インテル（INTC）は従来の「Copy Exactly（CE：コピー・エグザクトリー）」から脱却？

インテル（INTC）は「Copy Exactly（CE：コピー・エグザクトリー）」から「TSMC方式の模倣」へ？

最近リリースした下記の分析レポートにおいて、インテル（INTC）が長年にわたって実践してきた「Copy Exactly（CE）」という方針から静かに離れつつある意図を示していることについて取り上げました。

この投稿では、同社にとってこれは重大な動きであり、しかも良い意味ではないと強調しました。要するに、私たちの見解では、これはインテルのテクノロジー開発（TD）チームが、従来ならば高歩留まりとみなされていたレベルに新プロセスを迅速に立ち上げる能力を、もはや持ち合わせていないことを黙示的に認めたものであると考えています。

この方針転換は、TDと量産製造（HVM）間の「イノベーションの民主化」として提示されています。言い換えれば、HVMのファブ（製造工場）が、TDチームと共に、歩留まりを成熟レベルまで引き上げる責任を共有する必要があるということです。

私がこのインテルの動きに関する考察を公開した後、別の記事に出会いました。その著者であるオースティン・ライオンズ氏もこの変化に気づいており、私とは対照的に、これを非常に前向きな動きとして称賛していました（詳細はこちらです）。

私はオースティン・ライオンズ氏の仕事に敬意を抱いており、だからこそ彼の意見にも注目しました。特にCEに関する部分について、ぜひ全文を読まれることをおすすめします。以下は彼の主張の一部です。

「インテルの現地製造チームは、その設計上、継続的な改善の力を身につけることができません。問題に最も近い彼らが問題を特定しても、それを承認された修正としてTDに投げ渡さなければなりません。さらに悪いことに、TDの関心は研究開発、次世代プロセスの認証、HVMの問題解決に分散しており、この現地ファブの問題がTDにとって最優先事項であるとは限りません。」

「そして私は、ナガ氏が「インテル・ファウンドリーではまさにそれをやっている」と明言したことに非常に勇気づけられました。これは変化を必要とします。文化的な変化です。」

「Copy Exactlyからの脱却が必要であることは、決して難解な話ではありません。しかし、インテルの製造しか知らない人にとっては、それを理解し、実行に移すのは難しいのです。」

「ナガ氏はインテルに来てまだ1年未満ですが、マイクロンで20年以上の経験があり、同社は独自のメモリファブを保有しています。」

「ときには、新たな視点こそが必要なのです。」

「ナガ氏は歓迎すべき存在です。」

詳しく述べることは避けますが、彼の主張の要点は、TSMCは長年にわたって異なるアプローチを採っており、プロセス改善の責任をR&D部門とHVMファブの間で共有してきたという点です。彼は、CEはIDMモデル（垂直統合型）では適している、もしくは適していたかもしれないが、多様な顧客とプロセス変動を抱えるファウンドリモデルには適していないと述べています。したがって、インテルはCEをやめ、TSMCのアプローチを取り入れるべきだとしています。

彼の意見は正しいのでしょうか？その前に、なぜこの点が非常に重要なのでしょうか？理由はシンプルです。現在インテルの前に立ちはだかる最大の障壁は、18Aプロセスを高歩留まりで量産に成功できるかどうか、そしてその後に14Aでも同様の成果をあげられるかどうかです。これが実現するかどうかをどう見るかが、インテルの将来の成功をどう評価するかに直結します。この問題において、インテルが今後数四半期で行うその他の取り組みはほとんど意味を持ちません。だからこそ、これが非常に重要なのです。そして、このような決定的な局面でCEからの大きな方針転換が行われるタイミングが極めて重要なのです。では、さらに詳しく見ていきましょう。

インテル（INTC）のHVMエンジニアがこれまでにしてきたこと

私は22年間インテル（INTC）に在籍していたベテランであり、この話題には多少の偏見があることを認めます。私のインテルでのキャリアの初期はファブ（製造施設）で過ごしました。主にアイルランドで勤務し、研修としてニューメキシコやアリゾナのファブにも派遣され、新しいプロセスノードをアイルランドに移管する前段階の訓練を受けていました。明確にしておくと、私はプロセス関連ではなく工場自動化関連の職務に就いていましたが、CEの原則は同様に適用されていました。さらに私の職務では、プロセスエンジニア、歩留まりエンジニア、製造マネージャーなどと日常的に連携・やり取りを行っていました。ファブで歩留まり逸脱が発生した場合、自動化チームはその情報を把握し、非定期のレポート作成や必要に応じたサポートを提供する体制にありました。プロセスの新たな「ステッピング」が発生した際も同様でした。こうしたことは、特に初期の立ち上げ段階では比較的頻繁に発生していました。

