チップは米国製が90%も安い？新興企業のSubstrateが、大手ASML（オランダ）とTSMC（台湾）に挑戦している。

X 線リソグラフィー 2.0: 研究室から大量生産へ – X 線リソグラフィーは再び現実的になるか?

ナノメートル単位で進歩が測られるハイテクの世界において、半導体産業はほぼ突破不可能な壁を持つ要塞のようだ。この世界秩序の頂点には、誰もが認める二大巨頭が君臨している。一つは、最先端の半導体製造に必要となる法外な価格のEUVリソグラフィー装置の独占供給元であるオランダの独占企業ASML、もう一つは世界の受託製造市場を席巻する台湾の巨大ファウンドリTSMCだ。数十年にわたる研究と数千億ドル規模の投資によって築かれた、高度に集約されたこのエコシステムは、これまで無敵と思われてきた。

しかし今、サンフランシスコのスタートアップ企業「Substrate」が、この業界の根幹を揺るがしかねない波を起こしている。ピーター・ティールやCIAのベンチャーキャピタル部門In-Q-Telといった著名な投資家から1億ドル以上の資金を得たSubstrateは、業界のルールを塗り替える準備を整えている。彼らの約束は、ASMLの既存のEUVシステムよりも高性能なだけでなく、チップウェーハ1枚あたりのコストを90%も劇的に削減できる、復活・再創造されたX線リソグラフィー技術だ。

この発表は単なる技術革新をはるかに超える、地政学的かつ経済的な宣戦布告である。アメリカの技術主権追求の核心を突くものであり、世界で最も高価な機械のビジネスモデルに挑戦し、半導体製造における圧倒的な参入障壁を打ち破ると約束している。しかし、有望な実験室での実証から信頼性の高い量産への道は、失敗した革命の残骸で舗装されている。技術的なハードルは途方もなく高く、業界の懐疑心は深く、X線リソグラフィーの歴史自体が歴史的な失敗の歴史である。したがって、重要な疑問は、私たちが目撃しているのは、世界の半導体産業の様相を一変させる真の破壊の始まりなのか、それとも、物理学と経済の厳しい現実に打ち砕かれた、巨額の資金を投じた技術的な夢のデジャブに過ぎないのか、ということである。

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革新的なX線リソグラフィーによる世界的なパワーシフトが期待される

21世紀の最も重要な産業発展の一つであるチップおよび半導体製造技術は、現在、大きな転換期を迎えています。サンフランシスコに拠点を置くスタートアップ企業Substrate社は、革新的なX線リソグラフィー技術を発表し、世界のマイクロチップ業界で大きな注目を集めています。ピーター・ティール氏をはじめとする著名な投資家の支援を受け、同社は1億ドル以上の資金を調達し、オランダの独占企業ASMLの極めて高価なリソグラフィーシステムや台湾の巨大企業TSMCの製造能力に代わる技術を開発したと主張しています。この技術開発が半導体バリューチェーン全体、地政学的勢力構造、そして業界内の経済バランスに及ぼす潜在的な影響は極めて重要であり、詳細な経済分析が必要です。

半導体リソグラフィーの経済学：独占企業が課題に直面したとき

産業革新の歴史は、技術的な破壊は既存の権力構造の中心から起こることはほとんどなく、部外者によって始められることを繰り返し示しています。

現在の半導体業界は、異例の集中化に直面しています。オランダに本社を置くASMLは、最先端のリソグラフィーシステム市場を事実上支配しており、特に極端紫外線（EUV）リソグラフィーでは90～100%の市場シェアを占めています。1台あたり2億～4億ドルのこれらの装置は、7ナノメートル未満の先端半導体の製造に不可欠です。ASMLの粗利益率は常に50%を超えており、事実上の独占企業としての強大な価格決定力を示しています。2024年には、同社は売上高283億ユーロ、純利益76億ユーロを達成しました。2025年には売上高が約15%増加し、粗利益率は約52%になると予測されています。

