中村正規の「半導体業界を語る」

第10話　「システムLSIビジネスを考える」

2000.01.08
早稲田のセミナーにて出た質問
先日、早稲田大学の材料技術研究所が主催したオープン・セミナー「日本半導体産業の再生とその課題」に参加する機会があった。このセミナーは参加費が５千円という低額にもかかわらず、講師陣には半導体業界の著名人達が顔を揃えていた。ジャーナリズムから日経BP編集委員の西村吉雄氏と工業調査会の志村幸雄氏、学術界から東北大の大見忠弘教授と広島大学の吉川公麿教授、大手半導体企業からは東芝システムLSI研究所の斎藤光男所長とテキサス・インスツルメンツ（ＴＩ）米国本社の西義雄上級副社長、日米のベンチャー企業の代表としてザイン・エレクトロニクスの飯塚哲也社長とラムバス・ジャパンの直野典彦社長といった豪華な布陣だ。
セミナーのタイトルに「再生」とい言葉が使われているからには、やっぱり日本の半導体産業は何らかの治療を必要とする状況にあるらしい。各講師からは日本の半導体産業を「再生」させるためのさまざまな提案がなされた。プロセス技術や製造装置から、垂直統合か水平分業かという事業形態とビジネス・モデル、日本人のメンタリィまでと、各講師の提案や指摘は多岐にわたり、私には非常に内容の濃いものだった。
各講師の講演後には質疑応答の時間が設けられたのだが、主にそれぞれの講師が他の講師に質問する場面が多く、核心をついた質問が相次いで浴びせられた。その中で東芝の出身でTIの研究開発部門の責任者を務めている西副社長が「日本にいるときは感じなかったが、米国から長年にわたって日本を眺めていると、日本の大手半導体企業がいつも横並びのように同じような戦略を取るのはどうしてか？」という質問がなされた。正に小生が前回取り上げた問題である。前回も述べたように、日本の大手半導体メーカーは一昨年あたりから、揃って「DRAMビジネス依存からの脱却」と「システムLSIの強化」を唱えている。今回は、このシステムLSIビジネスについて考えてみよう。
システムLSIの定義とは？
さて、日本の大手半導体メーカーが強化したいと願っている「システムLSI」とは、どのようなデバイスを指すのだろうか？私には、いまひとつその定義が明確になっていないような気がしてならない。ある日本の大手半導体メーカーが新聞発表した製品別の売上高によれば、システムLSIがすでに驚くべき金額になっていた。ところが、記事を良く読めば何ということはない。この会社はDRAMと個別半導体を除くその他の半導体製品をすべてシステムLSIにカウントしているのだ。これでは、「システムLSIの強化」というスローガンが何を指すのか、私にはさっぱりわからなくなってしまう。システムLSIを強化すると公言しているこの会社はDRAMと個別半導体以外のすべてのデバイスにまんべんなく力を注ぐつもりなのだろうか？
果たしてほんとうの「システムLSI」とはどんなデバイスを指すのだろか？集積度で何ゲート以上？　高集積度の標準品でもシステムLSIと呼ぶのだろうか? 　MPUが搭載されていないハードワイヤードの大規模デバイスもシステムLSIなのだろうか？　100万ゲート相当のFPGAやCPLDはシステムLSIではないのか？　個人的には、システムLSIとは、自社または業界標準のMPUコアに多数の IPベースの周辺回路を集積化したユーザ仕様による大規模なセル・ベースICを指すだと思うのだが。
期待しているのは標準品ビジネス？
最近になって、システムLSIの代表選手のように、プレイ・ステーション２（PS2）用LSI がマスコミに取り上げられている。確かに、あのLSIはユーザであるソニーと半導体メーカーである東芝が共同開発したカスタムICだ。ただし、PS2のように大量生産される製品向けのLSIとなると、いったん開発が完了すれば一般の標準品のように大量生産が可能になる。多くの半導体メーカーにとっては、第２、第３のPS2用LSIビジネスのように1 品種で大量生産できるシステムLSIビジネスが存在すれば好都合だろう。任天堂、セガでこうしたビジネスが期待できないわけでもないが、１品種または１デザインで数百個以上も生産できるビジネスはそうはころがっていない。次世代のディジタルＴＶにも大きな半導体ビジネスが期待されている。ただし、使用されるデバイスがユーザ仕様のカスタム品になるのか、かつてのように半導体メーカーが開発した標準品になるのかでは、半導体メーカー側の開発や販売の体制が大きく異なることになるはずだ。「システムLSI」ビジネスの拡大を目指す日本の半導体メーカーは、いったいどちらを狙っているのだろうか？　私には、そのあたりがあまり明確に見えてこない。これまでのところ社内の組織をそう大幅に変えていない日本の半導体メーカーは「あわよくば、量産可能な標準品ビジネス」を狙っているのだろか？
