1台あたり4億ドルの光刻機に新たな注文：SamsungとTSMCが態度を一変、3大半導体メーカーがASMLの最先端High NA EUVを全面的に採用

ジートン財経APPによると、ASML（ASML.US）は、トップクラスの半導体メーカーから最新の半導体生産装置の導入を約束されており、より強力な人工知能技術への需要急増に応えるため、より広範な協業協定にも向かっている。

Samsung ElectronicsおよびTSMCは、それぞれ2028年と2030年にASMLの高開口数値（High NA）EUVリソグラフィ装置を量産で導入する予定で、Intelとともにこの1台当たり最大4億ドルの機械を使用する。Samsungは主要なメモリチップメーカーであり、TSMCはNVIDIAやAppleなどの企業向けにカスタムチップを生産するリーディングカンパニーである。

この4社はまた、半導体生産の核心部品であるフォトマスク（Photomask、別名マスクブランク）の技術フォーマットについて、やや難解ながらも極めて重要な改革合意に至った。業界が急増するAI需要に追いつく中、この陣営は現行の標準6インチフォトマスクから12インチバージョンへの移行を計画しており、生産性向上とコスト削減を目指している。フォトマスクは、木版画のように同じパターンを繰り返し印刷するためのものであるが、違うのは光を使ってシリコンウェハーにパターンを転写する点である。

より大きなフォトマスクへの転換は長らく複雑でコストがかかると考えられていたが、この協調的な推進によりチップ生産に大きな利益がもたらされる可能性がある。ASMLのCTOマルコ・ペーターズ氏は、新技術によりHigh NA装置のスループットが40％向上し、設計プロセスも簡素化できると述べている。

ペーターズ氏はインタビューで「これは大きなチャンスであり、もちろん生産性への大きな飛躍を意味する」と語った。

ASMLは、世界で唯一、EUVリソグラフィ装置を製造できる企業であり、これらの機械は、世界最先端のAIアクセラレータや類似チップの生産に不可欠である。同社は2019年にLow NA EUVをリリースし、より先進的なHigh NA装置への採用を推進するため顧客と協力してきた。

TSMCの工場は、NVIDIAやAMD、Qualcommなどの顧客向けに受託生産を行っており、より高価な装置の導入には慎重であった。なぜなら、その生産性向上がコストに見合うものではないと考えていたためである。

しかしながら、火曜日の声明によると、TSMCは2030年から既存の6インチフォトマスクに基づくHigh NAシステムを導入する計画だ。両社の目標は、2031年前に12インチフォトマスクのテストラインを構築し、2033年前にこの技術をHigh NAツールと共に量産工程へ投入することである。

TSMCの魏哲家CEOは声明で「TSMCは常に協力の力を信じてきた。技術的障壁が半導体産業における経済的障壁へと進化する前に、それらを克服することができる」と述べている。

同じくロジックチップの受託生産サービスを提供し、世界最大級のメモリチップメーカーであるSamsungは、2028年までにASMLのHigh NA装置をコンピュータ用メモリ生産に導入する計画だ。この韓国企業は、別の声明で「業界パートナーと密に協力し、必要なマスク技術およびそれに付随するインフラ開発を進める」と発表した。

AIデータセンター運営者の巨大な需要に端を発した世界的なメモリチップ不足が、いま電子産業全体の生産コストを押し上げている。

Intelは、チップの自社生産から外部へのファウンドリーサービス提供への転換を図るため、High NA装置を既に導入している。同社は、将来顧客にこの技術の利点を提供できると発表し、この3年間でより大きなフォトマスクへの変革を推進してきた。

TSMCが最先端半導体製造装置の導入姿勢を見直したことは、ASMLの成長にとって極めて重要である。Bloombergのデータによれば、台湾に拠点を置く同社はASMLの売上の約16%を占めている。SamsungおよびIntelからのコミットメントが増加したことで、このオランダ企業の3大顧客全てがこの変革陣営に加わったことになる。

ASMLのペーターズ氏は「これは、大量生産におけるHigh NAの重要な一歩です。これらのシステムがマルチパターニング手法に比べて持つ優位性が顧客に認識された重要な節目です」とコメント。

ペーターズ氏はさらに、顧客が次世代チップ製造を進めるにつれ、High NA技術を必要とするレイヤーの数が増加すると予想されるため、「フォトマスクサイズの拡大の機会も認識されている」と指摘する。

リソグラフィとは、光を利用してパターンをシリコンウェハー上に堆積した材料に刻み込むプロセスであり、その後他の材料でパターンを充填し、デバイスに様々な機能（主にデータ処理および保存）を持たせるトランジスタや配線を形成する。業界がこれらの特徴寸法を縮小し続ける努力は、装置メーカーにより独創的な技術開発を迫ってきた。ASMLの最先端の機械は極紫外光（EUV）を光源に使用しており、これは地球上では自然発生しない光である。

数十年来使われてきた6インチフォトマスクによる制約は、数々のトレードオフや折衷を生み、AIデータセンターのコンピュータ主要部品の進歩を鈍化させてきた。単一のチップをより大型化できないため、各社は垂直積層や複雑なインターフェース設計に注力するしかなく、チップ製造や導入時の複雑性やコストが増大している。