全球IT巨头之间的半导体开发竞争已全面展开。美国苹果在10月18日发布的笔记本电脑中采用了自主设计的半导体。谷歌也在10月28日发售的新款智能手机上配备了自主开发的半导体。作为零部件的半导体已开始影响产品本身的竞争力，在汽车和通信领域，提高自主研发能力的动向也在扩大。

 

       苹果为新款个人电脑“MacBook Pro”自主设计开发了两种半导体。这是该公司继2020年发布“M1”之后再次自主研发半导体。处理性能最大可达到1.7倍，能够让在视频上重叠CG（计算机图形）的操作变得更加容易。采用电路线宽为5纳米的最先进半导体制造工艺进行生产。

 

苹果将在Mac系列中更多地配备自研半导体

 

       谷歌将在日美等上市的“Pixel 6”上也采用自研半导体“Google Tensor”，提高图像处理和翻译等功能。比如，配备可从拍摄的图像中去除多余物体的“魔术橡皮擦”功能。

 

       汽车和通信企业也在自研半导体

 

       谷歌此前一直使用美国高通的半导体。负责硬件业务的谷歌高级副总裁Rick Osterloh今年夏季在接受日本经济新闻（中文版：日经中文网）等的采访时针对该公司开始自研半导体的原因表示，“人工智能（AI）引发了新的技术革新，让人感觉通用的市售产品已经无法充分满足要求”。

 

       以前担负着半导体设计和开发职能的是美国英特尔那样的垂直整合型半导体企业，以及高通、英伟达等专门进行半导体设计的企业。半导体的设计开发需要专业知识，过去一般属于从外部企业采购的零部件，大型IT企业不需要自己拥有开发和生产能力。

 

       但是，在人工智能和高速通信普及的背景下，作为产品大脑的半导体的性能也需要迅速提高。如果能够制造出专供本公司使用的专用半导体，就能实现与竞争对手之间的差异化。能否尽快开发出符合新的使用环境和客户需求的半导体并配备在产品上，逐渐成为影响企业竞争能力的因素。

 

 

       大型IT企业之所以能够涉足半导体行业，很大程度上得益于对开发和制造进行水平分工的供应链。进入2000年代之后，专门进行设计开发的无厂企业开始崛起，而在需要巨额设备投资的制造领域，台积电（TSMC）等代工企业不断磨炼出精湛的制造技术。

 

 

       另外，代工企业也具备了半导体的设计功能。半导体技术经验少的企业也可以自主开发尖端半导体并在产品中配备。这种自主设计的动向不仅局限于苹果和谷歌。

 

       从汽车领域来看，大型纯电动汽车（EV）企业美国特斯拉2019年以后，针对相当于汽车“大脑”的半导体，由从美国英伟达采购改为自主设计。丰田也通过与电装的共同出资公司MIRISE Technologies等，研发车载半导体。

 

       在通信领域，美国思科系统及芬兰诺基亚等为了支持通信高速化和大容量化，正在着手自主设计。中国阿里巴巴集团10月19日宣布，面向自家的云服务器开发出了集成了约600亿个晶体管的运算半导体。

 

       生产基地分散是课题

 

       目前，中美摩擦等地缘政治学风险给这种水平分工生态系统投下了阴影。据台湾的调查公司TrendForce预计，在2021年半导体代工企业的全球份额当中，台湾占64％，韩国占18％，产能集中在东亚。生产基地的分散成为一大课题。

 

       美国已开始着手在本国重塑半导体生产，包括在亚利桑那州引进台积电的尖端工厂等。过去采用垂直整合模式的英特尔也重新涉足代工业务，为高通及美国亚马逊云科技（AWS）代工。

 

       日本政府也积极引进台积电，台积电10月14日宣布，从2024年开始在日本量产运算用半导体。将与索尼集团及电装等合作，从2022年开始在熊本县建设新工厂。虽然电路线宽为22～28纳米，属于老一代技术，但在全球紧缺的汽车和产业用途等领域需求不断扩大。

 

       不过，自主设计半导体需要巨大的设计成本。要想回收成本，需要大量销售配备半导体的器件，这对拥有资本实力的大型企业有利。争取专业半导体技术人员的竞争也过热，有可能在不同规模企业间拉开差距。

 

       东京大学教授黑田忠广指出，“由于数据和运算量增加，半导体需要很高的能源效率。要想实现足够的性能，需要根据用途进行设计”。

 

       为了提高成本高的设计工艺的效率，东京大学与松下及MIRISE Technologies等启动了合作项目。目标是将节能半导体的开发效率提高到原来的10倍。

 

       日本的半导体产业从1990年代开始持续衰退，研发基础逐渐缩小。也缺乏大量消费半导体的智能手机及云服务的大型供应商。行业相关人士表示，要想重新振兴半导体设计，“必须首先从开拓使用案例开始”。

 

       日本经济新闻（中文版：日经中文网）江口良辅、龙元秀明

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