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半導戦S議bについての提案

昨Qからの半導の供給不B報Oにき、5月後半以T、BやOc党における半導戦S議bについてのニュースがHく伝えられた。「]基盤の啣宗廚喞瓦気譴討い覦があるが、経済噞省の@料(図1)を見ると、エコシステムをCで捉えた争アップにDり組むe勢も読みDれる。 半導関係vの期待感は常にjきい。 気になるのは、「策投@を、どのようなプロジェクトで、どのように進めるのか」との点と思う。 そこで、20数Qi、「ロジック半導」が行き詰まった時に経xした問(What to make)」を今k度振り返ってみたい。

経済噞省 半導戦S

図1 経済噞省は、2021Q6月4日、半導・デジタルインフラ・デジタル噞の今後の策の妓 性について検討するため、「半導・デジタル噞戦S検討会議」を本Q3月に設し、「半導・ デジタル噞戦S」をDりまとめ、Web屬法屮縫紂璽好螢蝓璽后廚箸靴峠o開した。

出Z : https://www.meti.go.jp/press/2021/06/20210604008/20210604008.html


少量H|業が縮小した時代

筆vがめていた半導企業は、1990Q代後半、DRAMの工場や人的リソースをロジックU業に転換する作業を進めた。その中で良く言われたのが、「How to makeには咾い、What to makeに弱い」との社内のだった。

DRAMやSRAMなどのメモリは、商の世代が新しても仕様がjきく変わることがなく、また、そもそも商の仕様は、櫃箙馥發虜Y化機関にてオープンに議bされ定して行くので、それらの議bに参加することを通じて「仕様」を完成させることができた。メモリは、商企画策定の桔bが確であった。

k機≪Q々、集積度を\やしチップの統合が進んだ「当時の先端ロジック」においては、商の仕様設は「M問」とされていた。今から思えば、「ロジック商の仕様策定」がMしいのは、当時、「デジタル家電」と}ばれたカスタムロジックの比率がHかったことがk因していたと思う。「カスタム」は、定顧客の独Oな\術である「ユーザーロジック」に基づく少量H|の集積v路商であり、「Y」とは感砲砲△訃であった。

本来、半導の]\術は印刷\術であり、集積v路をマスクパターンに焼きけ、菘承,vすようにj量攵することを基本としている。 そこで、1970Q代から80Q代のロジック設vは、H様な顧客のニーズとO社の印刷型j量攵\術を調停する}法(ゲートアレイ\術)を開発して来ていた。

ゲートアレイは、「配線次で様々なゲートに変しうる素子(バルクパターン)」を予めシリコン基屬坊狙しておき、それらの素子を元に、]の最終段階である配線工で、「]}番で顧客が求めるv路に仕屬欧襦廚箸いΧ\術であった。「顧客が求めるv路」から「配線マターン」をQ機処理で收するソフトウエア・ツールの開発ξと、Hくの顧客ニーズに官可Δ淵丱襯パターンを設するξが争の源泉であった。ゲートアレイもまた、商企画の桔bがyな商であった。

日U企業の「ロジック半導」の`は、そのゲートアレイへの先行投@を停Vすることから始まったと筆vは思っている。 当時、社内のコスト管理のUでは、「業のオペレーションコスト=]コスト」であり、ゲートアレイ\術開発のような先行R&DJは、総XかりJとされていた。って、高のために、コストダウン動を啣修擦兇襪鰓uなくなった時、真っ先にDり組んだのは、チップC積縮小であった。チップC積が小さくなると、ウェーハからの収量が\え、チップ単価が下がるからである。

ゲートアレイは、少量H|に官すると言っても、H様な顧客のニーズに官するようにバルクパターン設するため、C積がどうしてもjきくなりがちである。って、顧客のコスト要求に官できないが\えた時、ゲートアレイには、来性は無いと社内の経営判が下された。ゲートアレイの新開発は疑問され、社内のリソースは、SoC(System on Chip)業に転換していった。