このEUV技術の開発は、30年以上にわたるマラソンのような道のりで、総額100億ドル以上の費用がかかりました。ASMLは、Intel、Samsung、TSMCとの戦略的パートナーシップを通じて、この巨大な事業を成功させることができました。これらの企業は、2012年にASMLに合計14億ユーロを投資し、いわゆる「マスケティア・プロジェクト」に参加しました。最初の商用EUVシステムは2010年に納入されましたが、この技術が量産体制に到達したのは2019年でした。当初の計画から20年近くも市場投入が遅れたことは、いかに大きな技術的ハードルが立ちはだかっていたかを物語っています。

一方、台湾のTSMCは、2025年第2四半期に70%を超える驚異的な市場シェアを獲得し、世界のファウンドリー市場を席巻しています。同社は2025年第3四半期に302億4000万ドルの売上高を計上し、2025年には380億ドルから420億ドルの設備投資を計画しています。TSMCの最先端次世代ファブの建設コストは150億ドルから200億ドルに上ります。これらの数字は、この業界への参入障壁の高さを如実に示しています。

現在では基板が代替手段として提示されているX線リソグラフィーは、決して新しい発明ではありません。この技術は1970年代に既に研究されており、1980年代から1990年代にかけては、IBM、モトローラをはじめとするアメリカ企業が開発に多額の投資を行いました。しかし、技術的な課題はあまりにも大きく、根本的な問題として、金などの高価な材料で作られた極めて安定したマスクの必要性、安定したX線源の製造の難しさ、そして解像度を制限する二次電子散乱の複雑さなどが挙げられました。経済的な要因も影響し、業界では共通規格の合意に至らず、様々な企業からの資金調達も事業利益の相違により失敗に終わりました。

技術革新：革命か、それとも歴史的失敗の繰り返しか？

Substrate社は、これらの歴史的問題を解決したと主張しています。同社は、電子を光速近くまで加速するカスタム設計の粒子加速器を使用しています。これらの電子は、一連の磁石を通過することで振動し、波長4ナノメートル未満の強力なX線を生成します。この波長は、ASMLのEUV技術の13.5ナノメートルよりも大幅に短く、理論的にはより高い解像度を可能にします。Substrate社は、臨界寸法12ナノメートル、チップ間距離13ナノメートルの構造を示す実験結果を発表しました。これは、2ナノメートルプロセス技術に対応する最新のEUVシステムの能力に匹敵します。

Substrate社の主要な経済的主張は、ウェハ1枚あたりのコストが現在の約10万ドルから、10年後には約1万ドルにまで下がる可能性があるというものです。この90%のコスト削減は、半導体製造の経済性を根本的に変えるでしょう。同社は、EUVでしばしば必要とされる複雑なマルチパターニングプロセスを回避することで、製造工程数を大幅に削減できると主張しています。

しかし、業界の懐疑的な見方は正当なものであり、厳しい技術的および経済的現実に基づいています。実験室で構造を実証することと、安定した歩留まりで大量生産することとは全く異なる作業です。TSMCは4ナノメートルプロセスで約70%の歩留まりを達成していますが、サムスンは同様の技術を用いてもわずか35%の歩留まりに苦しんでいます。これらの数字は、プロセスの安定性と欠陥の最小化がいかに重要であるかを物語っています。原子レベルのわずかな偏差でさえ、故障につながる可能性があります。

現代のリソグラフィにおいて特に重大な問題は、確率的効果、すなわち露光プロセスにおけるランダムな変動です。EUVリソグラフィでは、これらの効果はすでに総エラーバジェットの半分以上を占めており、2030年までに業界全体で年間100億ドル以上の収益損失につながると推定されています。これらの問題は、光子数、レジスト分子の分布、電子散乱が本質的にランダムである微小構造の基本的な物理特性に起因しています。ASMLがEUVで実現しているよりも、X線を用いた基板がこれらの課題をよりうまく克服できるかどうかは、依然として未解決の問題です。

