Chris Miller 氏が語るチップ製造をめぐる世界的な戦いの内部

投稿者: Nilay Patel、The Verge 編集長、Decoder ポッドキャストのホスト、The Vergecast の共同ホスト。

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数週間前、ジョー・バイデン大統領はオランダを訪問し、オランダ政府に対し、ASMLという企業から中国への輸出を制限するよう要請した。 ASML は、最先端のチップの製造に必要な特定の機械を製造する世界で唯一の企業です。 Apple は、オランダ最大の企業のこの 1 台の機械なしでは iPhone チップを製造できませんでした。 ASML はオランダ経済を形作るだけではなく、世界経済全体を形作ります。 どうしてこうなりました？

タフツ大学の教授であり、『チップ戦争: 世界で最もクリティカルなテクノロジーをめぐる戦い』の著者であるクリス・ミラー氏が、地政学と非常に魅力的なチップ製造プロセスについての詳細を交えながら、この多くのことを私に説明してくれました。 この都市には、外交政策、高出力レーザー、やり手の幹部、独占、物理学の基本的な限界、そしてもちろんテキサスなど、すべてが含まれています。 さぁ行こう。

Chris Miller はタフツ大学フレッチャー スクールの教授であり、『Chip War: The Fight for the World's Most Critical Technology』の著者です。 デコーダーへようこそ。

お招きいただきありがとうございます。

私たちがここに来たのは、テクノロジーの世界とチップ業界全体で起こっているあらゆる種類の出来事を示唆していると感じた最近のニュース記事のためです。それは、バイデン大統領がオランダ政府にチップを出荷しないよう圧力をかけようとしているというものです。中国に設備を作っています。 一見すると、これは非常に驚くべき地政学的状況にあるように思えます。そこで何が起こっているのか説明していただけますか?

現在、米国はAIシステムの訓練には先端半導体が不可欠であるとの判断に基づき、中国の先端半導体製造能力を遮断しようとしている。 最先端のチップにアクセスできなければ、AI を有意義に進歩させることはできません。

高度な半導体を製造するには、工作機械を製造するための精密な能力を備えた世界中のほんの一握りの企業から工作機械を購入する必要があります。 これらの企業の中で最も重要な企業の 1 つは、オランダに本拠を置く ASML という企業です。 EUV リソグラフィ ツールと呼ばれる一種のマシンを製造するための、世界中の誰も真似できない独自の機能を備えています。このツールなしでは高度なチップを製造することはまったく不可能です。

これを調べただけでは、ASML がオランダ最大の企業であり、多くの点でオランダ経済にとって重要な企業であるとは知りませんでした。 ほとんどの人は、チップ製造がその国の経済のそれほど中心であることを認識していません。 あなたの本を読むと、EUV の開発プロセスはここ米国インテルで始まり、その後インテルから完全に離れていきました。 どうしてオランダの会社がこの重要なチップ製造技術を所有することになったのでしょうか?

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光を使用してシリコンウェーハ上にパターンを作成するプロセスであるリソグラフィーの概念は、1950 年代後半に米国で発明され、最初の半導体の初期の頃からチップ業界に導入されました。 チップ産業は米国、テキサス州、シリコンバレーで設立されたため、リソグラフィーの初期ユーザーは主に米国企業でした。 1980 年代と 1990 年代、業界は EUV (極端紫外線) リソグラフィーと呼ばれる、より高度なタイプのリソグラフィーに移行しようとしていました。EUV (極端紫外線) リソグラフィーとは、これらのシステムに含まれる光の種類を指します。

研究の多くはインテルと他の米国のチップ企業数社から資金提供を受け、必要な波長の紫外線を実際に発生させるために必要な種類の機器と試験能力を備えた米国の国立研究所で行われた。 しかし、この装置を商品化できる米国企業は存在しなかった。 科学技術の大部分がカリフォルニアで行われたにもかかわらず。 ASML は、すでに旧世代のリソグラフィ ツールを製造しており、科学を大量生産デバイスに変える能力を備えていた企業でした。 これにより、ASML は今日の軌道に乗せられ、EUV 光を生成し、それを使用して半導体を製造できる世界で唯一の工作機械メーカーとなります。

EUV リソグラフィの基本と、それがどのようにチップを製造するのかについて説明してもらえますか?

まず、リソグラフィーとは何ですか? シリコンウエハー上にパターンを作りたい場合は、マスクを通して光を当てます。 マスクは特定の領域で光を遮断し、他の領域では光を透過します。これにより、チップ上に小型バージョンのパターンが得られます。 今日の先進的なチップには、数百万、場合によっては数十億の小さな回路が刻み込まれています。 多くの場合、それらのサイズはウイルスと同じか、それよりも小さいため、超高精度の炭素機能が本当に必要になります。

EUVリソグラフィーでは、可視光の波長よりもはるかに小さい超小型光である波長13.5ナノメートルの光を使用します。 彫刻している回路は非常に小さいため、非常に短い波長の光が必要です。 それら自体の寸法は、多くの場合、わずか数ナノメートルです。 このタイプの光は X 線スペクトルのすぐ隣にあるため、生成するのは非常に困難です。 製造は複雑で、それを反射する鏡の開発も非常に困難です。

ブリキの球が信じられないほど強力なレーザーで粉砕され、爆発して太陽の表面よりも数倍高温のプラズマが発生します。

プロセスの仕組みは次のとおりです。 ブリキの球は真空中を時速数百マイルの速度で落下し、直径は約 1000 万分の 3 メートルです。 これは、これまで商用機器に導入された中で最も強力なレーザーの 1 つからの 2 発のショットによって粉砕され、爆発して太陽の表面よりも数倍高温 (華氏数十万度) のプラズマになります。 このプラズマは 13.5 ナノメートルの正確な波長で EUV 光を放射し、その光は約 12 枚の一連のミラーを介して集められます。ミラー自体は人類がこれまでに製造した中で最も平らなミラーです。 ミラーは光をちょうどいい角度で反射し、シリコンウエハーに当たり、iPhone を実現するチップ上に回路を刻みます。

それが A13 チップに到達する方法ですよね?

