【本書について】
本書では、日本の半導体製造産業の復活に向けた動向をはじめ、NVIDIAのリーダーであるジェンセン・ファン氏のリーダーシップの本質、そしてNVIDIAに挑むAIチップ企業群の最新動向を詳しく解説します。AI半導体技術革新の波に乗りたいすべての方に向けた必携のガイドブックです。ぜひお手に取ってご覧ください。
【内容の特徴】
世界のAI半導体産業は、かつてない革新の真っただ中にあります。本書は、最新情報と深い分析を織り交ぜ、合計492ページにわたる充実の内容をお届けします。このボリュームは、日本の半導体産業が迎える垂直統合型から水平分業型へのシフトという歴史的な転換期を反映したものです。
【ページ構成】
本書は、最新のAI半導体産業のトピックを以下のように網羅しています：
- 日本の半導体戦略：200ページ （グローバル市場の視点で再評価される日本の製造力とその未来）
- NVIDIAの革新とリーダーシップ：180ページ（NVIDIAのリーダーシップの挑戦と成功の秘訣）
- AIチップ市場の競争：80ページ（次世代AIチップ市場でNVIDIAに挑む新興企業の戦略と可能性）
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【おすすめポイント】
- 日本の半導体戦略を徹底解説: ラピダスの2nmプロセス挑戦における技術的課題や、世界市場における日本の半導体産業の立ち位置を独自の視点で分析しました。
- AIと半導体の未来を描く: NVIDIAの技術革新と共創モデルがもたらす、21世紀における新たな産業革命のプロセスを探ります。
- 投資家と政策立案者に向けた情報充実: 半導体関連株式の動向や、政府支援策の詳細を取り上げ、意思決定に役立つ情報を提供します。
- キャリア形成のための最新情報: 半導体業界で求められる最新技術やトレンドを網羅し、未来を切り開くヒントを提示します。
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【内容】
- 2nmチップ製造の成長可能性と市場動向: 国民が注目する次世代チップ製造技術の課題と展望を深掘り。
- NVIDIAのAIチップとCUDAプラットフォームの進化: 20年にわたる技術革新が支えるNVIDIAの独自エコシステムを詳解。
- ジェンセン・ファン氏のリーダーシップと経営哲学: 半導体業界を牽引するNVIDIA CEOの成功の秘訣を分析。
- 新たなAI市場の競争動向: AMDをはじめ、スタートアップ15社が挑む革新的なAI技術と市場の可能性。
- 国際協力と技術革新の展望: NVIDIAやラピダスを中心としたグローバル連携とその未来像。
- 地政学的リスクへの対応策: 米中対立が半導体業界にもたらす影響と、リスクを乗り越える戦略を解説。
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【各章の解説】
● 第 1 章 『日本の半導体戦略とラピダス : 外交 , 安全保障 , 経済政策を統合』
この章では、日本が次世代半導体開発を戦略的に推進する理由を解説。日本の半導体戦略に関する政府の最新発表を網羅的に取り上げています。特に、Rapidusを中心とした日本の半導体製造の「勝算」に焦点を当て、国民が知りたがる情報を可能な限り詳しく収録しました。日本の半導体製造が掲げる「技術飛び越え（leap-frog）」戦略は、成功すれば国際競争力を一気に取り戻す大きなチャンスとなります。2nm技術を手掛ける背景として、競争優位性、新技術（GAAトランジスタ、EUVリソグラフィ、裏面給電など）の導入効果を解説しました。
日本の半導体製造戦略は、2nm技術の開発を中心に、競争優位性を確保しつつ、新技術（GAAトランジスタ、EUVリソグラフィ、裏面給電など）の導入による革新を目指しています。この戦略では、半導体産業の歴史やMOSFET技術の進化を踏まえ、次世代技術群（3D積層技術やチップレット設計など）の重要性を強調し、TSMCやSamsung、Intelといった各国の2nmロードマップと比較検討します。ラピダスによる日本独自の2nmファブの進行状況や課題にも触れ、EDAやファウンドリなど、サプライチェーンを構成する主要プレイヤーの役割を整理。さらに、AIコンピューティングや次世代メモリのユースケースを探索し、最先端半導体技術センター（LSTC）を通じた研究開発と人材育成を推進しています。外交・安全保障・経済政策を統合したアプローチで、日本は米中競争の中での戦略的位置づけを強化しつつ、財務的持続可能性や地域経済への波及効果を重視しています。