もう一つの根本的な問題は、適切な材料の入手性です。EUVリソグラフィーには、13.5ナノメートルの波長に特化して最適化された全く新しいフォトレジストの開発が必要です。JSR、東京応化工業、信越化学、富士フイルムといった日本企業は、EUVフォトレジスト市場の90%以上を支配しています。これらの材料は、EUV波長で高い吸収を示すスズ、ハフニウム、ジルコニウムなどの元素を含む金属含有化合物をベースとしています。サブストレート社は、独自のX線対応フォトレジストを開発するだけでなく、これらの材料の大量生産体制を確立する必要があります。同様に、X線用の高精度マスクと特殊な光学系も大量に供給する必要がありますが、現在そのようなサプライチェーンは存在しません。

経済的影響：誰が勝ち、誰が負けるか

X 線リソグラフィー技術の成功が半導体業界に及ぼす潜在的な影響は甚大であり、バリュー チェーン全体を再形成することになります。

ASMLは、この潜在的な混乱の中心にいます。同社は40年以上にわたり、技術的リーダーシップの構築に投資してきました。EUV開発だけでも数十年、数十億ドルもの費用が費やされてきました。機能する競合他社が現れれば、ASMLの価格決定力が損なわれるだけでなく、投資戦略全体の見直しにつながる可能性があります。同社は現在、1台あたり3億8,000万ドルの高開口数EUVシステムに多額の投資を行っており、より高い解像度を約束しています。もしSubstrateが実際に10分の1のコストで同等、あるいはそれ以上の成果を達成できれば、ASMLの高開口数ロードマップは根本的に揺るがされるでしょう。ASMLの価値を3,000億ドル以上と評価している株主は、ASMLの大幅な評価を見直す可能性があります。

TSMCにとって、その影響は複雑です。一方では、リソグラフィー技術の低価格化により、新規工場の設備投資コストを削減できる可能性があります。TSMCは現在、年間380億ドルから420億ドルの設備投資を行っており、その大部分はEUVシステムに割り当てられています。低NA EUV装置は約2億3,500万ドルの費用がかかり、TSMCは毎年増産を必要としています。より安価な代替装置があれば、利益率の向上が期待できます。一方、Substrateは装置の販売は計画しておらず、自社工場の運営を予定しています。これにより、SubstrateはTSMCの直接的な競合相手となります。歴史的に、半導体業界では垂直統合モデルが成功することは稀です。ファブレス設計会社とファウンドリーの専門分業が優位性を発揮してきました。Substrateは、技術開発の課題だけでなく、ファウンドリー事業、顧客関係、受託製造といった全く異なる課題も克服しなければなりません。TSMCが40年にわたり培ってきたプロセス最適化、品質管理、顧客サービスにおける経験は、簡単には再現できない大きな競争優位性です。

Nvidia、AMD、Qualcomm、Broadcomなどのファブレスチップ設計企業にとって、基板技術の成功は新たな選択肢を切り開く可能性があります。これらの企業は現在、TSMCにほぼ全面的に依存しており、Samsungにも多少依存しています。Nvidiaだけでも、2024年には主にAIプロセッサで1,244億ドルの収益を上げました。製造能力の多様化はサプライチェーンのリスクを軽減し、ファウンドリとの交渉力を強化する可能性があります。しかし、これらの企業は、実績のないサプライヤーが数年にわたって一貫した品質と歩留まりを実証するまでは、そのサプライヤーに切り替えることはありません。異なるファウンドリ間でチップ設計を切り替えることは、各メーカーが異なるプロセス設計キットを使用しているため、複雑でコストのかかる作業です。

インテルとサムスンはどちらもチップの設計・製造を行い、ファウンドリサービスの提供を拡大していますが、難しい立場に立たされています。インテルはファウンドリ部門で苦戦しており、2023年には189億ドルの売上高に対して70億ドルの損失を計上しました。インテルの18Aプロセス技術は競争優位性をもたらすとされていますが、遅延や技術的問題が蔓延しています。サムスンも先端ノードにおける歩留まり問題で同様の課題に直面しています。新しい低コストのリソグラフィー技術は理論上、両社にとってメリットとなる可能性がありますが、両社ともEUVベースのプロセスに巨額の投資を行っており、容易に切り替えようとはしません。