それは正しい。

TSMCはASMLからこの機械を購入する必要があり、ASMLはこれまでに製造された中で最も平らなミラーから、商業環境でこれまでに導入された中で最も強力なレーザーに至るまで、これらすべてのコンポーネントをブリキの球に組み立てる必要がある。 ブリキの玉は比較的入手しやすいと思います。 同社はそのマシンを製造し、それをTSMCに販売し、TSMCはそれを使ってiPhoneチップなどを製造する必要がある。 ASML はこのマシンを TSMC に販売する際に手を洗うだけなのでしょうか? これは操作が非常に複雑なように思えます。

非常に複雑です。 機体を単独で輸送するだけでも複数の 747 が必要となり、1 機あたり 1 億 5,000 万ドルの費用がかかります。 これらのツールの耐用期間中、ASML スタッフは現場の機械の隣に常駐します。 ASML は、何か問題が発生した場合のサービス方法を知っている唯一の会社であり、何かが壊れた場合に備えてスペアパーツを備えている唯一の会社です。 ASML スタッフなしでは運用できません。

これらは非常に洗練されており、非常に正確であるため、量産施設でそれらを操作する方法を学ぶには、TSMC のような半導体企業がそれらを使用するために多くの研究を行っているだけでなく、ASML との深いパートナーシップも必要です。光学系がどのように機能するか、さまざまな状況で光がどのように反射および屈折するかについての独自の知識。 これらの機械を大量生産で実際に使用する方法を理解するには、ASML と非常に深く提携する必要があります。

ASML がこの製造装置を独占しているようです。 他のベンダーにも販売していますか? インテルはこれらのマシンを購入できますか? 他の鋳造工場でもできるでしょうか？ サムスンはこれらのマシンを購入できますか?

はい。 ASML は、中国を除き、世界中の顧客に販売していますが、EUV マシンを実際に使用できる企業はほんの数社しかありません。 TSMC、Samsung、Intel、そしてSK HynixやMicronなどのいくつかのメモリチップメーカーも含まれます。 価格が非常に高く、それらを実際に使用するために必要な精密製造スキルのレベルが非常にニッチでユニークであるため、他に潜在的な顧客はほとんどいないため、ASML は顧客ベースが半分しかないことを認識しています。十数社、あるいは多くても十数社だ。

なぜ ASML はチップ自体を製造しないのでしょうか?

そうですね、ASML にはチップの作り方がわかりません。 彼らは並外れた企業ですが、1 つの企業でできることには限界があります。 このマシンは、チップの製造に必要な複数の超複雑なマシンのうちの 1 つにすぎません。 この非常に複雑な光学系を通して正確に適切な波長で光を照射することに加えて、原子数個の厚さの材料の薄膜を敷設したり、シリコン内に原子数個の幅で峡谷をエッチングしたりできる別の機械も必要です。 これらのマシンは、独自の機能を備えたさまざまな企業によって製造されていますが、ASML はそれについて何も知りません。 そして、これらの企業はリソグラフィーについてほとんど知りません。

実際に効果的な半導体を製造するには、ASML のようなツールメーカーと TSMC のようなチップメーカーのパートナーシップが本当に必要です。

チップメーカー自体も独自の機能を持っています。 TSMC は、サプライヤーを含む誰よりも、実際に効果的にチップを製造するための機械の使い方に優れています。 実際に効果的な半導体を製造するには、ASML のようなツールメーカーや TSMC のようなチップメーカーなど、さまざまな企業のパートナーシップが本当に必要です。

うん。 ミルウォーキーとデウォルトのどちらが最高の電動工具を製造しているかについて人々は議論することができますが、それらがあなたを大工にしてくれるわけではありません。 それがここの雰囲気ですか？ ツールを購入することはできますが、実際にその使用方法を知る必要があるのでしょうか?

それは全くその通りです。 それをどのように使用するかを知るには、電気工学または材料科学の博士号を取得することから始める必要があるだけでなく、実際にはツールを何年も使いこなす必要があるプロセスです。 EUVツールの開発プロセスには30年かかりました。 これだけで、実際に活用するために必要な精度のスケールがわかります。

インテルとの歴史は非常に興味深いので、その点に迫りたいと思います。 実は最近、インテルのCEOであるパット・ゲルシンガー氏が番組に出演していたので、EUVについて聞いてみました。 私たちは彼の答えと、インテルがこのレースで勝てなかったことがばかげていると彼が考えた理由に辿り着くことができるが、私は出発点に戻りたい、つまりバイデン大統領はオランダにいて、首相に次のように圧力をかけているということだ。 ASML デバイスの中国への輸出を制限します。 あなたは、これらの機械を使用できる企業は世界でほんの数社しかなく、あなたが名前を挙げた企業はどれも中国企業ではないと言いました。 オランダ政府が中国への輸出を許可することが懸念されるのはなぜですか?

ASML や世界中の少数の先進的なツール メーカーによって製造されているような、高度なチップ製造ツールにアクセスできる場合は、高度なチップを製造するかなりのチャンスがあります。 現時点では、それができるという保証はまだありませんが、このツールは数社しか製造できない重要な難所の 1 つであり、どの会社も中国で製造されていません。 米国は、人工知能への依存度を高める次世代の軍事および諜報システムについて考えている。 AI システムは、AI システムのトレーニングに使用されるチップの種類である GPU などの高度なチップが満載された広大なデータセンターでトレーニングされます。

最先端のチップを大量生産できなければ、AI システムのトレーニングに必要なデータセンターの容量を確保できません。 米国は最終的には、中国による先進的なデータセンターの開発を阻止することを達成しようとしている。 同社は工作機械を難関として利用し、米国企業だけでなく日本やオランダの企業もこの工作機械を中国に移転することを妨げている。

ASML の EUV ツールを購入できるほど先進的になろうとしている中国企業は数多くあります。 中国の大手ファウンドリである SMIC がその最良の例です。 しかしオランダは数年前からEUVの輸出に規制を課しており、ASMLがこれらのツールを中国に出荷することを認めていない。 現在、米国はオランダに対し、最も先進的なツールだけでなく、2番目に先進的な一連のリソグラフィーツールにも規制を課すことを望んでいる。 これは米国政府の新たな要求であり、これが許可されるかどうかについて米国とオランダの間でかなり広範な交渉と議論が必要となる。

何が賛成で、何が反対ですか?