ここで、ファブのエンジニアたちが直面していた主な2つの課題についてご紹介します。

#1 歩留まり逸脱

これは、あるプロセスパラメータが制御限界を超えてしまった場合に発生します。その原因はさまざまで、ウェハ上の欠陥から、工程間でウェハを洗浄するための高純度水の汚染に至るまで多岐にわたります。

#2 マスクステッピング

製品の完成後、すべての事前シミュレーションやテストをすり抜けてしまった不具合が発覚することがあります。最も有名な例は「ペンティアムの欠陥」で、これは社内外に衝撃を与え、数千万個のペンティアムプロセッサが廃棄され、影響を受けた顧客には無条件での返金や交換が行われました。

この出来事が会社に与えた衝撃の大きさを示すために、すべての従業員にその欠陥ペンティアムチップが付いたキーホルダーが配布されました。画質が悪くて申し訳ありませんが、以下がその写真です。この出来事が、アンディ・グローブの有名な「偉大な企業は危機によって改善される」という言葉の原点です。

ちなみに、アンディ・グローブはこの欠陥ペンティアムに対する補償措置の実施には強く反対していたようですが、最終的には取締役会の圧力によって受け入れざるを得なかったと言われています。いずれにせよ、この問題はプロセスの「ステッピング」によって対応されました。

したがって、インテルのHVMファブにおいて、プロセス／歩留まりエンジニアの主な役割は、逸脱とステッピングに対応することです。加えて、新プロセスの立ち上げ初期には歩留まり改善のための施策を見出すことも求められていました。しかし常に前提として、TD側がプロセスをHVMに引き渡す際には、収益性ある量産を即時に可能とする十分な歩留まりを達成している必要があり、その後は現地チームが歩留まりの継続的な改善を担うという体制でした。

こうした歩留まり改善の提案は、常にTDを通じて承認を受ける必要がありました。理由は2つあります。第一に、提案された変更がプロセスの下流に悪影響を及ぼさないことを検証するためです。第二に、その変更が複数のファブで同一ノードが運用されていることを踏まえ、全ファブに適用されるよう展開するためです。この展開プロセスは「変更管理委員会（Change Control Board）」と呼ばれる組織を通じて行われ、TDとHVMの双方から専門家が参加していました。変更を提案するエンジニアは、すべてのデータとともに提案内容を発表し、綿密なレビューを経て、承認、却下、あるいは追加分析の指示が出されました。私たちの工場自動化部門でも全く同様のプロセスがあり、私はアリゾナのFab12からアイルランドのFab14への自動化システム移管時のCCB議長を務めていました。

私は、このCEプロセスがインテルにとって長年にわたって非常に効果的であったと主張したいです。インテルがプロセステクノロジーでのリーダーシップを失う兆候は10年ほど前から見えていたとはいえ、同社は2021年までは依然として50％台後半の高い粗利益率を維持していました（MacroTrendsのデータはこちら）。

（出所：MacroTrends）

もちろん、それ以降は10nm（現在は7nmと名称変更）の遅延と問題によって下り坂になっています。

TSMC（TSM）のアプローチはインテル（INTC）のCopy Exactly（CE）より優れているのか？

この問いに答える前に、TSMC（TSM）のCEOであるC.C.ウェイ氏が、アリゾナに設立予定の「R&Dチーム」に関して何と言っていたかを見てみましょう。これは、同チームの主な役割について尋ねられた際の回答です。

「以前にも申し上げたように、TSMCのファブは決して現状にとどまりません。常に改良を続けています。そのため、アリゾナに約1,000人のエンジニアを擁する大規模なR&Dセンターを設立する必要があります。これは非常に大きな規模です。このチームの主な役割は、製造クラスターを支援し、その技術を向上させ、自立して運営できるようにすることです。」

さらに突っ込んだ質問を受けた際、ウェイ氏は次のように付け加えました。

「はい。実際、第一の目的はアリゾナのファブが自立して運営できるようにすることです。しかしもちろん、私たちはすでにいくつかのパスファインディング（先端技術の探索）や大学との協力などを行っており、現在も進行中です。さまざまな活動が行われています。1,000人のエンジニアというのは少ない数ではありません。もちろん、現在のTSMC全体のR&D人員数である1万人とは比較になりませんが、これはその第一歩なのです。」