時代の流れに逆行するビジネス？
最近になって、多くの半導体メーカーは、ユーザ仕様のシステムLSIビジネスが少量多品種の効率の悪いビジネスであることに気が付き始めたようだ。0.15/0.18ミクロンのような微細化ブロセスとウェハーの300mm化が実現すると、1回のウェハー・ロットだけでもどんでもない数量が製造されてしまう。あるメーカーの試算によれば、100,000ゲート規模のロジックICが300mmウェハーの0.15ミクロン・プロセスで生産されると、１枚のウェハーに4万個のダイスが搭載されてしまうそうだ。この場合、歩留まりが低ければ別だが、最小のウェハー・ロット（通常24枚）で生産した場合でも百万個近いダイスが出来上がってしまう。100,000ゲート規模のデバイスは小さすぎるという意見もあろうが、 1,000,000ゲートにしたところで、最小ウェハー・ロットから十万個近いデバイスが生産されることが想定される。
1回の発注でこの程度の数量が期待できるアプリケーションは果たして、いくつあるだろうか？同じデザインが変更されることなく、繰り返し生産されるプロジェクトはいくつあるだろうか？　その昔、日本の半導体メーカーは「ASICビジネス強化」の旗を掲げ、ウェハー1枚分にも満たない数量のゲートアレイのビジネスも競って受注していたことがある。その結果、ゲートアレイ・ビジネスは製造側にとって誰にも儲からないビジネスとなってしまったことはご存知の通りである。少量多品種の生産が避けられないシステムLSIのビジネスは、プロセスの微細化とウェハーの大口径化への流れに明らかに逆行している。
一方、技術革新のスピードは最終製品のライフ・サイクルをますます短くしている。これに対してシステムLSIの開発期間は、その集積度の増加と共に長期化することが避けられない。システムLSIの開発期間を短縮するための手法やツールは相次いで発表されているものの、まだ決定打となるような解は生まれていない。MPU や多数のIPを搭載したシステムLSIでは、デザインの検証だけでなく、製造されたデバイスのテストにも困難な課題が山積しており、デバイスの出荷までの期間を長期化させる要因にもなっているようだ。こうしてみると、現在のシステムLSIは、新しい機能を搭載した新製品をいち早く市場に投入するという顧客の要求とは相反するビジネスになる可能性がある。
どこから利益を得るのか？
さて、システムLSIのビジネスといっても、どこから利益を得るのであろうか？垂直統合型の日本の半導体メーカーは、設計から製造、販売までの全体的な流れを通じて利益を得ようとするだろう。しかし、現実はそうは甘くない。まず、製造に関しては、台湾などのファンダリ専業メーカーとの厳しい競合が予想される。ある業界の識者は、半導体製造装置の標準化が進展して、世界中の半導体メーカーが同じ製造装置を同価格で購入できるようになると、人件費と土地のコストが高い日本メーカーは税制面でも優遇されている台湾の半導体メーカーに製造コストで全く太刀打ちできないと断言する。システムLSIでも、日本の半導体メーカーが台湾のファンダリ専業ベンダに匹敵する製造コストを実現するのは難しいだろう。
台湾のファンダリ専業メーカーは、システムLSIに不可欠なIPでも有利な立場にある。多くのIPベンダはTSMCなどのように自社のプロセス・パラメータをオープンにしているファンダリ専業ベンダのプロセスをターゲットにした製品を開発しており、場合によってはそれらのIPを人気のあるファンダリ・ベンダに無償で使用ライセンスを提供している。これに対して、日本のシステムLSIベンダは自社開発のIPを取り揃え、さらにARMに代表されるような業界標準コアのライセンスを購入している。特に、次世代の通信、ネットワーク関連の重要な IPに対する日本の半導体メーカーの出遅れ感は否めず、海外からの調達は避けられそうもない。これらサード・パーティからIPをライセンスするコストは、すべてデバイスの製造原価に影響を与えることになる。こうしてみると、日本の半導体メーカーがシステムLSIの製造で利益を稼ぎだすのは容易なことではなさそうだ。
さて、デザインで利益を稼ぐことはできるだろか？基本的には「YES」だろう。ただし、私はかつてのゲートアレイの場合と同じように、受注したいがためにデザインの費用をダンピングする半導体メーカーが現れないことを祈るばかりである。
半導体産業の水平分業がさらに進めば、システムLSIのインテグレータのようなビジネス・モデルが誕生するかもしれない。ユーザが必要とする機能のLSIをデザインするだけでなく、その際に必要となるサード・パーティからのIPの調達も行い、デザインの完了後にその時点でもっとも好条件のファンダリとアッセンブル・ベンダを選択して製造を委託する会社だ。これまで、デザインの難易度とは関係なく、ゲート規模でしか設計費用を受け取ることができなかった独立系のデザイン・ハウスには、こうしたビジネス・モデルに移行できるチャンスがある。このビジネス・モデルには大きなリスクが伴うため、深い経験と豊富な資金を持った企業だけが選択できる道かもしれないが、NKKのように日本でもこのようなビジネス・モデルを目指す企業はすでに誕生している。
