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「5年後に1.4ナノメートルと同等の性能を実現する?」アメリカのトップチップ研究者が華為の「韜の法則」を解説:特定の分野では研究開発期間が短縮される可能性があり、現在の先進チップの限界が明らかになる

原文:5年后实现等效1.4纳米?美国顶尖芯片学者解读华为“韬定律”:某些维度可能具备更短研发周期,暴露现在先进芯片某些方面的局限

核心内容の要約

モールの法則(トランジスタが18~24ヶ月ごとに倍増する)が物理的およびコスト的な限界に近づく中、華為は「韜の法則」を提唱し、従来の「トランジスタの微細化」というアプローチから脱却しました。ソフトウェア、パッケージング、設計、エコシステムなどのシステム全体の協調最適化を通じて、2031年までに高端チップの製造プロセスを1.4ナノメートルに達成することを目指しています。学者のアンドリュー・B・カングは次のように解説しています:「韜の法則」は華為の決意の表明であり、その核心はシステム製品の価値向上にあります。ポストモール時代のチップ最適化では、単なるサイズではなく「システム価値」に焦点を当てる必要があります。EDAツールや3D統合が鍵となり、「等価1.4ナノメートル」という指標は実際の製造プロセスではなく、目標達成のための基準です。もし成功すれば、産業の変革を促し、先進的な製造プロセスへの依存を減らすことができるでしょう。

詳細な解説

1. 韜の法則:ポストモール時代の「新たなアプローチ」——トランジスタの微細化ではなく、協調最適化による追い越し

モールの法則はもはや限界に達しています。トランジスタは原子レベルに近づき、さらなる微細化はコストの急増や物理的な制約(例えば電流漏れ)に直面します。華為の「韜の法則」は、トランジスタを微細化するという従来のアプローチから脱却し、「個々のトランジスタ」ではなく「システム全体」に焦点を当てる新たなアプローチです。

簡単に言えば、チップのソフトウェア設計、ハードウェア設計、パッケージング工程、産業エコシステムなど、すべての要素を統合して最適化することです。例えば、複数のチップを積層したり(3D統合)、ソフトウェアとハードウェアをより密接に連携させたりすることで、製品の市場競争力を高めます。アンドリューは、これが華為が「半導体事業から撤退しない」という決意を示すと同時に、従来のアプローチに対する挑戦でもあると指摘しています。つまり、「製造プロセスに固執するのではなく、新しい方法を模索する」ということです。

2. チップ最適化の新たな方向性:「サイズ」から「ユーザー体験」へ

以前はチップの進歩を「トランジスタの微細化度」で測っていましたが、今では「システム価値」、つまりユーザーが実際に感じる利点(例えばバッテリー寿命の延長、AI処理速度の向上、データセンターのコスト削減)を重視する必要があります。

アンドリューによれば、システム価値は単なる技術指標(例えばトランジスタサイズ)よりも複雑ですが、産業界では消費電力、ストレージ容量、単位面積あたりの計算能力などの「代理指標」を用いて評価する必要があります。これは携帯電話を購入する際に、製造プロセスが7ナノメートルか5ナノメートルかだけでなく、バッテリー寿命や操作性、ゲームパフォーマンスといった実際の体験を重視するのと同じです。「韜の法則」はこれらのユーザー体験に基づいて最適化を図るものです。

3. EDAツールが「新たな推進力」となる:AIがチップ性能の潜在能力を引き出す

EDA(Electronic Design Automation)はチップ設計用のCADソフトウェアです。モールの法則が順調だった時代には、製造プロセスの進歩が自然と性能向上をもたらしましたが、今ではその役割がより重要になっています。EDAを利用してチップのレイアウトを最適化したり、信号伝達経路を短縮したり、インターコネクション設計を改善することで、既存技術の潜在能力を最大限に引き出します。

アンドリューは、EDAにはまだまだ活用されていない潜在能力があると指摘しています。例えば、過去の2つの製造プロセス段階で十分な価値を生み出せていなかったということです。将来的にはAIがEDAに深く関与し、機械学習を用いてチップ設計を自動的に最適化することで、より高速で省エネで低コストなチップを実現できるでしょう。これはAIがデザイナーの代わりに図面を描くようなもので、迅速かつ人間が思いつかない最適解を見つけ出すことができます。

4. 「等価1.4ナノメートル」とは何か:実際の製造プロセスではなく、重要な指標

華為が目指す「等価1.4ナノメートル」とは、実際に1.4ナノメートルのチップを製造するという意味ではありません(現在最も先進的な製造プロセスは3ナノメートルです)。むしろ、以下のような重要な指標で1.4ナノメートルのチップに匹敵することを意味します:

  • 消費電力:同じ性能でより省エネ
  • ストレージ容量:単位面積あたりのデータ容量が多い
  • 計算能力:同等の消費電力でより高速な処理速度
  • トランジスタ密度:単位面積あたりのトランジスタ数が1.4ナノメートルのチップと同等

アンドリューによれば、これは研究開発期間の短縮やコスト削減、リスクの低減も意味する可能性があります。なぜなら、極めて先進的な光刻技術(例えばEUVリソグラフィ)への投資を必要としなくなるからです。

5. 「韜の法則」が成功すれば:産業は新たな道を歩む

もし「韜の法則」が成功すれば、半導体産業全体に大きな影響を与えます:

  • ボトルネックの解消:先進的な製造プロセス(例えば1.4ナノメートル)への依存を減らし、EUVリソグラフィなどの技術的な障害を回避できる
  • 協調的なイノベーションの促進:産業が「個別の企業」(例えばウェハメーカーの製造プロセスだけに注目する)から「システム全体の協力」へと移行する
  • AIチップなどの分野の進化:AIチップやデータセンターの計算処理ではより高い性能とエネルギー効率が求められており、「韜の法則」に基づく最適化はこれらのニーズに合致している
  • チップ価値の再定義:産業界が「製造プロセスの数字」だけでなく、ユーザーが実際に必要とする価値を重視するようになり、評価基準が変わる可能性がある

アンドリューは、「韜の法則」がシステム価値の向上を続ける限り意味があると述べています。さらに重要なのは、このアプローチが産業界に新たな方向性を考えるきっかけを与えることです。

総括

「韜の法則」はモールの法則を覆すものではなく、ポストモール時代のボトルネックを回避するための新しい道を示しています。その核心は「システム全体の協調最適化」であり、先進的な製造プロセスに依存しなくてもチップの性能と価値を向上させることを目指しています。もし成功すれば、華為だけでなく半導体産業全体が新たな成長軌道を見つける可能性があります。もちろん、これには業界全体の協力が必要です。しかし少なくとも、華為は探求する価値のある方向性を示してくれました。