● 第 2 章 『NVIDIA の軌跡:30 年の試練と挑戦、そして成功』
この章では、NVIDIAが創設以来公開した財務資料をもとに、実ビジネスの規模と応用分野などの情報を可視化することで、NVIDIAの実態を分析します。NVIDIAの30年にわたる経営データを、収益成長、GPU市場でのシェア拡大、AIデータセンター向け半導体の進化を中心に、その経営データを集約しています。NVIDIAがデスクトップPC用GPU市場での競争を勝ち抜き、AI向け製品によって収益基盤を強化した際の各年度の応用別売上などをまとめました。NVIDIAの成功を支えた重要なパートナーがTSMC（台湾半導体製造）です。1987年に設立されたTSMCは、ピュアプレイファウンドリモデルを採用し、世界の半導体業界での競争力を築き上げました。NVIDIAはTSMCとの密接な連携を通じて、先進的な半導体技術を実現し、経済的成果を達成することに成功しました。
● 第 3 章 『グラフィックスと AI 革命: ジェンセン・ファンと NVIDIA の挑戦』
この章では、NVIDIAの創設から現在までの30年間にわたる軌跡を、リーダーシップ、製品開発、市場戦略、技術革新、そしてAI革命に至るまで多面的に分析しています。ジェンセン・ファンを理解するために必要となるヒントを提供するため、1994年から2000年、2005年から2006年の頃の、ジェンセンと筆者がじかに接した際のエピソードにもページを割きました。
ジェンセン・フアンは、ジェンセンは、1993 年の創業以来、当初 3D グラフィックス市場に焦点を当て、急成長と停滞の波を繰り返していましたが、2006 年からインテル CPU のワークロード（処理内容）を、少しずつGPU（グラフィックス処理装置）に移すことを目的とした「バラクーダ作戦」をNVIDIAで開始しました。CPUで処理するワークロードを10年以上の歳月をかけてGPUに置き換えることでPC を高性能化し、PC中でのNVIDIA GPU の重要性を増加させる目的でCUDA と呼ばれる汎用GPUソフトウエア開発ツール環境を継続的に開発することを決めました。その後、CUDAによりNVIDIAは、新市場機会 を開拓し続け、ノーベル賞を今年受賞した、ジェフリー・ヒントン（Geoffrey Hinton）の研究開発 が CUDAを使ったため、AI 市場でNVIDIAが大成功し、さらに生成 AI などの分野で NVIDIA の 存在感は増しています。「バラクーダ作戦」および CUDA開発 に端を発した NVIDIA のイノベーションは、業界全体のコンピュータアー キテクチャの方向性に大きな変革をもたすことになります。近年では、NVIDIA は、AI革新により世界最大の企業となり、CEO ジェンセン・フアン（Jensen Huang）は、経済界の頂点に立ちました。
しかし、企業やデータセンター 運営者が「脱 NVIDIA」を目指す動きも見られます。AI チップ市場では、NVIDIAの圧倒的なポジションに挑もうと、AMDやIntelなどの企業や、多くの新興企業が革新的な技術でNVIDIAに挑戦しようとしています。これに対して、NVIDIAは、リーダーシップを維持するため、挑戦する新興企業の社名を自社ウェブに挙げ、これらの挑戦者に対抗すると「宣戦布告」しています。2025年にはこれらのチップが出揃い、 AI チップ市場は「戦国時代」化すると予想されます。
● 第 4 章 『Armの新戦略:TSMC 最適化 IP で性能・効率・面積を改善』