半導体バリューチェーンのサプライヤーも影響を受けるだろう。ASMLシステム向け超精密ミラーを製造するドイツのツァイス、高出力レーザーを供給するトルンプ、その他の製造装置を供給するアプライドマテリアルズ、KLA、ラムリサーチは、いずれもEUVエコシステム支援に多額の投資を行ってきた。新たな技術には新たなサプライチェーンが必要となる。日本のフォトレジストメーカーは、X線対応材料を開発しなければ市場シェアを失うことになるだろう。

地政学的側面：技術主権と経済安全保障

半導体業界は地政学的緊張に深く関わっており、この基板に関する発表は戦略的に重要な時期に行われた。

近年、米国は中国による先端半導体技術へのアクセスを制限するため、中国への輸出規制をますます強化しています。ASMLは、最先端のEUVシステムの中国への販売を禁止されています。この政策は、中国のAIおよび軍事用途の開発能力を制限することを目的としています。同時に、米国政府はCHIPS法を通じて、390億ドルの直接補助金と25%の投資税額控除を付与するCHIPS法を通じて、半導体製造の米国への回帰に多額の投資を行っています。

Substrateは、この戦略的課題に完全に合致する。米国で開発・製造されるリソグラフィーシステムは、オランダと台湾の技術への依存を軽減するだろう。ピーター・ティール氏の関与は偶然ではない。ティール氏は、米国の技術的自立の必要性を繰り返し強調してきた。CIAのベンチャーキャピタル部門であるIn-Q-TelもSubstrateに投資しており、国家安全保障の側面を強調している。

しかし、X線リソグラフィーの歴史は、国家主導の技術が必ずしも成功するとは限らないことを示しています。米国は1980年代と1990年代にSEMATECHとの提携を通じて半導体のリーダーシップを取り戻そうとしましたが、最終的には失敗しました。ASMLは国家産業政策ではなく、忍耐強い技術開発、巧みなサプライチェーン統合、そして顧客との巧みなパートナーシップによって飛躍的な進歩を遂げました。問題は、これらの要素なしに政府の支援が成功するかどうかです。

一方、中国は西側諸国の輸出規制に対し、国内半導体技術への巨額投資で対抗している。「中国製造2025」構想は自給自足を優先している。「サブストレート」が成功すれば、中国はこの技術へのアクセスを確保するか、独自の代替技術を開発するだろう。中国最大のファウンドリーであるSMICは、制限があるにもかかわらず、EUVを使用しない7ナノメートルプロセスで進歩を遂げてきたが、歩留まりは低下しコストは高かった。

欧州は複雑な立場に置かれている。ASMLは欧州企業であるにもかかわらず、オランダ政府は米国から輸出制限の圧力を受けている。欧州半導体法は、欧州の半導体製造の世界市場シェアを10%から20%へと倍増させるため、430億ユーロの補助金を約束している。米国主導のリソグラフィー代替技術は、欧州の戦略的自立性をさらに損なう可能性がある。

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技術的なハードル：研究室と大量生産の間にあるもの

半導体業界では、実験室での素晴らしい結果から商業的な大量生産に至るまでの道のりは、非常に困難で、予期せぬ問題に満ちていることで知られています。

基板の最大の課題はスケーリングです。実験室での実証実験では、原理的には該当サイズの構造を製造できることが証明されています。しかし、商用リソグラフィーでは、はるかに高い性能が求められます。ASMLの装置は、1時間あたり約130～170枚のウェーハを露光します。オーバーレイ精度、つまり複数の層の正確な位置合わせは、1ナノメートル未満でなければなりません。ウェーハ全体の均一性は極めて高くなければなりません。欠陥密度は、1平方センチメートルあたり1個未満の範囲でなければなりません。これらの要件をすべて同時に満たし、システムを数ヶ月間安定して稼働させることは、まさに技術的偉業と言えるでしょう。