第 2 世代の最も先進的なツールでも、かなり洗練されたチップを製造するために使用できるという主張は、確かに真実です。 反対意見は、中国の顧客は過去10年間、中国政府から多額の補助金を受けてチップ製造能力に非常に多額の投資をしてきたため、ASMLやその他の企業が市場シェアを失うことは高くつくというものだ。

多くのチップ工具メーカーにとって、中国は非最先端工具にとって非常に重要な市場となっています。 オランダが最先端のツールだけでなく、第二世代の最先端のツールも制限するタイプの輸出規制を導入した場合、これは多大な費用がかかることになる。 大手工具メーカーの場合、費用は数十億ユーロに上るだろう。

あなたは、チップ製造の観点から、米国企業から中国企業への技術移転の観点から、また他の国際企業から中国企業への技術移転の観点から、中国に対する制裁が激化していると述べています。 それは全部ですか？ それは戦略ですか？ それとも、トランプ政権は中国に激怒したのでファーウェイに制裁を課し、今バイデン政権はパンデミックによるチップ不足に目覚めたのだろうか？ 「国営のチップ製造工場が必要だ。わかった、インテルだ。オハイオ州で何かをやれ。他にもいくつかある。」 これらすべての動きには一貫性があるのでしょうか、それとも単に反応的なのでしょうか?

いいえ、本当に一貫した戦略があると思いますし、私は現在起こっていることとトランプ大統領の関税を巡る貿易戦争を区別したいと思います。 それは実際には別の議論のトラックです。 半導体不足とも区別したいと思います。 不足しているのは、どの国が最先端のチップを生産できるかということではありません。 過去7年ほどにわたって、国家安全保障官僚機構、NSC、情報機関の内部でわかったことは、中国がチップ製造能力において真の進歩を遂げているという懸念が増大しているということである。高度なチップ機能、特にデータセンターに導入されるチップの種類が、次世代 AI システムのトレーニングにおいて重要となる方法がより明確になります。

オバマ政権後期からトランプ政権を含む現在に至るまで、中国による先進チップ技術へのアクセスの制限に関する政策にはかなりの一貫性があった。 これは米国だけでなく、日本、韓国、台湾も行っていることだ。 先進半導体に関しては、多くの国が新たな投資審査メカニズムを課したり、中国への技術や知識の移転を制限したりする措置を講じている。

中国には自力で追いつく能力があるのか​​、それとも実際に技術移転や、さもなければ中国に販売されるはずの設備が必要なのでしょうか？

さて、これが大きな質問です。 中国が自力で追いつかなければ、米国の戦略は成功するだろう。 米国は、答えは中国が追いつけない、少なくともすぐには追いつけないということに賭けている。 しかし、これに関してはいくつかの不確実性があります。 中国が必要な技術の一部を国内で生産する方法を見つけるのか、それとも西側連合を分裂させて輸出規制で米国の先導に従うことに消極的な国々から技術の一部を入手する方法を見つけるのかを予測するのは難しい。

私の推測では、米国と日本が明らかに導入しようとしている規制は、先進的な半導体の製造に関して、今後数年間、そして潜在的には今後10年ほどにわたって中国にとって非常に問題となるだろう。 こうした規制に参加する国が増えれば増えるほど、オランダが非常に重要になるのはそのためです。これらの規制が機能する可能性は高くなります。

中国がこれらの能力を獲得しないようにするために、オランダ企業一社を入手しなければならないという状況になぜ陥ったのでしょうか? 繰り返しになりますが、機能市場、特にあらゆるものにとって非常に重要なチップのようなものの場合、当社が運営するプロセスノードで最新のチップを製造する必要がある規模でチップを製造するために、複数の異なるアプローチを持つ複数の企業が存在することになります。今のところ。 代わりに、オランダに 1 つだけあります。 どうしてこうなりました？

ここ数年、チップ業界全体で、ある種のソフトウェアや機械を生産できる企業はほんの一握り、場合によっては 1 社だけであり、集中する傾向が実際にあることがわかります。関与した。 それには 2 つの理由があります。 1 つは、チップ製造プロセスの多くの部分が非常に資本集約的であるということです。 この機械を作るには非常に高価です。 新規参入者は自社の製品が機能するかどうかを確認するまでに数十億ドルを費やさなければならないため、これは競争を本当に阻害します。

2 番目の理由は、この種のツールを作成するために必要な知識や専門知識の種類は、抽象的には研究できないことです。 製造の過程でそれを磨く必要があります。 どれだけのトレーニングや博士課程プログラムを受講しても、これらのシステムが実際に製造されるときにどのように機能するかを理解できるわけではありません。 時間をかけて機械を調整しなければなりません。

つまり、企業でこれらのツールに取り組んでいる人々は、他の人が取得するのが難しい非常にユニークな知識を持っています。 これらの企業で働いていない人が必要な知識を身に付ける簡単な方法はないため、これはこれらの企業の周囲に非常に強力な堀を提供します。 したがって、資本集中と非常にユニークな知識の組み合わせにより、競合するあらゆる種類の企業を設立することが非常に困難になります。

そこで、数か月前に Decoder に出演していたときの Pat Gelsinger の言葉を引用します。 私が彼に EUV について尋ねたのは、Intel が EUV に賭けていることは有名で、今度は ASML からマシンを購入してオハイオ州に置き、次世代チップの製造を試みようとしているからです。 私は「EUVでは何が起こったのですか？」と尋ねました。 同氏は、「我々はそれに賭けていた。『おい、EUVは必要ない。リソグラフィーの高度なクワッド・パターニングをしよう』と考えたとき、インテルでは多くのリスクを負った」と語った。 EUV の必要性を避けるために他のことをしていましたが、それらはうまくいきませんでした。少なくとも、「これが間違っていれば、クアッド パターニングなどが発生した場合」という EUV​​ 上の並列プログラムが必要でした。私たちが間違った自己調整手法を行っているのであれば、そのためのプログラムを用意すべきでした。」 私たちはそうしませんでした。私たちはそれに賭けていました。私たちはどれほど愚かでしょうか？」

今振り返ってみると、答えは彼らが非常に愚かだったということです。 彼は新人で、それを修正しつつあるから、彼らが愚かだったと言うことを許されるのだと思う。 あの瞬間、彼らは本当に愚かだったのだろうか？ 「ああ、EUV に賭けてもいいし、もしかしたら別のことがうまくいくかもしれない」という言葉は正しかったでしょうか? それとも、インテルはエンジニアではなく一連の会計士によって経営されており、現在はエンジニアがいるだけなのでしょうか?

