Sundeep Bajikar氏は、アプライド マテリアルズのコーポレート・バイスプレジデント(企業戦略・マーケティング担当)である。
数十年にわたり、ムーアの法則は、2次元の微細化により半導体が時間とともに安価になると予測してきた。ウェハあたりのトランジスタ数は増加し、トランジスタあたりのコストは低下し、平均販売価格(ASP)は年間数パーセントずつ下落し、ウェハ製造装置(WFE)市場は持続的な上昇トレンドなしに循環していた。価値は、数量規模と歩留まりを持つ企業に限定的に蓄積されていた。
このループは崩壊した。2012年という早い時期に、私はウォール街のアナリストとしての前職において、古典的なムーアの法則のペースは鈍化し、材料工学(単なる2次元の微細化ではなく)がワットあたりの性能を決定する決定的なレバーになると主張した。10年後、業界は新たな半導体戦略へと軸足を移し、成長は単なる数量ではなく、より高価値なシステムによって牽引されるようになった。
ムーアの法則はチップを安価にした。新たな戦略は、システムをより価値あるものにする。私はチップ設計者としてキャリアをスタートし、その後ウォール街で半導体をカバーした。2012年には古典的なムーアの法則が鈍化すると主張した。現在、アプライド マテリアルズでの私のチームは、世界中の顧客と材料優先の戦略を開発している。このエンドツーエンドの視点により、材料優先でシステム価値重視の戦略への移行前後の業界を直接比較することができる。
何が変わったのか?
この変化の背景には3つの要因があると考えている。
1. 複雑性が「システムあたりのコンテンツ」を牽引する
チップ製造ロードマップ上の新しいプロセスノードごとに、材料工学のステップが大幅に増加する。最先端チップはリソグラフィ装置の物理的限界に直面し、先進パッケージングとチップレットを使用して組み立てる必要がある。メモリは高帯域幅メモリ(HBM)のスタックを介して垂直方向に移行し、将来のロードマップには3D DRAM(ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ)が含まれる。数量がほぼ横ばいであっても、スマートフォン、PC、電気自動車のいずれであれ、デバイス内のシリコンチップのドル価値は上昇し続け、デバイスとシステムをより価値あるものにしている。
2. 材料とアーキテクチャが共同で主導する
エネルギー効率の高い性能は現在、ゲート・オール・アラウンド・トランジスタ、バックサイド電力供給、パワーエレクトロニクス向けの炭化ケイ素や窒化ガリウムなどのワイドバンドギャップ材料を含む新しいデバイスアーキテクチャによって主に牽引されている。ヘテロジニアス統合はワットあたりの帯域幅を向上させ、レイテンシを大幅に削減する。現在、ワットあたりの性能における最大の向上は、リソグラフィと同等か、それ以上に、構造、界面、3Dトポロジーのオングストロームレベルの材料工学からもたらされている。材料とアーキテクチャの革新により、各システムはワットあたりでより多くの有用な作業を実行でき、システム価値が向上する。
3. 需要が性能重視の購入者にシフトする
性能重視の購入者とは、クラウドおよびエンタープライズの顧客であり、彼らはチップの数量だけでなく、それらのチップが提供するもの、つまりより速い回答とより低いエネルギーコストに対して支払う。彼らは成果(例えば、TOPS(テラ、つまり1兆回の演算)あたりのドルコスト、演算あたりのジュール、稼働時間)を購入するため、HBM、先進パッケージング、エネルギー効率に対してより多く支払う意欲があり、ASPを押し上げ、システムあたりのコンテンツを増加させ、業界にとってより安定した、より高い、より長期的な成長を生み出している。
ディスインフレーションから価値創造へ
古典的な2次元スケーリングが支配的だった時代、業界の重心はディスインフレーション的だった。チップの平均販売価格(ASP)は低下傾向にあり、ウェハ製造装置(WFE)の成長は断続的だった。今日の戦略では、経済性が反転する。
• 半導体ASPは上昇している。これは価格決定力だけでなく、バスケットがデータセンターシステムにシフトしたためであり、そこではコンテンツ(アクセラレータあたりのHBM、デバイスあたりのパッケージ層、ラックあたりの電力変換)が構造的に高い。最先端のAI GPUは、単一パッケージに100個以上のチップを含むことができ、従来のサーバープロセッサのシリコン面積の100倍以上に相当する。AIミックスシフトは、ASP拡大の有意な部分を説明している。
• WFEは現在、長期的成長市場である。プロセスの複雑性、より大きなダイ、新材料、パッケージング能力は、最先端とICAPS(IoT、通信、自動車、電力、センサー)の両方にわたって持続的な需要を生み出している。ICAPS顧客は中古装置ではなく新しいツールを購入する傾向が強まっており、このトレンドを強化している。
需要ミックスシフト:AIが業界を価値スタックの上位へ引き上げる
AIの台頭により、半導体需要はより高価値なデータセンターチップとシステムにシフトし、このミックス効果が業界のASP拡大の有意なシェアを説明している。クラウドとエンタープライズの性能重視の購入者は、ドル/TOPSと演算あたりのジュールで価格設定されたAIアクセラレータを調達しており、プレミアムHBMスタック、先進パッケージング(2.5D/3D、チップレット)、高速ネットワーキング、高効率電力/冷却に囲まれている。数量がほぼ横ばいであっても、システムあたりのコンテンツは急激に上昇し、アクセラレータあたりのメモリ、デバイスあたりのパッケージ層、ラックあたりの電力変換が増加し、デバイスおよびシステムレベルで実現されるASPを押し上げている。
言い換えれば、ASP成長は単なる「価格決定力」ではなく、私たちが販売しているものでもある。購入者が最終デバイスのOEM(相手先ブランド製造会社)からデータセンター事業者にシフトするにつれ、支払意欲はダイサイズではなく成果(スループット、レイテンシ、エネルギー効率、信頼性)を追跡する。この需要の転換は、材料工学とヘテロジニアス統合が総所有コスト(TCO)において測定可能な利益をもたらすチップとサブシステムに収益を引き寄せており、まさに新戦略の長期的上昇の背後にある動態である。
AIは単に数量を追加しただけでなく、バスケットをデータセンターシステムに変化させ、そこではコンテンツ、パッケージング、電力効率がより高いASPを要求している。
結論
業界は構造的な閾値を越えた。成長はもはや数量と下落するASPの関数ではなく、材料工学によって可能になった、測定可能なワットあたりの性能とより低いTCOを提供するシステムによって創造される。半導体はすでに成果に対して価格設定されており、エコシステムが価値を獲得する機会を生み出している。勝者は、スピードでの共同イノベーションを習得し、購入者が実際に支払うものを測定し、彼らが創造する価値に対して価格設定する企業となるだろう。



