毎年10月第1金曜日は米国では「National Manufacturing Day(全米製造の日)」に指定されており、国民に製造業の重要性を理解してもらうために製造工場を地元住民や将来を担う児童や学生に公開する日である。2020年は、10月2日がその日に当たり、Intelは、同社にとって最新のメガファブである米国アリゾナ州のFab 42を公開すると同時に、米国の半導体研究・製造強化の国策に沿った2件の米国政府機関との協業体制の発表を行った。紆余曲折のFab 42の話題は、後で紹介するにして、まずIntelの米国政府との協業について紹介しよう。

Intelと米国国防総省が3次元実装で協業

Intelは、米国国防総省が主宰するSHIP(State-of-the-art Heterogeneous Integration Prototype)プログラムの2020年10月から始まる第2フェーズに参画し補助金を勝ち取った。SHIPプログラムにより、米国政府はアリゾナ州とオレゴン州にあるIntelの最先端の半導体パッケージング機能にアクセスし、Intelの研究開発と製造投資によって生み出された機能を活用できるようになるという。

Intelと米国政府は、国内の半導体製造技術を進歩させるという優先事項を共有し、SHIPプログラムにより、国防総省はIntelの高度な半導体パッケージング機能を活用し、サプライチェーンを多様化し、米国の知的財産を保護すると同時に、米国で進行中の半導体R&D強化策に貢献するという。具体的には、IntelのCPU、GPU、FPGAなどの半導体チップをパッケージに組み込んだSiPを国防総省指定の国家安全保障電子機器を製造する防衛産業サプライヤに提供する。このため、Intelは、最近、3次元実装、いわゆるヘテロジニアスインテグレーションに注力しており。Foveros、EMIB(Embedded Multi-die Interconnect Bridge)、およびFoverosとEMIBの両方を組合わせたCo-EMIBなどの開発に注力している。なお、SHIP第2フェーズには総額1億4000万ドルの国防総省補助金がついているという。

Intelがエネルギー省国立研究所と協業

Intelは、米国政府エネルギー省(DoE)傘下のSandia National Laboratory(サンディア国立研究所)とニューロモーフィックコンピュータの開発で3年間のパートナーシップを組んだと発表した。

Sandia National Labは、5000万ニューロンのIntelのLoihiベースのニューラルシステムを使って研究を始める。IntelのLoihiチップを搭載したボードはすでに納入している。共同研究により10億ニューロン相当のニューロモーフィックコンピューティングを目指す。これには、Intelの次世代ニューロモーフィックアーキテクチャに関する継続的な大規模ニューロモーフィック研究と、これまでにない可能性のある規模ののニューロモーフィック研究システムの提供が含まれる。

IntelのニューロモーフィックコンピューティングラボのディレクターであるMike Davies氏は、「ニューロモーフィックコンピューティングアーキテクチャの高速、高効率、適応機能を適用することにより、サンディア国立研究所は、国家安全保障にとってますます重要になっている、需要が高く、頻繁に進化するワークロードの加速を探求することになる。数十億のニューロンレベル以上に拡張できる次世代のニューロモーフィックツール、アルゴリズム、システムにつながる生産的なコラボレーションとなるよう期待している」と述べている。

Intelとエネルギー省とのコラボレーションとしては、すでに同省傘下のArgone National Laboratory(アルゴンヌ国立研究所)とエクサスケールのスーパーコンピュータ「Aurola(オーロラ)」の共同開発を行っている。このスパコンは科学計算問題をはじめとする宇宙や気象モデル、創薬開発などの複雑な問題を解くのに使われるという。エネルギー省は、エクサスケールという超巨大な問題解決だけではなく、人間の頭脳をモデル化するニューロモーフィックコンピュータや量子コンピュータの開発もIntelと共同で行うとしている。

このように、米国政府の国家安全保障確保のための半導体研究強化策に沿ってIntelは政府との関係を強めており、政府の米国系トップ半導体メーカーであるIntelへの期待感も大きい。米国は、国内における半導体製造も強化しようとしており、最近、TSMCの半導体ファウンドリ工場の米国アリゾナ州への誘致に成功した。もちろん、Intelの米国内半導体製造強化(新たなファブ建設)も要請しているが、ここ数年にわたる超微細化プロセスの開発・試作段階での歩留まりが低迷しているIntelに、この要請にこたえられるかどうかは疑問が残る。

Intelの新ファブは先端プロセスを活用できるのか?

