2025年のPDF Solutionsユーザーカンファレンスにおいて、CEOのジョン・キバリアン氏は幅広いテーマに及ぶ 基調講演 で、半導体業界が重要な転換点に立っているとの見解を示しました。その背景には、AI需要の爆発的な拡大がある一方で、製造プロセスの複雑さがかつてないほど高まっているという制約があります。彼の核心的なメッセージは、2030年までに1兆ドル規模の半導体産業を実現するためには、メーカー間の連携方法、データの活用方法、そしてAI駆動型自動化の導入方法について、根本的な見直しが必要だということです。
AIが半導体産業の成長を後押ししている
キバリアン氏は、当初は野心的だった成長予測が、現在では実現可能な水準へと変化したことを冒頭で指摘した。半導体業界は、AIを主な原動力として、2030年まで年率約10％の成長軌道に乗っている。これはデータセンターだけの話ではない。2030年までに、エッジデバイスから日用品に組み込まれたMCUに至るまで、半導体需要の約3分の2がAIの影響を受けることになるだろう。
この変革の規模は驚異的です。世界のデータセンター容量は2030年までに3倍以上に拡大し、年平均成長率は22%近くに達すると見込まれています。一方、エッジAIはすでに半導体AI市場の半分以上を占めています。おそらく最も象徴的なのは、2ナノメートル以下の最先端プロセスノードがファウンドリの売上高を支配するようになるという点でしょう。2030年までに40%、2035年までに60%を占める見込みです。
半導体業界が今日取り組むべき3つの課題とは何か？
キバリアン氏は、業界の進化を、PDF Solutionsが自社のプラットフォームとソリューションを通じて解決に貢献している、相互に関連する3つの課題を中心に説明しました：
課題1 3D革命：製造技術は、単純なスケーリングの複雑さから、アールト・デ・ゲウスが「システム的複雑性」と呼ぶ段階へと進化しました。これには、チプレットベースのシステムパッケージングと、ますます高度化する3次元ウェハー加工の両方が含まれます。 現代の製品には、17～18層のメタル層と数十億個のビアが搭載されており、そのテストが日常的に行われている。一方、かつてはイメージセンサー向けとして特殊と見なされていたウェーハボンディングのような技術も、フラッシュメモリや裏面電源供給においては標準となっている。スマートフォンの赤外線センサーは今やパッケージ内のマルチチップシステムであり、テスト装置に使用されるチップでさえもマルチチップモジュールとなっている。
課題2：サプライチェーンの細分化：規模の経済を実現するために製造能力を集中させるという、従来の半導体業界のパラダイムは覆されつつある。キバリアンが指摘したように、業界はこれまで経験したことのない試み、すなわち分散化され、世界中に広がった製造体制において経済的効率性を達成しようとしている。顧客はウェハーの製造場所にかかわらず競争力のある価格を期待しているが、地政学的な現実、人材の分布、市場参入要件といった要因により、複数の大陸で同時に生産能力の拡大が進められている。
製品レベルでは、その複雑さはさらに増しています。現在、高度なパッケージには、20箇所以上のテスト用挿入部、20個以上の高帯域幅メモリダイとロジックの統合、そしてコパッケージド・オプティクスといった新興技術が組み込まれています。ファブレス企業はすべて、単に完成したウェハーを受け取るだけでなく、複雑な多者間サプライチェーンを統括する責任を負う、実質的な製造業者となっているのです。
課題3：AIを活用した業務効率化：半導体業界全体で従業員の高齢化が進んでおり、若い人材の確保と定着が課題となっています。半導体工学の修士号を取得した米国の卒業生の80％が国外へ流出しており、アジア太平洋地域の企業の90％が人材確保を最優先課題として挙げています。
一方、業界では膨大な量のデータが収集されているものの、そのデータを活用して実用的な知見を生み出すという点では、依然として非効率な状態が続いています。 現在、業界では従来の方法を用いて製造データのわずか5～10％しか分析しておらず、データサイエンティストは実際の分析ではなく、データの整合や準備に時間の80％を費やしている。この状況には、AIを活用してアナリストが利用可能なすべてのデータを用いて意思決定を大幅に迅速化し、業界が必要とする業務効率の向上を実現する、根本的に異なるアプローチが求められている。
PDF Solutionsは、これらの課題にどう対処する戦略をとっているのでしょうか？
キバリアン氏は、PDF Solutionsがこれらの課題に対処するために、4つの統合された柱を通じてポートフォリオをどのように進化させてきたかを概説した：
ソリューションテーマ 1：差別化されたデータおよびプロセスの特性評価：同社のDirectScan™電子ビームインライン検査は、電圧コントラスト検査と設計レイアウト解析を組み合わせ、系統的な不具合が発生する前に特定します。PDF SolutionsのeProbe®技術は、1台あたり年間60兆個以上のビアを検査可能なインライン検査を実現し、ますます立体的になる構造における欠陥の検出に不可欠です。 ウェハ1枚あたり数万の実験と数十億回の測定を行う高度なテスト・ビークルは、複雑なデータセットを解釈し、オンデマンドで知見を生成できる自律型AIによって、より利用しやすくなっています。