さて、会計士を擁護するには、次のように言えると思います…

「会計士を擁護して」と言う人は初めてだと思いますが、ぜひ。

つまり、EUV は、実際に登場する 10 年前に量産準備が整っていると考えられていたテクノロジーでした。 開発プロセスは度重なる遅延と数十億ドルのコスト超過を伴い、2000 年代後半から 2010 年代前半にかけての長い間、完全に失敗するかのように思われていました。 2015 年までは、これがうまくいくかどうか、そしてうまくいったとしてもコスト競争力があるかどうかは非常に不確実でした。

このような不確実性の状況において、EUV に賭けず、その代わりにクアッド パターニングと呼ばれるものに賭けようとする人々がインテルにいた理由は理解できます。これは、誰もが機能することを知っている既存のリソグラフィー マシンを使用し、これまでにないほどのリソグラフィーを実行してより多くのリソグラフィーを実行することを意味します。より正確な回路。 工程数が増えるため、リソグラフィーの回数を減らすよりも明らかにコストが高くなりますが、機械が機能することは誰もが知っていました。

それを試すのは、ある意味ではリスクの低い選択肢でした。 しかし、後から考えると、それはうまくいきませんでした。 それはひどい賭けでしたが、なぜ彼らがその賭けをしたのか理解できます。 会計士に非難を返すと、ゲルシンガー氏が言ったように、リスクを回避しすぎて、どれがうまくいくかを見極めるために研究開発に複数の道筋を用意することに消極的だったように思う。 当時はリソースを効率的に費やすという点でおそらく多少のコスト削減は賢明に思えましたが、今になって考えるとインテルにとって多大なコストがかかりました。なぜなら、クアッド・パターニングが非効率的で、場合によってはまったく機能しないことが判明したときに準備ができていなかったからです。インテルが必要とする精度を生み出すことができました。

それが、Intel が後続のすべてのプロセス ノードで TSMC に遅れをとっている理由なのでしょうか? 彼らのテクニックがうまくいかなかったからですか？

それが理由の一部です。 複雑な答えだと思いますが、確かにEUVの遅れは重要な部分です。

そのプロセスを説明してください。 彼らには、明らかに ASML が組み込まれている TSMC という大きな競争相手がいます。 これは非常に良いことです。なぜなら、同社のビジネス モデルは単なるチップの製造だからです。 そのすべてのエネルギーはチップの製造に集中しています。 インテルは現在、私がパットに尋ねた場所にいます。 私は言いました、「あなたは自分自身を米国の全国チャンピオンだと思いますか？あなたはその通りです。あなたは、米国を遠ざける可能性のある半導体製造に関する大きな懸念という点で、現時点でバイデン政権が抱えているものです」世界的なサプライチェーン。」

彼は「ええ、それについては知りません」という感じでしたが、ステップアップして鋳物工場になる必要がありました。 それが彼がやりたいことなのです。 同氏は、AMDがインテル工場でチップを製造したい場合は、その工場の側面にAMDのロゴを入れるつもりだが、ASMLからEUVマシンを購入しなければならないと述べた。 彼は、Intel 独自の次世代 x86 チップを開発しながら、ARM チップの作り方を学ばなければなりません。 それは可能ですか？ 私たちがこの一社に過度のプレッシャーをかけているように思えますか?

まあ、彼がやりがいのある仕事をしているのは間違いないと思います。 さて、彼は明らかに印象的な男です。 誰でもできるなら、彼にもできる。

パットに自信が欠けているわけではない。

まあ、彼がインテルの文化を好転させたことは間違いないと思いますが、インテルがプロセス テクノロジーの製造面、設計面、ビジネス モデル面で直面している課題について概説したのは正しいと思います。この新しい鋳造ビジネスを立ち上げます。 大変でしょうね。

「米国にとって多くのことは、インテルが成功するかどうかにかかっていると思います。」

インテルはこれら 3 つの課題のすべてに対処しなければならないため、これら 3 つの課題のそれぞれに同時に取り組むことが彼にできる唯一の選択肢だと思います。 しかし、それは彼にとって難しい注文であると言うのは正しいです。 米国にとって多くのことは、インテルが成功するかどうかにかかっていると思います。

私がインテルについて特に尋ねる理由は、それが唯一の選択肢だからです。 アメリカでチップスを生産する大規模企業は他にありません。 ここにはTSMCの活動が少しあり、Samsungの活動も少しありますが、それは最先端のプロセスノードではありません。 TSMC はまだ大規模な事業を本格的に開始していません。 私たちが持っているのはインテルです。 もし彼らがもっと成功していたら、国家安全保障に関する議論、サプライチェーンに関する議論、そして輸出管理に関する議論は大きく違ったものになっていたかもしれない、という気がする。 しかし、インテルは非常に劇的な変革のこの瞬間にあるため、中国との付き合い方に下流の影響を与えています。

その通りだと思います。 プロセッサ チップを製造する大手企業 3 社について考えると、Intel は米国に本拠を置くため、当然米国に投資するでしょう。 ただし、Intel が米国に既存のファウンドリ ビジネスを持っていないことも注目に値すると思います。 米国における鋳造工場の能力増強に関しては、全体的にかなり低いベースからスタートしています。 Samsung と GlobalFoundries には施設があり、最先端ではありませんが、いくつかの優れた機能と意味のある規模を備えています。

しかし、規模とファウンドリの構築という点では、誰もがかなり基本的な出発点から始めています。 ある意味、これが、米国が最終的に 1 社だけに賭けるのではなく、インテル、TSMC、サムスンの 3 社すべてに賭けて、3 社に米国への投資を増やしてもらうことを試みる理由です。どちらが米国で最大の施設、最も機能的なビジネスモデルを開発でき、誰が競争に勝つのか。

それは非常にアメリカ的なやり方ですよね？ 「市場形成に補助金を出して、勝った者が勝ちだ」みたいな。 誰かがレースに勝つだけになってしまい、その後、米国でまた奇妙な独占が起きてしまうことはありませんか? 「実際に必要なのは、サプライチェーンのあらゆるレベルでの多様化である」という考えはありますか?