近年、Armは「TSMCで製造するために最適化された半導体IP（Intellectual Property: 知的財産）」を提供することで、半導体チップの性能、効率、および面積 （PPA:Performance, Power, Area）の改善を図る新戦略を打ち出しています。この戦略は、特に、台湾のTSMC社における最先端プロセス（5nm、3nm など）に適合するように設計しており、ユーザ企業にとって競争力のあるチップ設計が可能になるようサポートしています。半導体技術が進歩するにつれ、各プロセスノードの開発コストが高騰し、製造プロセスと IP の緊密な最適化が求められます。 TSMC社は 5nm や 3nmといった先端プロセスで他のファウンドリをリードしており、これに合わせた最適化 IP を提供することは、Arm にとって大きな競争優位となります。ArmのTSMC 最適化 IP 戦略は、現在の 市場ニーズに応えるための戦略です。
● 第 5 章 『TSMC の 24 年間:売上推移と技術ノードの変遷』
2024 年現在の時点では、ファブレス半導体モデルが垂直統合型半導体モデル（IDM） に勝利したと言えます。インテルが 10nm プロセスノードで TSMC に敗北し、TSMC が最先端技術を先行したからです。インテル 10nm プロセスノードは遅延が続き、 その間に TSMC が 7nm および 5nm プロセス技術を商業化し、先端半導体市場での優位性を確立しました。Apple が 2020 年に Mac の チップ調達をインテルからの購入から自社設計 +TSMC 製造委託に切り替えた時、インテルの技術的優位性が大きく揺らぎました。この劇的な変化により、ファブレス半導体メーカー（TSMC が製造を担当）と垂直統合型半導体メーカー（IDM）間の力関係が大きく揺れ動き、TSMC社が世界のビジネスリーダーとなりました。
2024年12月までインテルのCEOを務めていたパット・ゲルシンガー（Patrick Paul Gelsinger）は、自社の垂直統合型半導体企業、つまりIDM（Integrated Device Manufacturer）モデルを維持しながら、専業ファウンドリ事業への進出を目指した改革を推進しました。インテルは「IDM 2.0」という戦略を掲げ、自社製品の設計・製造を担う部門と、外部顧客向けにファウンドリサービスを提供する部門の両立を目指しています。
一方で、TSMCはNVIDIAなどの主要企業を顧客とすることで、モバイルからAIデータセンターへと技術リーダーの中心が移行する中で、急成長を続けています。特に2nmプロセスへの移行は、半導体市場に大きな変化をもたらすと予想されており、TSMCの役割は今後も高い重要性を維持すると考えられます。これに伴い、技術革新や競争環境の変化について、引き続き注目が必要です。
● 第 6 章 DARPA 自動設計フローと Google 支援シャトルで RISC-V 開発
DARPA（アメリカ国防高等研究計画局）では、2018 年から、半導体設計を自動化するためのオープンソースツール群「オープンロード」を開発しています。2022 年にGoogle無償シャトルを使わせていただき、NEDO委託事業の一環として「オープンロード」ツール群を使い RISC-V や SH-2など小規模な SoC チップを 3 回テープアウトしました。2023年末、忘れかけた頃に、 SkyWaterファブで製造された3 つのシャトル試作品が、eFabless 社から到着しました。2024 年 3 月から、一般社団法人組込システム技術協会（JASA）の協力も得て、1 つ目の MPW-6（RISC-V）試作品を評価することができました。25MHz（メガヘルツ）で正常動作し、「オープンロード」が現実に役に立つことを体感しました。設計フロー の信頼性が確認され、外付けフラッシュメモリや PSRAM 高速インタフェース IP 機能を評価中です。
● 第 7 章 RISC-V と共に成長するアンデス:台湾 No.1 IP 企業の未来
アンデス・テクノロジー（Andes Technology）は、2020 年 12 月から 台湾証券取引所（TWSE）で、株式コード「6533」で取引されている上 場企業です。過去数年の年平均成長率は約 52% であり、2030年代初頭にArm に追いつき、追い越す可能性がある台湾のナンバー 1 半導体 IP プロバイダーです。1980 年代から、ファブレス半導体モデルを定義したArm のライセンスモデルは長らく業界標準とされています。