SoCは、ケイデンス社やシノプシス社等の社外のソフトウエアのライセンスをpけて、ロジックチップをバルクパターンから設するという業であった。 人}がかかるが、チップC積は小さくなり、チップ当たりのオペレーションコストは小さくなるQである。顧客にゲートアレイよりもW価な見積価格を提できる。社内では、SoC業で提する見積り価格は、「グラム何だ」などと揶揄されることがあったが、そのジレンマをなんとかしようという動きは始まらなかった。 顧客に提する時に参照する「コスト」が、そのの「オペレーションコスト」であり、「コストPlus」の疑砲撚然覆鮓積もっていたからである。
 
T果、同社内におけるゲートアレイの時代は0.15umの世代にて終わったのだが、世c的には、ネットワーク向けカスタムロジックx場では、ゲートアレイよりも遥かに高価なFPGA(Field Programmable Gate Array)が使われるようになった。グラフィックス向けはGPUを始めとするASSPが優勢であり、c攜けの小模なv路はW価なマイクロコントローラ(マイコン)であった。「FPGAを社内でも開発したい」と臨んだエンジニアはいたが、FPGAのの壁に挑戦する動きとはならなかった。

SoCで売り屬欧Pばすには、顧客からの設要求を耀uする営業動とチップ設に要する人^が要であった。ビジネスプランはyではあったが、エンジニアからは、商企画や仕様設への関心が薄れることとなり、ロジック業は人L戦術で、シリコンをチップC積に応じた価格で販売する業へと変わって行った。社内で、「『How to make』には咾い、『What to make』には弱い」と言われたのは、その時期であったと記憶している。

What to make(何を作るべきか)

筆vは、ロジック半導業の弱化は、1980Q代にこった「デジタル家電の興隆の時代」に|が弔れ、1990Q代にこった、日Uデジタル家電の衰の段階で発したと思っている。

アナログの時代のv路は小模であったのに瓦掘▲妊献織襪麓Qとb理を積み_ねることで巨j化させやすく、果てはインテリジェントとなる可性を秘めていた。k般に、「ユーザーが望むQを、より~単に行えるロジック」が、良いロジックであった。言い換えるとデジタルは、「Q+b理の世cがどれに広いのか」にチャレンジする業であった(参考@料2)。

但し、デジタルはチップ設でも、またセット商の設・]においても、参入障壁がアナログ時代に比べ低く、\術の拡gが常に容易となっていた。\術の陳慍愁螢好がjきな業であった。そのため、デジタルのビジネスにおいては、独O\術クローズ化(財権としての保護)と、オープンにすべきY化の両Cをマネジメントしなくてはいけない。また、\術の{随vにx場シェアを奪われることが無いように、顧客やアプリケーションの開発vに提供する\術を間なくレベルアップして行かなければならない。ソフトウエアの開発vのХeをuることが、あるT味では顧客のХeをuるよりも_要であった。

日本国内のHくのロジック業が、なぜ「What to make」に弱かったのか

本来、業^を雇し、工場への設投@を済ませた後に、「What to make」などという問が発せられるというのは異常である。この異常は、アナログからデジタルへという破s的イノベーションのインパクトをしく理解していなかったためにこったのではないだろうか? 

デジタルでは、Qとb理の進化の障壁となる様々な問をkつkつDり除いて行くことが仕となる。 v路開発のツールだけではなく、OSや開発ツールに関する様々なソフトウエア、顧客での実△篁釋x、トラブルシューティング等々。 k見、売り屬欧砲呂弔覆らない価値ある仕が様々にある。1社では官しきれないサポートサービスや要素\術が様々にT在する。デジタルのエコシステムは、争的というよりも、協調的にRみ分け、互いに完する世cである。

その協調的エコシステムの中で、企業のT在TIの再定Iが要だったのではないだろうか。デジタル家電の興隆というクッションと半導協定というJ|の中で、思考停Vしたまま、「What to make」を考えるξを失い、1995Q以TのIT(コンピューティング)と「Customer Satisfaction_”の時代に突入してしまった。
 
IT時代の商企画

筆vは、IT(コンピューティング)の時代を{xしなくてはいけないと思い、この数Q間、「コンピューティングとは何か」を調べて来た。以下は、その元での感[である。

1994Qに日本版が刊行されたロジャー・ペンローズ(駘学v)の著作(「皇帝の新しい心」、参考@料3)によると、コンピューティングの原点は、「アルゴリズムを進める(v路)はどのような構成をDるのか」との1930Q代の問提であったという。