そうですね、課題は、多様化には非常にコストがかかることです。 チップ業界で使用しない追加容量にお金を払いたい場合は、多額の費用がかかることになります。 新しい最先端のチップ製造施設を 1 つ建設するだけでも 200 億ドルから 250 億ドルの費用がかかり、最先端の設備を維持できるのはわずか 2 年です。 米国では、余剰生産能力を構築するために必要な膨大な設備投資を行う意欲がそれほど高くないと思います。 ギリギリのところは、CHIPS法を通じていくらかは得られるでしょうが、大量の余剰生産能力は得られないでしょう。

私たちが米国でのファウンドリ ビジネスの軌道に乗るのを支援した後、機能的なビジネス モデルを確立する企業を必要としています。 だからこそ、複数の企業に賭けて、どの企業がそれを生み出すことができるかを確認することは意味があると思います。

必ずしも、1社が勝って他の1社が負けるという結果になるとは限らないと思います。 最終的に米国内に生産能力を持つ商業的に実行可能なファウンドリが複数存在する可能性は十分にあり、それは素晴らしい結果となるでしょう。 この特定の市場が、1 つの有力な企業と他の企業が大きく後れをとる結果にならなければならない必然的な理由はありません。

ファウンドリ関係者以外への投資について何か考えはありますか? 「ASML の競合企業に資金を提供すべきだ」、それとも「EUV を超える次の技術を探し、その層を多様化できるように政府から補助金を出してもらうべきだ」? 繰り返しますが、私たちがこの会話をしている間、バイデン大統領は「この機械を中国に売らないでください」と言いながら下駄を履いて歩き回っています。

さて、「ASML とアドバンスト リソグラフィーの競合相手を用意すべきか?」ということになると、 答えは、費用対効果が見合っていないということだと思います。 オランダも米国の規制とほぼ同様の規制を導入する可能性が高い。 今後数か月の間に、これらの会話の結果が明らかになるだろうと思います。

オランダには供給リスクはあまりありません。 オランダが米国企業に出荷しないことを心配する人はいない。 繰り返しになりますが、ASML には 30 年間にわたって構築されてきた独自の機能があるため、代替リソグラフィー会社を設立するコストは非常に高額になります。 それを再現したり、競合他社を構築したりするのは非常に困難です。 したがって、私たちの生産と研究開発の資金は他の場所に費やしたほうがずっと良いと思います。

しかし、次世代リソグラフィーや次世代ツールについて話すとき、そこは投資するのに最適な場所です。 商務省が CHIPS 法の資金をどのように使う予定かを調べてみると、資金の 4 分の 3 がより多くの製造業を奨励するために使われ、さらに 25 パーセントが研究開発に資金を提供します。 その一部は、5年か10年後に必要になる可能性のある次世代リソグラフィーシステムなどの次世代ツールに充てられます。

次世代リソグラフィー装置とは何ですか？

ASML 自体は、さらに 2 世代の EUV ツールを計画しています。 現在、彼らは基本的な EUV を持っています。

待って、ブリキの球が落ちて、レーザーが照射されて、太陽​​よりも熱いプラズマが生成されると説明したもの、それが基本的な EUV ですか?

それは基本です、はい。 さらに多くのことが起こるでしょう。 次世代は高開口数 EUV と呼ばれる予定であり、より洗練された光学系を備え、より正確なチップを彫刻できるようになります。 これらのマシンは 3 年ほどで利用可能になる予定です。 基本的な EUV ツールの 2 倍のコストがかかります。

さらに、ASML でハイパー開口数と呼ばれるもの、つまりさらに特殊な光学系の研究開発が進行中ですが、それが機能するかどうかは不明です。 製品化までには10年かかりますが、研究開発はすでに行われており、ますます洗練されたチップ上でより小型のトランジスタを製造する場合にはそれが必要です。

この本には、ますます小型のトランジスタに関する章があります。 Decoder のリスナーはムーアの法則の概念をよくご存じだと思います。これは、チップ業界がチップ上のトランジスタの密度を毎年 2 倍にするという単なる予測です。 私たちはすでに、世界で最も平らなミラーを通してブリキの球にレーザーを発射し、それをさらに小さくするために超特殊な光学系を構築する必要があることについて話しています。 制限はありますか? 「ムーアの法則には限界があるのか​​？」と考えるのは愚かな気がします。 過去 40 年間、いつでも誰でもそんなことを言って愚か者であることが判明した可能性がありますが、私たちは今、原子のレベルで話しています。 チップ業界が「よし、個々の原子のレベルを超えるつもりはない」というような限界はあるのでしょうか？

ある時点で答えは「イエス」になりますが、ここではまだ個々の原子について話していません。 私たちは個々の原子で測定される材料の層について話していますが、トランジスタ自体には、現在の顕微鏡スケールであっても、その中に多くの原子が含まれています。 TSMCやインテルのような企業の既存の計画には、少なくとも2030年くらいまでは、トランジスタをどのように縮小し、積み重ねて、どのように使用し続けるかについて、かなり明確な見通しがあると思います。より多くのチップを獲得するには、さらなるトリックが必要です。 2030 年以降について言うのは難しい。 あまりにも遠い未来に目を向けることはいつも難しいので、それがどれほど意味があるのか​​はわかりません。