Substrate社が使用する粒子加速源は、極めて高い安定性で動作する必要があります。ビームの強度や位置が少しでも変動すると、品質が低下します。ASML社は、EUV用レーザープラズマ錫源の安定化に長年を費やしました。この源は、毎秒5万個の微細な錫液滴を真空容器内に噴射し、30キロワットのCO2レーザーを2回照射することで、EUV光を放射するプラズマを生成します。このソリューションの複雑さは、長年にわたる反復作業の結果です。Substrate社は、よりコンパクトで費用対効果の高いソリューションを提供していると主張していますが、長年のフィールドテストを経ていないため、これは推測の域を出ません。

X線光学系は、EUVやDUV光学系とは根本的に異なります。X線はほとんどの物質に吸収されるため、レンズで集光することはできません。そのため、特殊な斜入射ミラーが必要になります。これらのミラーは、息を呑むほどの精度で製造する必要があります。ツァイスはASML向けにミラーを製造していますが、ドイツ全土に拡大した場合、理想的な形状からの誤差は最大でわずか10分の1ミリメートルに抑えられます。X線光学系において、このような精度が存在するのか、あるいは実現できるのかは不明です。

X線リソグラフィー用フォトレジスト材料は、商業的に入手可能ではありません。新しいレジストシステムの開発には通常何年もかかり、化学者、材料科学者、プロセスエンジニアの緊密な連携が必要です。レジストは、高解像度を提供すると同時に、後続のプロセス工程のマスクとして機能するのに十分なエッチング耐性も備えていなければなりません。また、エッジラフネスが低く、望ましくない副反応を引き起こさないことも重要です。この分野における日本のマーケットリーダーが、新たな競合他社に自動的に採用されるわけではありません。

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ビジネスモデル：垂直統合は Segen か呪いか

サブストレートは、既存の業界から逸脱する革新的な戦略を追求しています。既存のファウンドリーにリソグラフィーシステムを販売するのではなく、自社で半導体製造工場を建設・運営する計画です。

この垂直統合は、過去40年間の支配的なビジネスモデルとは矛盾しています。1987年にモリス・チャンがTSMCを設立し、純粋なファウンドリモデルを確立して以来、業界はますます専門化が進んできました。ファブレス設計企業はチップのアーキテクチャと設計に、ファウンドリは製造に、そしてASMLのような装置サプライヤーは特定の技術に特化しています。この専門化により、各プレーヤーはそれぞれの分野で世界クラスの企業となることができます。

Substrate社は、垂直統合によって調整コストが削減され、イノベーションが加速すると主張しています。テスラとスペースXは、垂直統合の成功例としてよく挙げられますが、半導体業界は異なります。資本集約度が極めて高いのです。最新鋭のファブの建設には150億ドルから200億ドルの費用がかかります。TSMCは年間400億ドル以上を設備投資に充てています。Substrate社はこれまでに1億ドルの資金調達を行い、評価額は10億ドルを超えています。競争力を強化するには、その100倍の投資が必要になるでしょう。

さらに、ファウンドリの運営には、リソグラフィ技術の開発とは全く異なるスキルが必要です。TSMCは7万人以上の従業員を擁し、その多くは高度な専門知識を持つプロセスエンジニアです。同社は歩留まり最適化、欠陥分析、顧客関係管理において40年以上の経験を有しています。新しいプロセスノードを導入するたびに、数千回もの実験と反復が必要になります。学習曲線は急峻で、費用もかかります。

Substrateの顧客が誰になるのかという問題もあります。Nvidia、AMD、Qualcommといった大手ファブレス企業は、TSMCと長期にわたる緊密な関係を築いています。これらのパートナーシップは、長年の協業、共同開発されたプロセス設計キット、そして相互信頼に基づいています。新たなファウンドリーがこれらの関係を打破するには、並外れた優位性を提供する必要があります。歩留まり、信頼性、納期に関するリスクが不確実な状況では、コスト削減だけでは不十分です。

インテルは長年にわたりファウンドリー事業の拡大に取り組んできましたが、苦戦を強いられています。インテル・ファウンドリー・サービスの2024年第3四半期の外部収益はわずか800万ドルにとどまりました。損失は甚大です。これは、既存の半導体大手でさえ、ファウンドリー市場への参入がいかに困難であるかを示しています。基板はゼロからのスタートとなるでしょう。

