2025年はチップレットの年となるのか？

2025年に向けて、半導体業界はチップレット技術への大きなシフトの初期段階にあります。2025年がチップレットが市場を支配する年になるわけではありませんが、この10年間の移行期の始まりを告げ、チップレットが電子設計と製造の顔を変えることになります。

この進化は、今年初めに議論したトレンドに基づいていますなぜ将来の電子設計がチップレットベースになる可能性があるのか。チップレットのモジュラー機能は、パフォーマンス、経済性、柔軟性の向上という多くの利点を提供します。これらの利点は、電子業界が従来の一枚岩のチップ設計の限界に直面するにつれ、ますます重要になっています。

チップレットロケットシップは発射台に乗っています

そして、最終カウントダウンが始まりました。チップレット市場は、業界を横断して高性能コンピューティングへの需要が増加することにより、爆発的な成長を経験する準備ができています。AI、データセンター、自動車、消費者向け電子機器への応用が先陣を切ります。Market.us Scoopの推定によると、チップレット市場は2023年の30億米ドルから2033年には1070億米ドルに達し、複合年間成長率（CAGR）は42%に達すると予測されています（図1参照）。

上記のデータは、他の予測者と比較して実際にはかなり保守的です。例えば、KBVリサーチによると、グローバルチップレット市場は2030年までに3730億ドルに達すると予想され、CAGRは76％になります。マーケッツアンドマーケッツは、市場が2028年までに1480億ドルに成長し、驚異のCAGR 87％に達すると予測しています。これは図1に示されているものの2倍以上です。

2025年：チップレット採用の大きな年

2025年は、チップレット技術が有望なコンセプトから多くの産業で実用的な現実に移行する転換点となる可能性が高いです。いくつかの重要な要因が一致し、チップレットの採用を加速させ、革新と機会の完璧な嵐を生み出すことになります。

基準の成熟：インテルと他の業界リーダーによって確立されたユニバーサルチップレットインターコネクトエクスプレス（UCIe）標準は、2025年にはより広く採用されると予想されます。この標準は、メーカー間の相互運用性を促進し、チップレット統合を加速します。

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投資の増加：主要な半導体企業は、チップレットの研究開発に多額の資源を割り当てており、数十億ドルの投資を行っているところもあります。多くの国の政府イニシアチブも、その戦略的重要性を認識してチップレットプロジェクトに資金を提供しています。

パッケージング技術の進歩：TSMCやIntelなどの企業は、チップレット用の先進的なパッケージング技術で大きな進歩を遂げています。これらの革新により、チップレットを複雑で複数のベンダーのシステムにより効率的に統合することが可能になります。

エコシステムの拡大：チップレットのエコシステムは急速に成長しており、EDA企業、ファウンドリ、そしてアウトソーシングされた半導体組立およびテスト（OSAT）企業がすべて、チップレット技術の進歩に貢献しています。

チップレットの普及への長く曲がりくねった道のり

2025年は重要なマイルストーンとなりますが、チップレットの普及は次の10年間にわたって徐々に展開されるでしょう。いくつかの要因がこの長期的な移行を推進することになります：

初期段階では、同じベンダーからのIPブロック（知的財産ブロック、再利用可能なロジックやチップレイアウト設計の単位）を使用した均質な設計を目にすることになります。技術が成熟するにつれて、本当に異種混合の設計が出現します。

これらの異種混合設計は、複数のベンダーからのコンポーネントを組み合わせ、潜在的には異なる製造プロセスを混合することになります。例えば、高性能ロジックチップレットとメモリチップレット、またはアナログ/RFチップレットを、それぞれが特定の機能に最適化された形で組み合わせることです。しかし、このレベルの統合はまだ数年先のことであり、2030年代に普及する可能性が高いです。

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チップレットの生産が拡大するにつれて、業界は特にテストと品質保証に関して独自の課題を克服しなければなりません。個々のダイの量が増えることで、テスト作業の負荷が増加し、最終パッケージング前に機能性を保証するための新しいアプローチが必要になります。

中国は、先進的なチップやチップ製造装置に対する米国の貿易制裁を部分的に動機として、チップレット技術を採用しています。MITテクノロジーレビューによると、いくつかのあまり先進的でないチップを一つに接続することで、中国の企業は米国政府によって課された制裁を回避するためにチップレットを使用できるとされています。

チップレットの様々なセクターへの影響

半導体設計におけるモジュラーアプローチが普及するにつれて、その波及効果はチップ製造工場を遥かに超えて感じられるでしょう。特に、チップレットは、以下を含む幅広いセクターにおけるイノベーションの基盤となることが予想されます：

自動車： 電気自動車（EV）への移行や高度運転支援システム（ADAS）が、より強力で柔軟な処理ソリューションを求めています。チップレットはこれらの要件を満たす力と適応性を提供し、今後10年間で多くの自動車アプリケーションの標準となるでしょう。

マッキンゼーの調査によると、業界の幹部の48%が、自動車用途のチップレットが2027年から2030年の間に登場すると予想しており、38%が2030年から2035年の間に採用されると予測しています。この段階的な展開は、自動車業界の慎重なアプローチとチップレット技術が成熟するまでに必要な時間を反映しています。

人工知能とデータセンター：チップレットは、異なるAIタスク（推論や学習など）用の特化したコアを単一のパッケージ上に統合することで、より強力でエネルギー効率の高いAIプロセッサの作成を可能にします。今日のAI処理能力への絶え間ない需要により、NVIDIAのような企業はチップレットに大きく投資しています。

消費者向け電子機器：チップレットは、消費者向けデバイスの性能向上を可能にしています。例えば、AMDのRyzen 7 5800X3DデスクトップCPUは、ゲーム性能を15%向上させています。ゲーム以外にも、チップレットは、AI処理、グラフィックス、電力管理などの特定の機能に最適なコンポーネントを組み合わせることで、スマートフォン、タブレット、ウェアラブルの革命をもたらすと期待されています。

エッジコンピューティング：エッジコンピューティングの特定のユースケース、例えば産業用IoTやスマートシティアプリケーションは、チップレットベースの設計が提供する柔軟性と性能から大きな恩恵を受けるでしょう。産業用エッジコンピューティングアプリケーションでは、これはより反応が良く自律的なシステムへと変わることを意味します。 

課題と考慮事項

有望な見通しであっても、チップレット革命はいくつかの課題に直面しています：

標準化： UCIeのようなチップレット標準に関する進展がありますが、異なるチップレット製造業者や技術間での問題ない統合を可能にするためには、さらなる作業が必要です。

テストと品質保証： チップレットのモジュラー性は、テストと全体のシステム信頼性に新たな複雑さをもたらし、従来のテストとQA方法論に負担をかけます。

人材とリソースの不足： チップレット技術への移行は、熟練した労働力と重要なリソースへのアクセスを必要とします。チップレットの需要が増えるにつれて、その両方の不足が見られるかもしれません。

モジュラーな未来に向けて

2025年がチップレットが主流になる年とはならないものの、半導体業界にとって変革の10年の始まりを告げる年となるでしょう。2030年代に入ると、チップレットはチップ設計の主要なアプローチとなり、新たなレベルの柔軟性、性能、コスト効率を提供するようになります。成功への移行は、チップレットエコシステム全体の専念した協力に依存することになります。先進的なパッケージング技術や、標準化およびテストへの新しいアプローチも必要とされます。 

チップレットエコシステムが成熟するにつれて、電子製造の限界を押し広げる革新的なアプリケーションやソリューションを目にすることができるでしょう。先を見据えると、チップレット革命が半導体技術の未来にまったく新しい可能性をもたらすことは明らかです。