歴史によれば、彼らがそれを解明するというのが適切な予測だ。 つまり、それがムーアの法則と呼ばれる理由です。

それは正しい。

ある時点で、測定するものすらなくなってしまいます。 単位が不足しています。 同様に、Intel はナノメートルではなくオングストロームに移行する必要がありました。 もしかしたらそれはブランディングだったのかもしれないが、彼らは間違いなくそれをやったのだ。

私がこの文脈で質問する理由は、高度なチップ製造装置を中国に限定することについて話しており、次世代の GPU またはその他の AI 加速チップについて話しているからです。 産業政策と外交政策の観点から見ると、2030 年は明日です。 2040 年になっても、産業政策の規模ではまだ明日のような状況です。 たとえこれだけ制限されても、中国の追い上げは避けられないのではないでしょうか？ 私たちは単に時間を買っているだけなのでしょうか、それとも実際に永続的な持続的な利点を生み出しているのでしょうか?

まあ、中国がいつかは現状に追いつくのは避けられないと思います。 それが2027年なのか2035年なのかは分かりません。 それは2024年ではなく、数年先のことだ。 中国はいつか最先端に追いつくことができるだろうか？ たとえムーアの法則が当てはまるとしても、その質問に対する答えが「はい」であるかどうかはわかりません。

たとえムーアの法則が期限切れになったとしても、そうですよね？ 刃先が固定されてしまう場合。

まあ、それは「ムーアの法則は失効する」と言うときの意味によって異なります。 ある時点で、トランジスタをこれ以上縮小することは不可能になりますが、それは必ずしも個々のチップから得られる計算能力が必ずしも停止することを意味するわけではありません。 さまざまな方法でパッケージ化したり、メモリを処理能力に近づけたり、相互接続を改善したり、チップ上にフォトニクスを搭載したりできます。 多くの場合、まだ初期段階にあるさまざまな技術が数多くあり、チップからより多くのコンピューティング能力を引き出す新たな方法が生み出されていますが、それらすべてには創造的な設計と非常に正確な工作機械の両方が必要となります。

たとえ 2030 年以降、トランジスタは 1 ナノメートルも縮小しないと言われても、私は、これらすべてを使用して、2030 年代以降もずっと、1 平方インチのシリコン井戸からより多くの計算能力を引き出すだろうと言うでしょう。他のテクニック。 したがって、ムーアの法則を最も広範に捉えて、チップを微調整してチップをさらに活用できるさまざまな方法をすべて述べた場合、私たちができることに関しては、2040 年をはるかに超える非常に長い滑走路があると思います。より多くのコンピューティング能力を生み出すために行います。 そのため、私は将来必ず壁にぶつかるという説にはかなり懐疑的です。

特定のチップのコンピューティング能力の向上に最も力を入れている 3 社について考えると、それは Apple、Nvidia、ある程度 AMD です - つまり 3 社半になるかもしれません - そしてそれは TSMC です。そこの 2 社半のメーカーのメーカーです。 Apple はパッケージ化が非常に上手で、ソフトウェアを自社のハードウェアに合わせて最適化するのが非常に上手で、ARM の限界を押し上げるのが非常に上手です。 Nvidia は明らかに GPU のリーダーです。 AMDは平均的なIntelチップを大きく上回るわけではないが、TSMCの製造能力を利用してバッテリー寿命とパフォーマンスの比率を向上させているという理由だけで、業績は向上している。

私はこれら 3 社半の企業を見て、「なるほど、彼らが依存しているのは TSMC だ」と思います。 TSMC が製造を推進できなかったら、より優れたチップを構築および設計するための技術は実際には無駄になってしまいますよね。 これらは TSMC に完全に依存しており、TSMC は ASML に完全に依存しています。 その関係はどのようなものですか？ ティム・クック氏は朝起きて、オランダのASML輸出規制について心配しているでしょうか? それともTSMCの顧客なのでしょうか? それとも、彼が注文するとチップが出てくるだけの API なのでしょうか?

TSMC の顧客のほとんどは、TSMC が自社のサプライ チェーンを管理し、問題が実際に発生する前に確実に解決されるという優れた実績を持っているという事実に慣れていると思います。 顧客が TSMC との連携を好む理由の 1 つは、TSMC の生産の上流で何が起こるかを心配しながら朝起きる必要がないことです。

こうした制限のせいで、人々はこれまで以上に上流のサプライチェーンについて考えるようになっていますか? 絶対に。 しかし、あなたが Apple や Nvidia である場合、これらは実際には当てはまりません。TSMC が生産に依存しているすべての入力は米国、ヨーロッパ、または日本で生産されているからです。 これらの国が近いうちに台湾への送金を規制する可能性はありません。したがって、上流の点では実際にはかなり安全です。 中国で行われることが多いチップの組み立てや最終製品の組み立てなど、下流部門は、中国政府の行動とワシントンの行動の両方において、最も政治的なリスクを抱えている。

そうですね、TSMCのTは台湾なので、本当に政治的なリスクがあります。 ファブ、特に最先端のファブは台湾にあります。 アメリカ、中国、台湾の間におかしなことがあれば、iPhoneの経済は止まりますよね？ チップはなくなり、Nvidia GPU の経済は停止に追い込まれます。 それは私たちがもっと心配すべきことでしょうか？

中国と台湾の間で戦争や封鎖があれば、テクノロジー分野だけでなく製造業全体に壊滅的な影響が及ぶだろう。

はい。 中国と台湾の間で戦争や封鎖が起これば、テクノロジー分野だけでなく製造業全体に壊滅的な影響が及ぶだろう。 TSMC は、世界で最も先進的なプロセッサの 90% を生産していますが、それ以上に、世界中で毎年追加される新しいコンピューティング能力の 3 分の 1 以上を生産しています。 プロセッサ チップ上で製造されるすべてのトランジスタを合計すると、その 3 分の 1 以上が台湾で製造されています。 もし私たちがTSMCの施設にアクセスできなくなったら、それは確かにAppleやAMDにとって壊滅的なことになるだろうが、多大な混乱に直面するのは食器洗い機、電子レンジ、自動車でもある。

つまり、そのショックという点では 1929 年と同等に感じられる製造業の危機に戻ることになるでしょう。 1～2年は車も買えなくなり、あらゆる種類の工業製品も同じレベルの混乱に見舞われるだろう。 それは大きな問題です。 これは非常に大きな問題であるため、代替ソリューションを見つけるコストは膨大であるため、企業はこの問題に対処する方法を考えるのに本当に苦労しています。 多くの場合、TSMC に代わる選択肢は他にありませんが、明らかに下振れリスクは大きく、おそらく毎日増大しています。

なぜ私たちは、世界で最も重要なチップ工場が台湾にあるという立場にたどり着いたのでしょうか? どのようにしてTSMCと提携することになるのでしょうか?

