日本のAIチップ主権確保への取り組み
日本は、世界半導体産業での地位を取り戻すために163億ドルを賭けている。政府は最近、国内チップファウンドリーの新興企業ラピダスに対し、6315億円（40億ドル）の追加補助金を承認した。世界最先端の人工知能プロセッサをすべて日本国内で生産するという積極戦略の一環である。この構想の中心にいるのが富士通だ。創業100年を超える技術コングロマリットである同社は、最先端の1.4ナノメートルAI推論チップを開発しており、2020年代末までに北海道の新工場でラピダスが製造する計画だ。
このプロジェクトは、地政学的緊張の激化とサプライチェーンの脆弱性が進む中、台湾積体電路製造（TSMC）など海外サプライヤーへの依存を減らす、東京によるこれまでで最も野心的な試みとなる。赤沢亮平経済産業大臣は、最近北海道で開かれたラピダスのイベントで、その戦略的重要性を強調した。
企業がどれほど優れた技術を持っていても、その技術を使いたい顧客を獲得できなければ、事業は失敗する。
赤沢氏は、政府支援はラピダスが同社の販売努力を超えて需要を生み出し、顧客を確保できるよう支援することを目的とすると説明した。製造能力には、実証されていないファウンドリー技術に果敢に挑む国内チップ設計企業からなる強固なエコシステムが必要だという認識を反映している。
1.4ナノメートルの技術的課題
富士通が計画するニューラルプロセッシングユニット（NPU）は、世界のどこでもまだ量産には至っていないプロセスノードを狙う。1.4ナノメートル規模は、2ナノメートル技術に次ぐフロンティアであり、エネルギー効率と計算密度の大幅な向上が期待されるゲート・オール・アラウンド（GAA）トランジスタアーキテクチャを特徴とする。TSMCとサムスンが2ナノメートルの量産を目指して競争を進める中、富士通とラピダスは、AI推論処理に特化して1.4ナノメートルへ飛び越えることを目指している。
ここで重要なのが、学習用チップと推論用チップの違いだ。Nvidiaの画像処理装置（GPU）は、大規模言語モデルにパターン認識を教える学習処理で圧倒的な存在感を持つ。しかし、学習済みモデルを実際に展開して予測や判断を行う推論には、異なるアーキテクチャが必要となる。ニューラルプロセッシングユニットは、特に電力消費とレイテンシが重視されるエッジコンピューティングやデータセンター用途で、汎用GPUより効率的にこれらの計算を処理する。NPUは、ニューラルネットワークで一般的な行列乗算演算に最適化されており、GPUの柔軟性のために必要なメモリ帯域と電力のオーバーヘッドを最小限に抑える。
富士通は、これらのNPUをArmベースのMonaka-X中央処理装置と同じパッケージ内に統合する方針だ。Monaka-Xは、TSMCの2ナノメートルプロセスで製造される同社現行の144コアArmv9データセンター用チップの発展型にあたる。富士通は2029年までにMonaka-Xをラピダスの1.4ナノメートル生産ラインへ移行し、CPUとNPUの機能を組み合わせることで、日本現在の旗艦スーパーコンピュータの後継となる「富岳NEXT」を実現したい考えだ。この統合により別々のチップ間のデータ移動が減り、AIワークロードの消費電力が削減され、処理速度が向上する。富士通はまた、処理中の機密データを保護するため暗号技術をプロセッサに直接組み込み、AIアプリケーションでのデータ主権とセキュリティに関する高まる懸念に対応する目標も掲げている。
ラピダスと国内ファウンドリーへの賭け
トヨタ、ソニー、NECを含む日本の主要8社の支援を受けて2022年に設立されたラピダスには、数十年にわたる衰退の後、日本の半導体製造能力を復活させる使命が課されている。同社は現在、北海道千歳市に最初の製造施設IIM-1を建設中で、2027年度後半に2ナノメートルチップの量産を目指す。2027年に建設開始を予定する第2工場では、富士通のAIチップ向け1.4ナノメートル製造を担う計画だ。
技術的節目は慎重な楽観を示している。2025年7月、ラピダスはIIM-1施設で2ナノメートルGAAチップの試作が始まったと発表した。さらに最近では、後工程の試作ラインを立ち上げ、複数のプロセッサ種類を単一パッケージに統合するために重要な先端パッケージング施設、ラピダス・チップレット・ソリューションズ（RCS）を開設した。ファウンドリーに隣接する分析センターは現在、製造歩留まりを改善するために必要な物理、環境、化学分析機能を提供している。
小池淳義社長は2月、AI、ロボティクス、エッジコンピューティング用途を狙う多数の見込み顧客と、提携の可能性を活発に協議していると明らかにした。
AI、ロボティクス、エッジコンピューティング向けチップについて、60社を超える見込み顧客と活発な協議を進めている。
IBMとチップ設計の新興企業Tenstorrentが初期の2ナノメートル生産能力の主要候補として浮上する一方、富士通は、東京がファウンドリーの能力を実証することを期待する基幹的な国内顧客となっている。
未来への資金提供
この取り組みを支える財務体制は、官民の両部門にまたがる。経済産業省所管の新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）は、富士通NPUの推定580億円（3億6300万ドル）の初期開発費の約3分の2を負担する見込みだ。この補助プログラムは、国内で製造できる省エネルギー型AI半導体の創出を特に狙っている。
政府のより広範なコミットメントは、富士通の特定プロジェクトにとどまらない。2027年3月までに、最近の6315億円の追加補助金を含め、ラピダスへの官民投資総額は2兆6000億円（163億ドル）に達する。日本は2030年度までに半導体とAI分野全体へ10兆円（628億ドル）超を投資する計画で、半導体を国家安全保障上の特定重要産品に指定している。高市早苗首相は、特に日本が外部からの衝撃や最近の地域的緊張の激化などのリスクに備える中で、国家安全保障上重要な分野への投資を加速する必要性を強調してきた。