他方、システムLSIのデザインにますます強い影響を及ぼすようになっているのがEDA ベンダだ。彼らは統合化されたデザイン環境やポイント・ツールを提供するだけの存在ではなくなってきた。　一部のEDAベンダは、IPベンダの買収や、デザイン・サービスの提供にも力を注ぐようになっている。デザインの優劣は、ある意味でいかにデザイン・ツールを使いこなすかによって決定されるのかもしれない。各ツールの使用法に熟知した EDAベンダがさらにデザイン・サービスを提供するビジネスに踏み出すことになると、この業界の構図は大きく変化することになる。彼らのこれから進む方向がシステムLSIの業界に大きな影響を与えることは間違いない。
システムLSIビジネスを成功させるための条件は？
日本の半導体メーカーは、システムLSIのビジネスを本気で強化したいと考えているのだろうか？そのために彼らはどのような組織改革や意識改革を行っているのだろうか？デザイン・センタの技術者の数を増やすだけで、システムLSIのビジネスは果たして成功するのだろうか？私には、そんな簡単な話とは思えない。液晶用ドライバICと100万ゲートを超えるユーザ仕様のシステムLSIでは、本質的にビジネスや事業の性格が異なるはずなのに、これらをすべてシステムLSIと呼ぶような企業が成功を収めるとは到底考えられないのだ。
「システムLSI」を単なる「客寄せパンダ」と位置づけ、従来からある標準品の延長線上でのビジネスを狙っているのであれば、それも立派な戦略のひとつであろう。しかし、システムLSIを事業の柱に据えたいと本気で考えるのであれば、本質的にビジネス性格や生産の形態の異なるDRAMや個別半導体、他の標準品とは全く異なる組織での事業運営が必要であろう。いわば、半導体事業部のさらなる分社化である。これはシステムLSI に限ったことでもないが、製造コストの低減のためにはこれまで抱えていた製造子会社にも完全独立化を促し、系列以外からのビジネスも受注できるだけのコスト競争力を持たせる必要があるだろう。それが不可能な場合は、モトローラのように台湾ファンダリの活用に踏み出す決断も必要になると考える。
また、販売部門に関しても既存の特約店のネットワークとは関係なく、独自の受注活動ができる体制づくりも必要だろう。従来からの「しがらみ」を絶つのは容易ではないが、手形の集金と物流だけの役割しか果たさない特約店であれば、システムLSIビジネスには全く不要な存在であると認識すべきであろう。
ターゲットとする応用分野の絞り込みも重要だと思う。パソコン、通信から情報家電までのすべての領域で他社に勝る競争力を身につけることは困難だ。競合メーカーにないIPを開発し、特定の分野で他社に先行することがさらに重要になるだろう。
一方、システムLSI ビジネスの本質である「少量多品種」に対する抜本的な対策も必要だ。少量生産でも効率が高い生産ラインの構築と共に、デバイスの一部にPLDやFPGAのようなユーザ・プログラマブルな領域を設ける手法も必要になるかもしれない。すでにLSIロジックは、このアプローチを始めている。
ここまで述べてきたようにシステムLSIビジネスには、まだ多くの課題が山積している。システムLSIの普及を後押しすると思われていたVSIAによる標準化の動きも依然として前進していない。しかし、システムLSIは着実にシステム内のキー・エレメントとして採用されていくことになるだろう。
ただし、ここで改めて認識しておきたいのは、半導体メーカーの思惑だけで「システムLSI化」が進展することはないということだ。ユーザは今後もシステムに最適なソリューションを選択することになるのであって、場合によっては CSPパッケージのデバイスを立体的に組み立てた「スタックドCSP」のアプローチを採用するかもしれないし、高集積化／低価格を実現したPLDやFPGAを量産にも採用する傾向が強まるかもしれない。
加えて、システムLSIを量産するようなプロジェクトの数はそう多くは存在せず、ターゲットとなる顧客も限定されるという認識も重要だと思う。これは、システムLSIの供給ベンダの数も当然ながら限定されてしまうことも意味している。こうして考えてみると、システムLSIビジネスで成功するためには、相当な覚悟と決断が必要になるようだ。日本の半導体ベンダには、その覚悟ができているのであろうか？私は従来からの延長線上での事業形態やビジネス戦略では「システムLSI」ビジネスで成功できるとは思えないのだが。
2000年１月