ソリューションテーマ 2：AI対応データプラットフォーム：現在の分析アーキテクチャはパラメータ数約2万件で根本的な限界に達しているのに対し、最新のRFやチプレット製品では日常的に数百万件のパラメータが生成されることを踏まえ、PDF Solutionsは完全に再構築された分析プラットフォームを発表しました。この新しいアーキテクチャは、従来のビジネスインテリジェンスツールとデータストレージの間に、スケーラブルで並列処理可能なインタラクティブな分析レイヤーを導入し、分析データの読み込み速度を25倍、テスト構造リリース（TSR）などの重要な分析処理を42倍高速化します。 特に重要なのは、エンジニアが100万件のテスト項目を含むデータセットに対してインタラクティブに作業できるようになったことで、これは従来の能力を桁違いに上回るものです。
ソリューションテーマ 3：コラボレーションとサプライチェーンのオーケストレーション：PDF Solutionsは、2つのレベルでオーケストレーションの課題に取り組んでいます。Sapience™ Manufacturing Hubによる内部オーケストレーションにより、MES、ERP、PLM、EDAツール間のシームレスな統合を実現し、データサイエンティストの時間を最も多く消費するデータ処理の煩わしさを解消します。 Supply Chain Hubによる外部オーケストレーションでは、品質保証の自動化、進行中の作業のリアルタイム追跡を実現し、ある工程のテストパラメータを用いて後続の工程を最適化できるデータフィードフォワードアプリケーションを可能にします。
この哲学は、「人間による統治とAIによる実行」を中核としており、AIが分析の最大90%を自動化しつつ、数秒で可視化を行い、常に100%のデータを100%抽出できるようにするためのルールと安全策を確立するものです。
ソリューションテーマ4：グローバル・セキュア・コネクティビティ・プラットフォーム：2020年、PDF Solutionsは、半導体製造装置の接続および制御用ソフトウェアを提供する業界リーダーであるCimetrix®を買収しました。今年だけで、PDFのソフトウェアを搭載した半導体製造装置が8,000台出荷される見込みであり、単一の装置ベンダーとして見れば、同社は出荷台数において最大規模となります。
2025年、 secureWISE®の買収により、PDF Solutionsは現在、半導体業界最大規模のセキュアなデータ交換ネットワークを運営しており、300カ所以上の製造拠点と100社以上の装置OEMメーカーを接続し、20年間にわたりセキュリティ侵害ゼロを維持しています。 同プラットフォームはエンドツーエンドのゼロトラストアーキテクチャを提供し、8つの地域にわたって99.9%の稼働率でテラバイト規模のデータ転送を管理するとともに、ISO 27001、各地域固有のセキュリティ要件、および業界固有のSEMI規格への準拠を維持しています。
半導体業界全体の効率向上は、どのような経済的影響をもたらす可能性があるか？
キバリアン氏は、課題と機会の両方を端的に示す、示唆に富む試算を最後に挙げた。1兆ドル規模の産業を支える年間製造コストは4,000億～5,000億ドルに上るが、収益を生み出すウェハー生産という観点で測ると、世界で最もコストのかかる工場の設備の稼働効率はわずか60～80％にとどまっている。 装置の稼働率は90％を示しているかもしれないが、その時間の多くは、セットアップ用ウェーハ、認定試験、出荷前の欠陥スキャンなど、生産性のないウェーハの製造に費やされている。
「もしこれらの工場から生産能力をあと10％引き出すことができれば、1兆ドル規模のビジネス実現に向けて大きく前進できる」とキバリアン氏は主張した。これこそが、PDFソリューションズが掲げる行動指針である。すなわち、世界的な半導体エコシステム全体において、AIを活用した連携とより賢明な意思決定を通じて、1,400億ドルの価値を創出することである。
半導体業界はどのように変革を加速させることができるか？
キバリアンのプレゼンテーションから浮かび上がるのは、300mmウェハーへの移行以来、最も劇的な変革を遂げつつある半導体製造の未来像である。業界は、顧客が期待する絶え間ないコスト削減と性能向上を維持しつつ、前例のない生産規模への拡大、新たな3次元技術の習得、断片化したグローバルサプライチェーンの統合を、人材不足という制約の中で同時に成し遂げなければならない。
PDF Solutionsが提唱するソリューションは、単にデータをより多く収集したり、AIモデルをより多く実行したりすることではありません。それは、組織内、サプライチェーンのパートナー間、そして人間とAIシステムの間で、インテリジェントなコラボレーションを実現するためのインフラを構築することです。それは、ペタバイト規模のダークデータにアクセスし、活用できるようにするプラットフォームを構築することです。それは、自動化を大規模かつ安全に運用できるようにするガバナンスの枠組みを確立することです。
半導体業界が1兆ドル規模の未来に向けて邁進する中、勝者となるのは、既存の設備から最大限の価値を引き出し、組織の枠を超えて複雑な業務を円滑に調整し、エンジニアがデータの整理整頓ではなく、洞察の獲得に集中できるよう支援できる企業だ。もしキバリアンのビジョンが先見の明あるものだとすれば、今後の道筋は、より巨大な工場を建設することではなく、既存の工場とサプライチェーンを劇的にスマート化することにある。
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