5G半導体プロジェクトの歩留まりは低いかもしれないが、北京のリソグラフィ開発計画に貢献できる
Jeff Pao
Asia Times
August 7, 2023
ファーウェイ・テクノロジーズは今年後半、SMICの「ほぼ7ナノメートル」技術による5Gキリン・チップの製造を再開すると言われているが、このプロジェクトの歩留まりとコストには疑問が残る。
ファーウェイが2019年5月に米国から制裁を受けた後、台湾のTSMCは2020年9月、深センに拠点を置く通信機器メーカー向けのキリン・チップの生産を停止した。
同社は2022年第3四半期に5Gチップの在庫を使い果たした。スマートフォン事業を維持するためには、クアルコムから4Gチップを輸入するか、現地で製造するしかない。
時折、ファーウェイは5Gチップを国内で製造するという噂が流れている。しかし、同社はそれを否定してきた。
香港のデータ分析会社カウンターポイント・テクノロジー市場調査が6月2日のレポートで、「ファーウェイ・ハイシリコンはSMICのN+1製造プロセスを利用し、5G対応のキリン・チップセットを再発売する」と述べて以来、この話題に関する新たな報道が相次いでいる。
同レポートは、SMICのN+1プロセスの歩留まり率が低い（50％以下）ため、ファーウェイは今年200万〜400万個の5Gチップしか出荷できないとした。さらに、5GチップセットはMateシリーズやPシリーズといったフラッグシップモデルではなく、NovaやEnjoyといったミドルエンドのスマートフォンに採用されるだろうと付け加えた。
一部のITコラムニストは、なぜファーウェイは古い5Gチップを復活させたいのかと疑問を呈した。カウンターポイントはその後、誤解を避けるために「前向きなコメントと意見」を削除した。
ロイターは7月12日、3つの調査会社を引用して、ファーウェイは自社の半導体設計ツールとSMICのファウンドリーサービスを利用して、5Gチップを国内で調達できるはずだと報じた。調査会社の1社は、詳細を明らかにすることなく、出荷量は年間1,000万ユニットに達する可能性があると述べた。
日本経済新聞は7月27日、ファーウェイが早ければ今年中にも5Gチップの製造を再開する計画だと報じた。同社の5Gデバイスが店頭に並ぶのは2024年になってからだという。
これまでファーウェイもSMICも、6月14日に同社の次期フラッグシップスマートフォンMate60が5G接続を可能にするという噂を否定した以外、これらの報道についてコメントしていない。
米国がASMLに対し、2019年に極端紫外線（EUV）リソグラフィーを中国に出荷することを禁止して以来、SMICの子会社であるSemiconductor Manufacturing South China Corp（SMSC）は、液浸深紫外（DUV）リソグラフィーを使用して7nmチップを製造する研究を加速させている。
SMSCにはSMICが38.52％、China IC Fundが37.64％、Shanghai IC Fundが23.85％出資している。
DUVはシングル露光で28nmチップ、ダブル露光で14nmチップ、トリプル露光で10nmチップを製造できる。ファウンダリーは、歩留まりが大幅に低下するため、4重露光による7nmチップの製造を避けている。
DUVを使用した場合、TSMCの14nmチップの歩留まりは95～96%、7nmチップの歩留まりは80%である。SMSCは14nmチップの歩留まりが95%に達したと主張しているが、それ以下のチップの歩留まりは公表していない。
中国のウェブサイトが3月に発表したリサーチノートによると、SMSCの14nm、10nm、7nmチップの歩留まりはそれぞれ65％、50％、30％だという。
EUVは1回の露光で3～7nm、複数回の露光で2nm以下のチップを作ることができる。
2020年10月、SMSCはFinFET N+1プロセスで10nmチップの製造に成功したが、その性能は7nmチップと同等と言われている。
SMICの常務取締役で元TSMC研究開発部長の梁孟松（リャン・モンソン）氏は、N+1チップは低エネルギープロセッサーにしか使えないとメディアに語っていた。N+2チップは高エネルギー・プロセッサーに使用できるが、製造コストは高くなると同氏は述べた。
テックインサイツによると、SMSCは2021年7月、N+1チップを河南省を拠点とするビットコイン採掘業者MinerVa Semiconductorに静かに売却した。MinerVaはもともとカナダで登記されていたが、今年5月から香港企業となっている。
限られた生産規模
公開情報によると、SMSCは月に最大3万5000枚の12インチ・ウェハーを生産できる。あるITライターによれば、このファウンドリーは毎月1万枚の「ニア7nm」チップ用ウェハーしか生産していない。
各ウェハーには、チップのサイズにもよるが、数百から数千のマイクロチップが含まれている。仮にファーウェイが1万ウェハーの生産能力をすべて与えられ、1枚のウェハーに300個のマイクロチップが搭載されていると仮定すると、30％の歩留まりで年間1080万チップ、50％の歩留まりで1800万チップを生産できることになる。
ファーウェイは6月、今年のスマートフォン出荷台数を昨年の2800万台から4000万台に増やすと発表した。
あるITコラムニストは、Zillion Intelligenceが6月7日に掲載した記事の中で、ファーウェイは1台約2500元（348米ドル）のNovaスマートフォンに5Gチップを採用する可能性があると書いている。
台湾のITライターLiang氏は、プロジェクトの歩留まりが低いため、ファーウェイは米国の制裁に対抗する象徴的な動きとして、スマートフォンの一部にしか5Gチップを供給できないという。SMICのマージンは低いという。
Liang氏は、ファーウェイは、米国、オランダ、日本からチップ製造ツールを調達する計画を混乱させるような、さらなる米国による制裁を避けるために、当面はこのプロジェクトで目立たないようにしたいのかもしれないと指摘する。
5月中旬、SMICはウェブサイトのサービスリストから14nm製造技術をひっそりと削除した。SMICは、28nm以上のチップに注力するとしている。
リソグラフィが目標
ファーウェイとSMICがなぜこの低収益プロジェクトを推進するのか、その理由は不明なままだ。しかし、政府が今年初めにリソグラフィ研究への助成戦略を変更した後、このプロジェクトが始まったことは事実だ。
昨年7月、「ビッグ・ファンド」とも呼ばれる国家芯片大基金の丁文武（ディン・ウェンウー）代表は、10年にわたる投資でDUVリソグラフィを実現できなかったことに北京の指導者たちが激怒し、調査を受けた。
昨年12月、メディアは、中国がチップ部門に対して1兆元規模の支援策を検討していると報じた。この資金は今後5年間、チップメーカーの生産と研究開発を支援するための補助金と税額控除の形で提供される。
北京はまた、中国のテクノロジー大手やチップメーカーが、国家が支援する研究プロジェクトでより大きな役割を果たすことを認めると、21日付のフィナンシャル・タイムズ紙は報じている。
5月11日、国有企業である上海华谊（集团）公司（Shanghai Huayi Holding Group）の劉訓峰（Liu Xunfeng）会長は、国家芯片大基金（China IC Fund）からSMICの取締役に指名された。7月17日、劉氏は高永岗氏に代わってSMICの会長に就任した。