Intelは、National Manufacturing Dayに、同社にとって最新のメガファブである米国アリゾナ州のFab 42を公開した。

  • Intel Fab42

    Intelアリゾナ工場の全景。2020年10月2日のNatioanl Manufacturing Dayにクリーンルーム内部が公開されたのがFab42(手前)、左奥は手前から順にFab32、Fab22、Fab12が1マイル(1.6km)にわたり連なっている (出所:Intel)

  • Intel Fab42

    別角度から見たIntelアリゾナ工場の全景 (出所:Intel)

IntelのCEOであるBob Swan氏はNational Manufacturing Day 2020にあたり、「Intelがアリゾナ州にはじめて半導体工場Fab 6を建設したのは1980年のことで、それから最新の半導体製造施設であるFab 42に至るまでアリゾナでの半導体製造40周年を迎えた。そして、アリゾナ工場で1万2000人のハイテク従事者の雇用を生んできた。Fab42には70億ドル(7400億円)を投資し、すでに3000人を雇用した。Fab 42を建設が完了するまでに総勢1万人の雇用が生まれた。Fab42は隣接する既設3ファブともネットワークおよび連絡通路で結び、Intelにとって最初のメガファブとなっている。これまで合計230億ドルをアリゾナ工場に投資してきたことになる」とのメッセージを発表した。しかし、Fab 42の生産品目については「最新世代の製品(our newest generation of leadership products)」ときわめて抽象的に述べるにとどめた。

実はFab 42の歴史は、そのまま2010年半ば以来長期にわたるIntel先端半導体製造低迷の歴史でもある。同社は、2011年2月18日、米国アリゾナ州に50億ドル以上を投じ、新しい製造施設Fab42を既設のFab 12、22、32の隣接地建設するに発表した。300mmあるいは450mmウエハを用いた14nmデバイス製造の世界最初の工場になるはずだった。2013年末までに建屋は完成したが、2014年1月に期間の定めのない稼働延期を発表し、設備を導入せず、長期にわたり放置された。スマートフォンの台頭で、PCの需要が急激に低下していったのは、Intelにとって予想外の出来事だった。

ところが、2017年2月8日に突然、IntelのCEO(最高経営責任者)であるBrian Krzanich氏(当時、のちに社内不祥事に出て辞職)は米国ワシントンD.C.のホワイトハウス大統領執務室においてトランプ大統領と会談し、同社が米国アリゾナ州チャンドラーに保有する半導体製造工場「Fab 42」に、70億ドルを投資するとホワイトハウスからトランプ大統領とともに派手に発表した。

Intelは、Fab 42は、3~4年後をめどに稼働開始予定と発表したが、すでに建屋が完成しているのに稼働開始までそんなに長期間を要することが不思議に思う向きもあった。7nmデバイス製造のためにASMLによるEUV露光装置の量産機の開発を待っているのではないかと半導体業界内では憶測も飛び交ったが、実は、そのころ10nmプロセスを用いた開発段階での歩留まりが低迷したままで量産のめどが立っていなかった。さらに2020年7月23日、CEOのBob Swan氏が、オレゴン州の開発ラインで、7nmプロセスの試作段階の歩留まりが1年にわたり低迷したままで、これを用いて製造するはずだったCPUの発売延期を発表した。このため、せっかく準備していたFab 42での7nmデバイス量産はペンディングとなってしまっている。

一方、TSMCは、米国政府の要請で、高額の補助金をもらってアリゾナ州に半導体工場を建設する予定だが、その生産能力はわずか月産2万枚と小規模で本気度が感じられないという向きもあるが、Intelがもしもファブレスになったら米国政府は同州内に進出するTSMCにFab42の買収を含むアリゾナ工場売却をIntel持ち掛けるのではないかとのジョークのような憶測が半導体業界内に出始めている。

なお、Intelは、Natrional Manufacturing Dayに合わせてFab 42の紹介ビデオ「Intel Manufacturing Day 2020 from Arizona's Fab 42」を、誰でも登録なく自由に閲覧できる形でネット上にアプロードした。このビデオには、クリーンルームのある建屋外観や純水製造棟やクリーンルーム内の多数のOHS(天井搬送無人走行シャトル)の試運転のような光景ばかりで、先端プロセスを用いた製造を強調する様子をうかがい知ることはできない。