TSMC は、会社の創設者であるモリス チャンのおかげで 1987 年に誕生しました。 実際、彼はテキサス・インスツルメンツでキャリアを積み、その時点までは人生のほとんどをテキサスで過ごしていました。 彼は、チップを設計せずに製造のみを行うファウンドリ ビジネスを創設するという先見の明のあるアイデアを持った人物でしたが、当時はファブレス チップ設計会社が存在しなかったため、これはクレイジーなコンセプトに思えました。 創業当時、彼には顧客がいませんでしたが、彼は企業に代わってすべての製造を行い、すべての生産リスクを負うことを企業に説得し始めました。 彼らがしなければならなかったのは、彼にチップの設計を渡すことだけで、彼は機能するチップを返してくれました。

このモデルは、TSMC がさまざまな顧客にサービスを提供することで拡張できるため、非常に成功したことが証明されました。 この規模により、TSMC は生産プロセスを磨くことができました。生産するチップが増えれば増えるほど、各チップの実際の製造プロセスからより多くのことを学ぶことができるからです。 TSMC が世界最大のチップ メーカーであると同時に世界最先端のチップ メーカーであるという事実と、その両方がモリス チャンが発明したファウンドリ モデルに由来しているという事実の間には直接的な関係があります。

レコーディングを始める前に、あなたはモリス・チャンがこの本の中で一番好きなキャラクターだと言いました。 この本の中に、彼はおそらく台湾人というよりもテキサス人であるとあなたが言っている一節があります。 なぜ彼があなたのお気に入りのキャラクターなのですか？

彼は過去 100 年間で最も過小評価されているビジネスパーソンだと思います。 私たちは皆、彼の会社が毎日製造する製品に依存しているにもかかわらず、ほとんどの人は彼のことを聞いたことはありません。 彼の人生はチップ業界全体の魅力的な縮図だと思います。 彼は中国本土で生まれ、革命直後に米国に移住し、ハーバード大学に入学し、クラスで唯一の中国系アメリカ人の学生でした。その後、TSMC を設立する前に、テキサス・インスツルメンツの生産ラインで個人的にチップ産業を築き上げました。

過去 75 年間にわたるチップ業界とコンピューティング テクノロジーにおける大きな変化はすべて、彼が説明しただけでなく、実際にそれを実現させたものです。 私たちは皆、モリス・チャンに多くの恩義を感じています。彼の重要性が本当に過小評価されていると思うので、もっと多くの人に彼のことを聞いてもらいたいと思います。

TSMCは非常に過小評価されていると思います。 非常に不透明な会社です。 彼らは自分自身に非常に誇りを持っており、非常に不透明です。 それらがどのように機能するのかを知るのは難しいです。 TSMCについてはどのような印象を持っていますか? つまり、モリス・チャンはもういないのです。 文化はどのようにして存続するのでしょうか？ その新しいリーダーはどのような人たちなのでしょうか？

まあ、モリス・チャンは正式に引退しましたが、定期的にTSMCのオフィスやTSMCのイベントに現れるので、本当に彼がもういないと言うべきかどうかはわかりません。 研究開発の決定、設備投資の決定、そして TSMC が製造プロセスに磨きをかける容赦のない努力という点で、彼が築き上げた文化は今でも受け継がれていると思います。

1950 年代のモリス チャンの同僚は、彼が製造プロセスの非効率を見つけては、できるだけ早く組み立てラインから追い出すその凶暴さについて語っていました。 卓越した製造への取り組みがTSMCを今日の姿にしたのだと思います。それは少なからずモリス・チャンと彼が植え付けた文化に由来しています。

なぜこのような危険な地政学的地域に置くのでしょうか？ 今TSMCについて考えると、何よりもその立地を理由に、製造の非効率性に執拗に焦点を当てている人々と同じくらい多くの外交政策の専門家やロビイストを雇用しなければならない。 なぜ台湾を選ぶのですか？

まあ、今にして思えば、ニュージーランドかスイスに設立できればよかったのですが、モリス・チャンはテキサス・インスツルメンツの重役として台湾でしばらく過ごしていました。 彼は 1960 年代後半に TI が台湾に施設を設立するのを手伝っていたため、台湾政府関係者の何人かと知り合いになりました。

彼らは、自国の安全を保証する手段として、米国からの投資を増やし、米国のサプライチェーンへの関与をさらに深めることを望んでいた。 彼らは統合が米国が台湾の防衛を確実に支援する最善の方法であると賭けた。 今日、私たちはその戦略の成果が生まれつつあります。 台湾が重要であるのは、地政学的な重要性だけでなく、もし戦争が起これば世界のテクノロジー部門と製造業に壊滅的な影響を与えるからでもある。

はっきり言っておきますが、台湾に配備するという決定は、米国の防衛支援を保証するために台湾政府によって奨励されたとおっしゃっていますか？

TSMCは、電子機器のサプライチェーンにおいて台湾をさらに不可欠なものにするための台湾政府の直接プロジェクトでした。 そしてそれはうまくいきました。

それは正しい。 台湾政府の頭の中には、米国の投資拡大、米国のサプライチェーンの重要性の高まり、米国の安全保障の信頼性の向上の間に直接的な関連性があった。 台湾政府がTSMC設立時に資本の半分以上を出資したのはそのためだ。 これは台湾を電子サプライチェーンにおいてさらに不可欠なものにするための台湾政府の直接プロジェクトでした。 そしてそれはうまくいきました。