時間軸：2028年以降

Substrate社は2028年に量産開始を計画しています。これは非常に野心的なスケジュールです。現在の実験室での実証から約3年で商業生産に移行するには、すべてが完璧に順調に進むことが条件となります。

比較すると、ASMLは2006年にEUVの初期アルファプロトタイプの開発に着手し、2010年に初の試作システムを納入し、2019年にようやく量産体制に入った。最初のデモから量産まで13年かかり、しかもリソグラフィーで豊富な経験を持つ、すでに確立された企業だったのだ。

Substrate社は、3年以内にリソグラフィー技術を生産体制に整えるだけでなく、製造工場の建設、必要な材料と装置のサプライチェーンの確立、プロセスの開発と最適化、顧客の獲得、そして必要な許可の取得も行う必要があります。たとえ技術がうまく機能したとしても、このタイムラインは非現実的です。

より現実的なタイムフレームは、本格的な商業生産開始まで8～12年です。つまり、業界への影響は早くても2030年代半ばまで感じられないということです。その頃には、ASMLは高開口数EUVシステムを確立し、TSMCはおそらく1ナノメートル以下のプロセスに取り組んでおり、業界全体がSubstrateのアプローチを時代遅れにする方向に進んでいる可能性があります。

代替の将来のシナリオ: 実際には何が起こるでしょうか?

Substrate の発表は重要な疑問を提起していますが、起こり得るシナリオは、完全な失敗から、業界に微妙な影響を与えるものの革命を起こすほどではない部分的な成功まで多岐にわたります。

悲観的なシナリオは、サブストレート社が技術的なハードルを克服できないというものです。X線リソグラフィーの物理的問題が深刻化し、確率的影響が制御不能になるか、資本コストが過度に高くなる可能性があります。そうなれば、同社は倒産するか、特殊な用途向けのニッチな役割に転落するでしょう。歴史的に見て、確立された技術に挑戦する企業のほとんどは失敗しています。ニコンとキヤノンはどちらもEUV競争でASMLと競争しようとしましたが、断念しました。

中間的なシナリオとしては、Substrate社が技術を部分的に機能させるものの、約束したコストや必要な信頼性を確保できないというケースが考えられます。その場合、同社は既存企業に技術のライセンス供与を行う可能性があります。ASML社自身も、高開口数EUVに続く次世代技術としてX線リソグラフィーの評価に関心を持つかもしれません。あるいは、Intel社やSamsung社のような大手半導体メーカーが、自社の製造能力の差別化を図るためにこの技術を買収する可能性もあります。

楽観的なシナリオとしては、サブストレート社が実際に機能し、より費用対効果の高いリソグラフィソリューションを開発する一方で、ファウンドリー事業を放棄し、既存のメーカーにシステムを販売するというケースが考えられます。これにより参入障壁が下がり、リソグラフィ装置における健全な競争が促進される可能性があります。ASML社は価格を下げ、イノベーションを加速させるプレッシャーを感じるでしょう。業界全体が恩恵を受ける可能性があります。

サブストレート社が技術を習得し、自社工場の運営に成功し、ファウンドリとして有力な競合企業となるという変革シナリオは、実現可能性が最も低いように思われます。世界で最も資本集約的で複雑な産業の一つにおいて、技術革新とビジネスモデルの革新を融合させることは、並外れた挑戦です。

より広範な影響：ムーアの法則、小型化の限界、そして代替の道筋

基板の件は、半導体業界の将来について根本的な疑問を提起しています。チップ上のトランジスタ数が約2年ごとに倍増するというムーアの法則は、1960年代以来、半導体業界のペースを決定づける指標となってきました。しかし、このトレンドの終焉を予測する声が高まっています。

物理的な限界はますます明らかになっています。トランジスタは原子レベルに近づいています。3ナノメートル未満の構造では、トンネル効果などの量子効果が発生し、電子が制御不能に障壁を飛び越えてしまいます。発熱が問題となり、電子リーク電流が増加します。一部の専門家は、インテルが10ナノメートルから7ナノメートルへの微細化に従来の2年ではなく5年を要した2016年に、ムーアの法則は既に終焉したと主張しています。