ここで注目すべき点は、ウェイ氏が「製造支援」「技術向上」「自立運営の実現」といった、より一般的な役割について語っていることです。彼は、歩留まりが低くて採算が取れないような根本的な問題を解決するためにこのR&Dチームがある、という印象はまったく与えていません。それでもこのチームは、現地の製造チームを支援するためのR&D部門であることに変わりありません。

あらゆる情報を踏まえると、TSMCは歩留まり改善において、インテルよりも柔軟なアプローチを採っているようです。HVM（量産）チームがイノベーションを起こし、改善に取り組む責任がより重く、その一方でR&Dチームとの連携もより密接であるように見受けられます。これはTSMCにとって非常に成功を収めてきたモデルであり、近年、同社がインテルを凌駕するプロセス技術のリーダーシップを発揮している主因である可能性もあります。

ここで重要なのは、TSMCがR&DからHVMへプロセスを移管する際、どの程度の欠陥密度や歩留まりレベルを基準に「移管可能」と判断しているのか、私たちには分かっていないという点です。私の予想では、ここで求められる基準は非常に高く、移管が行われる時点では、HVM側がその後の作業を問題なく遂行できるという強い確信があるはずです。この点については後ほど詳しく触れます。

TSMCのアプローチは、同社が数十年かけて築き上げてきた実践的な方法論および文化を体現しています。さらに重要なのは、これがHVMおよびR&Dのエンジニアを採用する際の基準にもなっているという点です。TSMCのHVMプロセスエンジニアとして採用される場合、その資質、経験、役割に対する期待値は、インテルのHVMエンジニアとは大きく異なる可能性があります。だからこそ、この仕組みはうまく機能しているのです。

では、もしインテルが突然、「自社のHVMエンジニアをTSMCのプロセスエンジニアのように振る舞わせる」と決断した場合、何が起こるのでしょうか？

インテル（INTC）はCEを突然やめてTSMC（TSM）のアプローチに切り替えることができるのか？

TSMC（TSM）のアプローチが非常に成功していることは明らかであり、インテル（INTC）がそこから学べる点が多くあるのは当然のことです。ただし、ここには2つの大きな注意点があります。

#1. インテルのテクノロジー開発（TD）チームは、欠陥密度や歩留まりの観点から十分に良好な状態でプロセスを引き渡さなければならず、それによってHVM側が引き継ぎ可能になる必要があります。私にはその基準値が何であるかは分かりませんが、少なくともIntel 4およびIntel 3に関しては、その基準に達していなかったようです。これが、Fab34が依然として苦戦を続けている理由であり、2週間前のFoundry Direct ConnectイベントでFab34がほとんど評価されなかった一方で、イスラエルチームが運用している4年前の10/7nmプロセスには「目標未達なし」と称賛が寄せられていた理由でもあります。

#2. もしインテルが本当にCE（Copy Exactly）から「TSMCのコピー」へ切り替えるつもりであれば、それは段階的に進める必要があります。そのためには、HVMエンジニアをTD側に異動させ、TDのエンジニアをHVMに送り込む「クロスシーディング（人材の相互移動）」を行い、HVMエンジニアの採用基準を変更し、HVM側において大規模な再教育を実施し、TDが保有している計測・検査装置と同等のものをHVMにも導入するなど、多くの取り組みが求められます。これは、スイッチを切り替えるように一瞬で実現できるものではなく、何年もかけて進めなければならないことです。

まとめ

CEから「TSMCのコピー」への切り替えは、インテル（INTC）にとって極めて重大な転換です。私としても、それが必要な動きである可能性が高いという点には同意します。しかし、それは先述の2つの大きな前提が満たされている場合に限ります。

ただし、現在の進められ方には強い懸念を抱いています。まず、これほど重大かつインテルにとって歴史的な転換が、先日のFoundry Direct Connectイベントで、あまりにも軽い、ほとんど聞き流されてしまうような言及のされ方をしたこと自体が問題です。たとえば、今週のJPM TMTカンファレンスにおいても、アナリストのハーラン・サー氏がCFOのデビッド・ジンスナー氏と話す中で、この件には一切触れませんでした。

私の見立てでは、これはインテルが思慮深く慎重に計画した戦略的な動きというよりも、むしろTD部門が追い詰められた末の「苦し紛れの一手」のように見えます。つまり、TDがやるべきことを期日内に完了できず、プロセスをHVMに丸投げし、「民主化」の名のもとにHVM側に修正を任せているのです。

これはまるで、股関節の手術中に整形外科医から祈祷師に治療をバトンタッチするようなものです。あくまで私個人の意見にすぎませんが…。さて、今後どうなるでしょうか。

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