明らかに、それはうまくいきました。 つまり、ロシアとウクライナについて話すべきです。 そこには中国や台湾との潜在的な紛争との類似点があると思います。 しかし、私はこの考えをここで終えたいと思います。 台湾政府は「これが必要だ。チップ産業の育成に資金を投じるつもりだ」と言っていたとおっしゃっていましたね。 先ほど、次世代のチップ製造会社を設立するには、莫大な資本、長期的なビジョン、そして多くの補助金が必要だとおっしゃいました。 それが中国政府のやっていることだ。 彼らは喜んで過剰供給を増やすだけだ。 「ここには95の橋があり、いつか経済がここに到着するでしょう。」

米国はそんなことはしません。 ほぼすべてのレベルで、私たちはそれがひどいです。 おそらくそれにもかかわらず、私たちは成功しています—そのおかげで成功していると言う人もいると思います—しかし私たちはそんなことはしません。 それは米国が「我々はチップ製造産業を構築するつもりだ。台湾政府がそうしたように、今から数十年後に実現する戦略的目的があるし、我々もそうだ」と言うために絶対に必要なことなのだろうか。今後何年にもわたって戦略的に重要であると私たちが考える業界の全国展開となる企業を数社選びます。」

自国にチップ製造企業を誘致したいなら、コスト競争力を持たせる必要がある。 米国の場合、さまざまな理由からコストが高くなっています。 土地はより高価で、環境規制はより厳しく、税制はそれほど寛大ではありません。 米国がさらなる半導体製造を望むなら、半導体企業が投資する魅力を高めるために資金を投じなければならない。

設備投資は必要だと思いますが、それだけでは十分ではありません。設備投資に加えて専門知識も必要だからです。 それは台湾が非常に早くから気づいていたことだ。 彼らは多額の資金を投入しただけでなく、1950 年代から何百人もの台湾の技術者がバークレーとスタンフォードで電気工学の博士号を取得できるようにしました。

台湾はシリコンバレーから遠く離れているように見えますが、実は台湾ほどシリコンバレーと人的つながりが深い場所は世界でもほとんどありません。 モリス・チャンが 1980 年代に台湾に移住したとき、スタンフォード大学で一緒に学んだ元クラスメートや、米国で一緒に働いた元同僚が台湾でチップ産業で働いていることに気づきました。 この深い相互関係は台湾の成功にとって極めて重要でした。

たとえばサムスンなど、チップ製造に追いついた他の企業を見てみると、同様に多額の設備投資が行われていますが、サプライチェーンへの統合もかなり進んでいます。 中国が今日直面している課題は、中国が資金を支出する意欲があることは間違いないが、台湾や韓国でのキャッチアップを可能にしてきた情報、部品、専門知識の交換からその資金が遮断されているということである。 それが中国が直面する大きなリスクだが、それは中国をこうした関係から切り離して追いつくのを難しくするという米国の明白な戦略でもある。

最後に、ロシアとウクライナを比較してみます。 これもあなたの専門分野であることは承知しています。 私たちはこれを今見てきました。 「たとえウクライナが常に崖の上にあるとしても、誰も実際にウクライナを侵略することはないだろう。」しかし、彼らはただそれを実行し、今ではそれが多くのレベルで彼らにとって災害となっている。 私たちも台湾に対して同じような気持ちを持っています。 これは多くのレベルで大惨事となるでしょう。 中国がロシアとウクライナに注目して、「おそらく我々もそれができるだろう」と言っている可能性はあるでしょうか？

そうですね、一方で、ロシア人は自分たちの軍事力を過大評価していると言う人もいると思いますが、確かに中国も今、自分たちの軍事力を過大評価しているのではないかと疑問に思っています。 これはあなたが導き出せる教訓の 1 つですが、中国が導き出す可能性のある教訓としては、それほど安心できるものは他にもあります。 一例としては、核兵器が機能し、核使用を脅かして外部勢力の介入を防ぐことができます。 バイデンは、ロシアが戦争をエスカレートさせるきっかけとなるようなことには何もしないと明言しているため、ロシア側はそれをはっきりと示した。 つまり、核による脅しが機能するのです。 これは中国と台湾のシナリオに直接関係する教訓だ。

2 番目の教訓は、ウクライナでは、武器、装備、物資を陸上国境を越えて中立国に簡単に輸送できるため、ウクライナがポーランドと国境を接することが極めて重要であるということです。 台湾には陸の国境がないため、補給のために台湾に入る船を見つける必要があります。 それは非常に異なる提案であり、不可能ではありませんが、非常に困難です。

もしあなたがウクライナを眺めている中国なら、一方ではロシアが軍事的に事態をめちゃくちゃにしたと思うだろう。 一方で、あなたが導き出している他の多くの教訓から、有意義な方法で米国を締め出すことができるという楽観的な考えにならないかもしれないことは明らかではありません。 中国がロシアやウクライナを見て「これで台湾に対する自信がなくなる」と考えているのかどうか、私には自信がありません。 中国が得ている重要な教訓のいくつかは、米国を締め出す台湾への介入を構築する可能性を高めているのではないかと私は懸念している。

米国が台湾に代わって介入するつもりはないことを他の誰もが知っていたら、台湾が真剣に防衛するのは非常に困難になるだろう。 だからこそ、中国が核戦力を急速に拡大し、核の脅威をより信頼できるものにし、台湾海峡に危機が生じた場合に米国を締め出そうとしているのだと私は見ているのだと思います。 ウクライナにおけるロシア軍のパフォーマンスが著しく劣っているという事実にもかかわらず、私は依然として非常に懸念している。

ロシアだけで別のエピソードを作ることができそうな気がします。 戻ってもらう必要があります。 クリス、あなたは素晴らしかったです。 その本は『チップ戦争: 世界で最も重要なテクノロジーをめぐる戦い』です。 番組にご出演いただきまして誠にありがとうございました。

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