経済的な制約も同様に重要です。ロックの法則によれば、半導体工場の建設コストは4年ごとにほぼ倍増します。2ナノメートル技術のファブは200億ドル以上の費用がかかります。このような投資を負担できる企業の数は減少しています。最先端ノードの競争に残っているのはTSMC、サムスン、インテルの3社だけです。他の企業は撤退し、より成熟した収益性の高い技術に注力しています。

このような状況において、Substrate社が約束するコストの大幅削減は特に魅力的です。もし成功すれば、より多くの企業が主要な半導体製造分野に参入し、競争が促進されるでしょう。しかし、リソグラフィが安価になったとしても、リソグラフィが装置コスト全体の約20%を占めるに過ぎないため、ファブ全体のコストは依然として莫大です。

ムーアの法則を継続するための代替アプローチが精力的に研究されています。サムスンとTSMCが3ナノメートルプロセスで導入しているゲートオールアラウンドFETなどの新しいトランジスタアーキテクチャは、電子の流れの制御性を向上させます。TSMCのCoWoSのような高度なパッケージング技術によるチップの3次元積層は、より多くの機能をより小さな体積に統合することを可能にします。窒化ガリウムやカーボンナノチューブなどの新素材は、シリコンを補完、あるいは代替する可能性があります。ニューロモルフィック・コンピューティング・アーキテクチャと量子コンピュータは、根本的に異なる計算パラダイムを約束します。

ブロックコポリマーの誘導自己組織化とナノインプリントリソグラフィーは、現在研究されている代替リソグラフィー手法です。これらの技術は特定の用途では利点をもたらす可能性がありますが、今のところ量産には至っていません。半導体業界は、プロセス変更のリスクが高すぎるため、慎重な姿勢をとっています。

結果は不透明だが魅力的な挑戦

Substrate社の発表は紛れもなく刺激的なものであり、半導体製造の将来について重要な問題を提起しています。この重要な業界における既存の独占企業、地政学的権力構造、そして経済バランスへの潜在的な影響は計り知れません。

しかし、冷静に現実を見つめる必要がある。半導体産業の歴史は、有望視されながらも失敗に終わった技術や、発表されたものの誇張された結果に終わった技術で満ちている。X線リソグラフィーは1980年代と1990年代に既に未来の技術として謳われながら、失敗に終わった。Substrate社が克服しなければならない技術的、経済的、そして組織的な課題は計り知れないほど大きい。

ASMLとTSMCが現在の支配的地位を築いたのは偶然ではなく、数十年にわたる忍耐強い努力、巨額の投資、巧みなパートナーシップ、そして卓越した技術力によるものです。これらの企業は、新規参入者が市場に参入してくるのをただ傍観するつもりはありません。自らイノベーションを加速させ、価格を調整し、潜在顧客の維持に努めるでしょう。

ピーター・ティール氏やIn-Q-Tel社を含むSubstrateの投資家にとって、これは莫大な利益を期待できる一方で、全損の可能性も極めて高いハイリスクなベンチャーです。半導体業界全体にとって、この展開はイノベーションがまだ終わっておらず、新たなアプローチが模索されていることを示す前向きなシグナルです。たとえSubstrateが失敗したとしても、そこから得られる教訓は将来の事業に活かされるでしょう。

今後数年間で、Substrateが半導体業界に真の革命をもたらすのか、それとも微細化の限界を押し広げようとする長い闘いの単なる一幕に終わるのかが明らかになるでしょう。この物語は、経済、技術、そして地政学的な側面から、現代​​経済における最も複雑な産業の一つにおけるイノベーション、破壊的創造、そして可能性の限界を描いた、魅力的なケーススタディとなっています。

チップ戦争2.0：米国、中国、欧州が直面するリスクが大きく異なる理由

この脅威は決してヨーロッパに限定されるものではなく、世界の半導体産業全体に影響を及ぼします。しかし、米国と中国にとっての脅威の性質は、ヨーロッパにとっての脅威とは根本的に異なります。