外部委員会が北海道のラピダスのファウンドリーを視察し、最新の資金承認前に技術的進展を承認した。これは、独立した専門家が同社の野心的な生産目標へ至る実現可能な道筋を見出していることを示唆している。
富士通の並行的な提携
ラピダスとの協力は技術的自立を重視する一方、富士通は国内能力だけに賭けているわけではない。同社は、半導体主権の完全な実現が抱える現実的な課題を示す複雑な国際的提携網を維持している。2025年10月、富士通はNvidiaと協力し、2030年までに日本のデータセンター向けAIチップを共同開発すると発表した。富士通のCPUとNvidiaのGPUを共通基板上で接続するものだ。
さらに富士通は、AMDとも別のAIチップ開発に取り組んでいる。同社現行のMonaka CPUはTSMCの2ナノメートルプロセスに依存しており、日本が国内の代替手段を構築していても、最先端技術は依然として台湾など確立された製造拠点を通じて流れる現実を示している。この二軌方式により、富士通は競争上の地位を保ちながら、成熟に数年を要する可能性のある国内能力を育てることができる。
富岳NEXTスーパーコンピュータ計画は、この戦略の好例だ。2030年前後に稼働し、現在の富岳システムの100倍の性能向上を目指す次世代機は、各種プロセッサ技術を組み合わせる可能性が高い。Monaka-X CPUはラピダスの1.4ナノメートルラインから調達される可能性があるが、計算目標を達成するため、システムは国際サプライヤー製のGPUやその他のアクセラレータをほぼ確実に組み込むことになるだろう。
より広いエコシステムの構築
富士通はラピダス唯一の顧客ではないが、技術的な野心の面では最重要の顧客となっている。キヤノンは、デジタルカメラや監視機器向け画像処理半導体をラピダスの2ナノメートルプロセスで製造する発注を約束しており、すでに試作が進んでいる。IBM日本も、ラピダスが製造する可能性のある省エネルギー型AIチップ開発のためNEDOの支援を受けており、富士通向けの585億円に対し、IBMのプロジェクトには最大175億円が割り当てられている。
この形成されつつあるエコシステムは、単純な製造契約を超えている。ラピダスはIBMと基盤となる1.4ナノメートルプロセス技術の開発で提携し、同社の研究力を活用して開発期間を短縮している。主要な電子設計自動化企業であるSynopsysは、キヤノンのイメージセンサー開発に参加しており、ラピダスが複雑で多数者が関わる半導体プロジェクトを支える基盤を構築していることを示している。
北海道への活動集中は地域経済にも影響する。北の島は、製造施設の冷却コストを抑える冷涼な気候など利点を提供する一方、資源に乏しい日本では、世界情勢の不安定さの中でエネルギーコストが上昇し続けている。ラピダスは、政府支援、技術提携、地理的利点の組み合わせが、日本国内での製造に伴う構造的課題を克服できると賭けている。
業界巨人との競争
富士通とラピダスが直面する時間軸は厳しい。TSMCは2025年に2ナノメートルチップの量産を開始し、NvidiaやAppleなどAI大手との関係を維持している。Intelはすでに18Aノード（約1.8ナノメートルに相当）での量産を開始し、最先端プロセスで製造したPanther Lakeプロセッサを発表した。ラピダスは2027年末にようやく2ナノメートル量産を目指し、その後2029年前後に1.4ナノメートルを始める計画だ。
半導体製造には強いネットワーク効果があるため、この差は重要だ。TSMCの先端パッケージングにおける先行、大量生産の経験、確立された設計エコシステムは、新規参入者が乗り越えにくい障壁を生む。シリコンウーハーごとに製造される正常動作チップの割合である歩留まり率は、多くの場合、経済的成立を左右する。ラピダスの新分析センターと診断能力は、こうした課題への認識を示すが、1.4ナノメートルで競争力のある歩留まりを実現する可能性はまだ実証されていない。
エネルギーコストも新たな複雑さをもたらす。半導体製造には膨大な電力と水が必要だ。日本の資源制約と中東情勢の不安定さに伴う原材料コスト上昇は、より安価なエネルギーを利用する地域や確立されたサプライチェーンを持つ地域で操業する競合企業に比べ、ラピダスに不利に働く可能性がある。開発費と生産費の双方を助成する政府の姿勢は、市場の力だけでは国内製造能力を確立できないとの認識を反映している。
要点
- 富士通はAI推論向け1.4ナノメートル・ニューラルプロセッシングユニットを開発しており、2020年代末までに北海道のラピダスでの生産を目指す。
- 日本は2027年3月までにラピダスへ総額163億ドルの資金を拠出することを約束しており、最近の40億ドルの追加補助金は特に富士通向けの取り組みを支援する目的である。
- NPUは、2030年予定の富岳NEXTシステムを含むデータセンターおよびスーパーコンピューティング用途で、富士通のMonaka-X CPUと統合される。
- ラピダスは2027年末に2ナノメートル量産を開始し、2029年前後に第2製造施設で1.4ナノメートル製造を始める目標を掲げている。
- 日本の技術開発機構であるNEDOは、AIチッププロジェクトの3億6300万ドルの初期開発費の約3分の2を資金提供している。
- 富士通はNvidiaおよびAMDと並行した提携を維持し、国内での自立努力と最先端の国際技術への即時アクセスの両立を図っている。
- キヤノンとIBM日本はラピダスの追加顧客であり、国内半導体エコシステムに向けた初期の歩みを示している。