集積v路のユーザーが実現したいと考える動作(アルゴリズム)と、そのアルゴリズムを実行するのに適した良い集積v路の構]は、\術がjいに異なる。\術のレイヤーが異なると言われることもある。ivは刻々と陳慍修靴Δ定のアプリであるのに瓦掘後vは、x場ニーズのを見極め、ターゲット・ニーズを実可Δv路構]を差別化\術としなくてはいけない。 差別化\術に性があれば、そのT在TIとなる。


工学\術としてのv路の進化形が何であるかに関しては、定のアプリケーションはほとんど何も教えてはくれない。デジタルテレビもビデオもデジカメも教えてくれはしなかった。 恐らくは、O動Zも教えてはくれないだろうと思う。何も教わることはなかったのは、「ユーザーロジックを実▲機璽咼垢垢覿\術vは、ユーザーロジックを咾靴討呂い韻覆ぁ廚箸い商慣{のCからは当ではあった。そして、日U企業は、アプリケーションを実△垢襪燭瓩痢崕言v路の基本アーキテクチャ」に関してはx場ポジションも争心も失ってしまった。

また、経営vも、半導集積v路が、コンピューティングの時代に突入した時に、アプリケーション志向から脱し、OらのT在TIを賭して、x場が不可Lとする投@を真っ先に行い、エコシステムの中でポジションを確立するための画を実行しなくてはいけなかったのだ。 しい開発投@であれば、商として成功しなくとも、業としてのAい}がく。

櫃任蓮△修里茲Δ砲靴撞業にDり組むリーダーと投@家がT在し、両vが互いに協することで、MPU、FPGA、GPU、ネットワークプロセッサ等の\術を担う企業を育てることができたと思う。 もちろん、彼らが育つには、嗄なアカデミズム、IEEEのようなNPO、Q|のフォーラムやコンソーシアムを運営する人材やノウハウや\成金も寄与したのだと思う。 また、それらの動を膿覆垢詬諭垢糞業環境のセッティングにおいては、Bによる環境D△發△辰燭里世蹐Α

ではどうするのか

今、そのようにして進んだ先端ロジックのj争も、実は、Jに、終盤戦にあると筆vは思う。x場ではJに寡化が進み、Hくの分野で参入障壁は`がむに高い。したがって、半導戦S議bにては、次の風を捉えた戦Sとなるべきだろうと思う。但し、その風は、アプリケーションが吹かす風ではないはずだ。

筆vは、次の風は、「確率プロセス(マルコフ壻)を演Qするv路へのニーズ」だと思っている。そして、その風が変革するのは、サーバだろうと予[する。確率プロセスは、集合を扱い、確率演QをHし、新たな見を出する。そのような演Qに適した集積v路の新開発争はJに白Xしているが、未だ、そのx場ニーズを見極め、それに向けて工学的な形を探る余地があると思う。 エコシステムを巻き込んだjきなプロジェクトが要であると思う。

その新進化においては、コンピュータサイエンス、コンピュータグラフィックス、ネットワーク理bが、1990Q代以Tの先端ロジック商のv路開発をГ┐燭茲Δ法▲汽ぅ┘鵐垢x場ニーズやv路開発と共振する要があるとも思う。日本の半導設vは、総じてサイエンスとの関わりが薄いが、これはj問である。

リスクが高い故、その新進化のビジネス立ち屬欧砲いては、k企業の枠をえた、CのレベルでのDり組みが要なはずだとも思う。 Bによる様々なмqは須である。 R&Dの啣宗NPO動の啣宗企業動が内向きから外向きに変貌しうるよう業環境D◆企業の{返り、そして、「What to make」の確化の推進、等々が行われて欲しいと思う。

参考@料
1. 半導・デジタル噞戦S
2. 丸冑堝麌廖MaruLabo)の講演ビデオ、「人工Χ\術の10Q」、「Q可性理bとQ複雑性理b」、「量子コンピュータとQ科学」、等々。
3. ロジャー・ペンローズ、「皇帝の新しい心」、p.40、みすず書房刊、1994Q

情報統合\術研|合同会社 代表 K I憲
ごT見・ご感[
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