ゲームをしますが、デスクトップは動画編集や動画カバー作成、クリエイティブな要素の強い場面に直面する際にのみMacBookを開きます。

• 最近、私はDaVinciデスクトップの全体的な拡張性を体系的に学ぼうとしています。本当に好きです。先月、私はクックを訪ねました。多くのアップローダーを見ましたが、アップルのMac製品ラインは生産性属性にやや過度な重点を置いていると言わざるを得ません。

• 実際、実際の消費者市場では、誰もがアップローダーではなく、誰もがビデオを編集する必要がないわけです。「生産性」とは、デジタルブロガーのニーズを代表するものではありません。

• 実際の生活、学習、ゲームのニーズに直面すると、PCの地位はまだ揺るがしにくいです。さらに、コンピュータとモバイルフォンには本質的な違いがあります。エネルギー効率の要件は、みんなのそれほど高くはないかもしれません。特にスタジオライン製品にとってはさらにそうです。

• 5ナノメートルは比較的バランスの取れたノードです。3ナノメートルは、コンピュータ製品ラインにとってウルトラフュージョンの「先進の接着剤」として実用的でないかもしれません。

• さらに、将来のTSMCの実際の価値についても考えてみましょう。テストや試験はどこにありますか？ここで3つのポイントを簡単に述べてみます。

• まず、現在のTSMCの利点と成功は、過去の高品質なサービスと超高収量から来ています。将来においても、私はTSMCの中核的な価値はサービスと収率にあると考えています。リスクを業界連鎖に分散させたがる傾向があります。すべての卵を一つのかごに入れないのは、ほとんどの企業が望むことです。TSMCの過去の成功は、自己努力だけでなく、仲間のサポートからも切り離すことはできません。

• 過去数年間、サムスンの収率はあまりにも低いと言わざるを得ません。TSMCのN5の収率が80%から90%に達したとき、サムスンの5ナノメートルは30%だけでした。つい最近になってやっと60%程度に上昇しました。1,000万以上の出荷量を持つモバイルチップに関しては、どんな問題も限りなく拡大され、出荷は非常に困難になります。したがって、

アップルの製品革命：ポストジョブス時代のモバイルフォン革命

半導体産業の未来における重要な動き

• 半導体産業は常に進化を続けており、今年末にApple A17の出荷が予定されています。これはTSMCにとって非常に重要な試金石となるでしょう。

• TSMCは、最新の半導体製造技術をリードする存在であり、Apple A17の量産がスムーズに進むかどうかは業界に大きな影響を与える可能性があります。もしも大規模な材料不足や生産の強制延期などが起きれば、その影響は実際の影響よりもはるかに深刻になるかもしれません。

• 半導体産業において、TSMC、Intel、Samsungの3大勢力が存在していますが、実際の競争状況は非常に微妙です。Intelは今年下半期に完全に底をつき、Intel 4の量産は同社の将来の計画に直接的な影響を与えるとさえ言えます。

• Samsungも2世代目の3nmプロセスの進捗が順調であり、次世代のSnapdragon 8 Gen 4の生産に成功するという噂も広まっています。このような動きがある中で、半導体ファウンドリーの独占状況が変化する可能性もあります。各企業は自社の技術力や競争力を磨くため、積極的な動きを見せています。

• AI技術の進化が世界的な需要を生み出し、高性能AIチップへの需要が急増しています。しかし、一部のアナリストは、消費市場におけるチップの需要と比較して、データセンター向けの需要が実際に半導体産業にもたらす影響は、一般的な想像よりも大きくないかもしれません。

• 半導体産業においては、自社と競合他社の動向を正確に把握し、技術力を向上させることが重要です。企業や個人が成功するためには、耐え忍び、決意し、持続することが真の成功への鍵となるでしょう。

半導体産業の未来における重要な動き

Conclusion:

TSMCのN3プロセスには課題がありますが、N3Eプロセスを通じて進化を続けています。将来のハイエンドチップ市場に影響を与える重要な要素となるでしょう。

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