1. 欧州への脅威（特にASML）

ヨーロッパにとって、脅威は直接的かつ存亡に関わるものである。

ASMLが標的：サブストレート社は、欧州のテクノロジーの宝庫ASMLの心臓部を狙っている。X線リソグラフィーが成功すれば、ASMLが数十年にわたり築いてきた最先端リソグラフィーシステムの独占状態を打破することになるだろう。

経済的損失：競合他社が成功すれば、ASMLの強大な価格決定力と高い利益率が損なわれる可能性があります。1台あたり数億ドルかかる次世代（高開口数EUV）への投資は、誤った投資となる可能性があります。

エコシステムの弱体化: この脅威は、ASML を中心に構築された欧州のサプライ チェーン全体に広がり、特に Zeiss (光学) や Trumpf (レーザー) などのドイツのハイテク企業に影響を及ぼします。

地政学的損失：欧州は最も重要な地政学的影響力を失いつつある。ASMLの支配は、EU（およびオランダ）に世界的な技術紛争における独自の力を与えているが、この力は既に米国の圧力によって制限されている。米国がASMLに代わる選択肢があれば、この力はほぼ完全に失われるだろう。

2. 米国における競争への脅威

米国にとって、これは諸刃の剣である。国家にとっては戦略的なチャンスだが、既存の米国企業にとっては破壊的な脅威となる。

インテルとサムスンへの脅威：米国で多額の投資（CHIPS法の支援を受け）を行っているインテルやサムスンなどの企業は、将来戦略のすべてをASMLのEUV技術に依存させています。両社はEUVベースの工場に数十億ドルを投資してきました。Substrate社から互換性のない新技術が発表されれば、これらの投資の価値は損なわれ、ロードマップの抜本的な見直しを迫られるでしょう。

国内に新たな競合企業が出現しつつある。サブストレート社は、装置の販売だけでなく、自社ファウンドリーの運営も計画している。これにより、同社はインテルのファウンドリー事業への野望やサムスンの米国工場と直接競合することになる。より低コストとなる可能性のある新たな企業が出現すれば、国内市場における競争圧力は大幅に高まるだろう。

ファブレス企業にとってのメリット：しかしながら、NVIDIA、AMD、Qualcommといったチップ設計企業にとって、この展開は主にチャンスとなる。彼らは現在TSMCに依存している。米国に拠点を置く新たなファウンドリプロバイダーが参入すれば、交渉力を強化し、サプライチェーンのリスクを軽減できるだろう。彼らにとっての「脅威」は、Substrateが破綻し、本来であれば他の用途に活用できた貴重な投資資金が滞留する事態に陥った場合のみ、間接的なものとなるだろう。

米国にとって要約すると、これは国家安全保障や経済に対する脅威ではなく（むしろその逆）、米国の既存の半導体メーカーの既存のバランスとビジネス モデルに対する破壊的な脅威です。

3. 中国への脅威

中国にとって、この脅威は純粋に地政学的かつ戦略的なものであり、ASML がもたらす脅威よりもさらに大きい可能性がある。

技術封鎖の強化：米国は既にASMLによる最先端EUVシステムの中国への供給を阻止している。もし最先端のリソグラフィー技術がCIAの関与する米国企業によって直接開発されているとすれば、輸出管理はさらに厳格化し、突破口が閉ざされることになるだろう。米国による技術封鎖はさらに強化されるだろう。

差は拡大している。中国は、旧来の深紫外線技術を用いて、より先進的なノード（SMICの7nmプロセスなど）に追いつくのに苦戦している。西側諸国から、はるかに安価で強力な新技術がもたらされれば、中国の努力は何年も遅れ、技術格差は劇的に拡大するだろう。

自給自足への圧力の高まり：この展開は、中国が西洋の技術に決して依存できないという究極の証拠となる。中国政府に対し、自国のリソグラフィー技術の開発にさらなる資源を投入するよう求める圧力が、極めて高まるだろう。これは極めて高額で長期にわたる事業である。

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