2005 年の設立当時からアンデス・テクノロジーは、柔軟なライセンスモデルを市場に導入し、ローエンドの CPU IP で ARM のローエンド CPU IP に挑戦し、日本国内の大手テレコム機器、モバイル基地局用機器、放送機器、半導体製造装置などの企業が、相次いでアンデスの CPU IP を採用しました。Armは、対抗措置として自らもフレキシブルライセンスを 導入しましたが、Arm従来の固定ライセンスモデルよりも収益性が低いため、 Armの収益構造に大きな影響を与えました。アンデス・テクノロジーは、2016 年からオープンアーキテクチャであ る RISC-V を採用し、これが現在の成長戦略を支えています。
● 第8章 テンストレントが提供する DX のためのスケーラブルな RISC-V
Tenstorrent は、NVIDIA に挑戦すると宣言する企業のうちの1社です。 2024年1月16 日に訪日した際のプレゼンテーションを口述筆記し 日本語に翻訳しました。Tenstorrent は、「Grandale」と呼ばれるヘテロジニア・コンピューティングプラットフォーム製品を市場に紹介し、2025 年 に NVIDIA の「Grace Hopper」に正面から挑む予定です。
● 第 9 章 マイクロコントローラからマルチコア SoC RISC-V ベースの チップのデバッグが簡単に
自動車、社会インフラ、医療機器などに搭載するソフトウエアの機能 安全を高めるために使われるローターバッハが開発した高級デバッグ用エ ミュレータツールです。設計プロセス中に問題を作り込むことを未然に防ぐことで、最終製品の安全性と信頼性を高めます。自動車、社会インフラ、医療 機器応用では、機能安全に対応するため高度なデバッグ環境が必要です。
● 第 10 章 RISC-V と米中対立 : 分断を超えて続くオープンソース協力
RISC-Vはオープンな工業規格であり、同盟国や非同盟国を問わず、世界中の企業や研究機関が同一の規格に基づいてプロセッサや関連技術の開発を進めている点が特徴です。ロシアや中国を含む多くの国が、RISC-Vを独自に開発・利用しています。
2023年には、米国の一部議員がRISC-V技術への輸出規制を検討しましたが、RISC-Vはオープン規格であり、特定の技術や実装に限定されないため、規制は困難とされ、最終的に規制には至りませんでした。RISC-Vの共通仕様に基づく基本設計は、米中両国が開発した技術にも互換性を持たせています。ただし、輸出規制や米中対立の影響により、応用ソフトウェアやハードウェアの開発における両国間の協力は減少していますが、基本技術（メインライン）仕様に関する協力は現在も続いています。
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【書籍詳細】
『日本の半導体戦略 2024+1/2 NVIDIA と挑む AI チップ企業群』
単行本: 492 ページ （147 × 209 ミリ）
価格:2000 円（外税）
編集:田胡 治之 監修:田邊いづみ 装丁 : 中嶋敬之
発売日:2024 年 11 月 1 日 第一版第 1 刷 発行
販売先:主要書店、通販サイト、自社サイト（https://sohacoinc.square.site/）から
ないしは、自然科学書専門卸 株式会社西村書店にお問い合わせください。
発行者 :河崎 俊平
発行 :株式会社ソハコ 出版局
推薦 :一般社団法人 RISC-V 協会
東京都中央区銀座 7 丁目 18 番 13-502 号
電話 03-5565-0556 代表 03-3833-3717 メール sohaco@swhwc.com 書籍コード:ISBN 978-4-91109-09-2 分野コード:C0034
Printed in Japan
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配信元企業：一般社団法人 RISC-V協会
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