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【中国科学院の院士、褚君浩氏との対話:モールの法則には限界があり、「韬の法則」が新たな思考を切り開く。中国の科学技術は基礎研究で極致を目指すべきだ】

原文:对话中国科学院院士禇君浩:摩尔定律有天花板,“韬定律”开拓新思路,中国科技要在基础研究上做到极致

核心内容の要約

最近、 Huaweiが提唱した「韜定律(タオ・ディング)」が話題を呼び、半導体産業における「パラダイムシフト」についての議論を巻き起こしています。中国科学院の院士であり、「CXT公式」の創始者として国際的に認められている褚君浩氏がインタビューに応じ、その背後にある論理を解説しました。モールズ定律の「サイズの微細化」から「時間の微細化」への転換、つまり回路の抵抗や容量を減らし、三次元構造を採用することで信号伝達時間を短縮し、チップの性能を向上させるというものです。褚氏は、韜定律がモールズ定律以降の新たな道を切り開く可能性があると指摘していますが、それが世界的なコンセンサスになるかどうかは産業界の検証が必要だと述べています。また、中国はEUVリソグラフィ装置の技術的な突破も必要であり、これら二つを組み合わせることで「1+1>2」の相乗効果を実現できると強調しています。さらに、中国の科学技術が「追随する」段階から「リードする」段階へと進むためには、基礎研究の不足を補い、極限的な革新を追求する必要があると指摘しています。

一、韜定律:モールズ定律を「覆す」のではなく、「別の道を切り開く」

モールズ定律の限界:過去60年間、チップの性能向上は「より小さくする」(2年ごとにトランジスタの密度を倍増させる)ことで達成されてきましたが、シリコン原子の直径は0.2ナノメートルしかなく、製造プロセスが1ナノメートルに近づくと電子が「壁を通過する」(量子トンネリング効果)ため性能が大幅に低下します。この道はもうすぐ行き詰まります。

韜定律の解決策:サイズではなく「時間」に焦点を当てることです。例えば、信号が回路内を一周する時間(物理学では「時間定数τ」と呼ばれる)は、抵抗(R)と容量(C)によって決まります(τ=R×C)。韜定律は三次元構造(平面チップを積層して信号経路を短縮する)や材料の最適化(抵抗と容量を減らす)によってτを小さくし、速度を向上させます。Huaweiはこのアプローチで、一世代の製品でトランジスタ密度を53.5%増加させ、速度を4~5GHzまで引き上げるという顕著な成果を上げました。

重要な違い:モールズ定律は「経験則」に基づくものですが、韜定律は「物理的な原理に基づいた新しい方向性」を示しており、量子チップやフォトニックチップなどの新技術にも応用できます。

二、韜定律があってもEUVリソグラフィ装置は必要か?答えは「必要だ」

多くの人が疑問を持っています:韜定律で性能が向上するなら、EUV技術に力を入れる必要はないのではないかと。しかし褚君浩氏は明確に述べています:二つは代替関係ではなく、相補的なものだ

  • EUVリソグラフィ装置の役割:より小さなチップ(例えば3ナノメートル以下)を製造するための基盤となる技術です。
  • 韜定律の役割:既存のサイズでアーキテクチャを最適化して性能を向上させる手段だ。
  • 両者の組み合わせによる効果:EUVと韜定律を組み合わせることで「1+1>2」の相乗効果が得られ、チップはより小さく、より高速になります。

したがって、中国はEUV技術の突破を諦めず、両方を追求することで世界競争で優位に立つ必要があります。

三、韜定律によって中国の半導体産業は「別の道で追い越す」ことができるのか?可能性はあるが検証が必要

韜定律の登場により、中国の半導体産業に新たな道が開かれました:

  • Huaweiの実例:Huaweiは一世代の製品でこのアプローチの有効性を証明し、トランジスタ密度を1年で53.5%増加させました(従来のモールズ定律では3年かかる)。
  • 産業への影響:設計、パッケージング、投資などの全産業チェーンが「時間の微細化」に向かうことになります。中国の企業がHuaweiに続いてこの分野で深く研究を進めれば、この道でリードする可能性があります。
  • 不確実性:世界的なコンセンサスになるかどうかは、より多くの企業が実践し、データで裏付ける必要があります(例えば今後3~5年間に韜定律を活用した優れた製品が多数登場すること)。海外の企業(IntelやTSMC)はEUV技術を持っており、モールズ定律の道を続けるかもしれませんが、韜定律の利点にも注目しているでしょう。

四、中国の科学技術が「追随する」段階から「リードする」段階へと進むためには何が必要か?

褚君浩氏は、二つの重要な課題を指摘しています:

1. 「精益求精(絶え間ない改善)」が不足している:多くの技術は実現できても、「最善」には至っていません。例えば、実験室用の機器のほとんどが輸入品であり、自国製の精度や安定性には課題がある。

2. 基礎的な法則の研究が不足している:多くの技術では「どのように作るか」はわかっても、「なぜそうするのか」が理解できていない。例えば、製品は売れてもその背後にある物理的な法則が明らかでなく、継続的な改善やアップグレードが難しい。

3. 「革新的な突破」が不足している:現在、中国の科学技術は多くの分野で並行して進んでいますが、業界のルールを変えるような大きな革新はまだ少ない。韜定律は良い始まりですが、「CXT公式」のような基礎的な革新がさらに必要だ。

彼は「基礎研究の深さが限界を決める」と述べており、今後10~20年間で中国は基礎研究に力を入れ続けることで、真の「科学技術強国」になる必要があります。

結論

韜定律の意義は、単なる技術革新にとどまりません。それは中国の科学技術が「他人のルールに従う」から「自らルールを定める」へと進む象徴です。しかし、真にリードするためには産業界での実践、基礎研究の強化、極限的な革新の追求が必要です。褚君浩氏が若い頃に書いた言葉を借りれば、「法則の中に中国人の名前があるべきだ」という願いが韜定律に込められています。未来には、このような「中国独自の法則」がさらに多く必要であり、世界の科学技術競争で確固たる地位を築くためです。