微細化の次は積層だ

優れたチップが結合できない

サムスンとSKハイニックスが世界最高のDRAMを生産しているという事実は揺るぎない。しかしHBMという製品を分解すると風景が変わる。HBMは複数のDRAMチップを垂直に積層し、その間を数千個の微細な貫通孔(TSV)で接続した構造物だ。チップを作ることと、そのチップを正確に重ねて一つの部品として結合することは異なる技術である。前者は韓国が得意だ。後者が問題だ。

エヌビディアのAIアクセラレータ1枚の原価で最も高価な単一部品はHBMであり、そのHBMとGPUを一つのパッケージに結合する工程は台湾TSMCのCoWoSが事実上独占している。韓国のメモリがいくら優れていても、それが最終製品として結合される要所を他国が握っている。バリューチェーンのボトルネックは、チップを作る場所ではなくチップを接合する場所へと移った。微細プロセスが原子レベルに達してこれ以上小さくすることが難しくなった瞬間、産業は小さく作る競争からうまく積層する競争へと重心を移した。先端パッケージング、チップレット、異種集積と呼ばれる領域だ。

追撃モデルが届かない領域

韓国の半導体は追撃で成長した。日本が先に出した答えをより速く、より安く、より多く解く方式だった。正解が決まったゲームで韓国は誰よりも速かった。微細プロセスのロードマップは親切だった。次のノードが何か、どんな装置が必要か、目標歩留まりがいくらかが業界で共有されていた。問題用紙が配布された試験であり、韓国は採点で1位を取った。

パッケージングはそのような試験ではない。どのチップをどの順序で積層するか、熱をどこに逃がし信号をどう引くか、異なるプロセスから出たチップをどんな基準で一体化するかに正解はない。設計と素材と工程が絡み合っており、一つの変数を触ると残りが連動して揺れる。これは速く解く能力ではなく、長く間違えた経験を要求する。数千回の不良をデータとして残し、そのデータを次の設計にフィードバックする循環。TSMCがCoWoSを十数年かけて磨き上げる間に積み上げたのは装置ではなく失敗の地層だ。装置は金で買えても、失敗が積み重なった時間は買えない。

ここでよくある反論が出る。韓国は資本と人材が十分だから資金を投入すれば数年以内に追いつくというものだ。半分だけ正しい。クリーンルームとボンダーは確かに買える。しかしパッケージング歩留まりを引き上げる現場知識、つまりどの温度で反りが生じ、どの区間で接合がずれるかという感覚はマニュアルに書かれない。それはライン脇に張り付いて数年を費やしたエンジニアの体に残る。金は時間を短縮するが、試行錯誤の時間そのものをスキップさせてはくれない。

先進国は長く、我々は短く計算する

台湾はパッケージングを辺境の工程とせず、バリューチェーンの中心に引き上げて数十年投資した。米国はCHIPS法のかなりの部分を先端パッケージング研究と後工程の国内化に配分した。自国にパッケージング・エコシステムがなければ、いくら優れた設計も結局他者の手を借りなければならないという判断だった。どちらも目先の四半期実績ではなく、次の十年の要所を見据えて資金を長期投資した。

韓国の計算は短い。後工程は長らく付加価値の低い下請け領域として扱われ、人材と投資は華やかな前工程に吸い込まれた。成果は四半期で評価され、役員の視野は任期で区切られる。十年後にようやく実を結ぶ蓄積は誰の成果表にも載せにくい。こうして韓国は最も優れたチップを他者のパッケージングラインに送り出す構造に閉じ込められた。うまく解く能力だけを育ててきた国が、問題用紙が消えた試験場の前に立った格好だ。

釜山沖に空いた場所

蓄積は抽象ではなく地理として現れる。先端パッケージングはメモリファブと後工程ライン、素材メーカー、検査装置、熟練人材が一つの圏域に集まってぶつかり合うことでデータが速く循環する。米国が自国内の後工程クラスターを再構築しようとする理由がそれだ。

釜山と東南圏を見ると空白が鮮明だ。この地域には機械と部品、材料を扱う製造基盤と港湾物流があり、釜山港というグローバルな出口がある。しかし先端パッケージングを受け止める後工程クラスターは事実上空白だ。首都圏と中部圏のファブから遠く離れ、データが循環する圏域を成していない。東南圏の製造能力を後工程エコシステムに転換すること、素材検証とボンディング工程と検査装置を一つの圏域に集め、失敗が直ちに次の設計にフィードバックされる密集を作ることが空白の宿題だ。

何を積み上げるべきかは明確だ。まずパッケージング素材とボンディング、検査装置の国産化だ。工程の核心資材を輸入に頼ればデータの循環が国境で途切れる。次は歩留まりデータを資産として残すシステムだ。不良をコストとしてのみ処理せず、次の設計にフィードバックする回路を作らなければならない。最後にパッケージングを前工程の付属ではなく、独立した学問であり経歴パスとして確立することだ。十年を一つの工程に留まったエンジニアが軽視されなければ、知識は人の体に残る。

追撃の時代には正解を速く見つける国が勝った。韓国はその試験の優等生だった。しかしパッケージングの時代には採点する正解がない。どのチップをどう積層するかという問い自体が産業の地図を描き直す。我々は他者が出した問題を速く解くのか、それとも問題を先に作るのか。フロンティアの時代は質問を先に作った国が勝つ。