ガラスチップが注目されるのは、AIのおかげです。

このAIブームで最大の「シャベルを売る人」として、NVIDIAは今日に至るまで勢いよく成長し続けています。先日発表された決算によると、最新四半期の売上高は前年同期比で3.6倍に急増しました。そのため、NVIDIAの一挙一動が多くの注目を集めるのも当然と言えます。

数日前、国際投資銀行のモルガン・スタンレーは報告書を発表し、最新のブラックウェル・アーキテクチャに基づくNVIDIAのGB200スーパーチップ（CPU+GPU）が、一般的な有機基板ではなくガラス基板を採用すると指摘しました。このため、「ガラス基板」や「ガラスチップ」が一層注目されるようになりました。

しかし実際には、NVIDIAだけがガラス基板を用いたチップを採用するわけではなく、インテル、サムスン、アップルなどの企業もまた、表立っては言わなくても「ガラスチップ」の登場を期待しているのです。

AI需要が引き続き高まる中、インテルは昨年、次世代の先進パッケージ向けにガラス基板をいち早く発表し、今後数年で完全なソリューションを提供すると表明しました。最初にガラス基板を採用したチップは、データセンターおよびAIハイパフォーマンスコンピューティング分野を対象とします。

サムスンはさらに積極的で、今年5月初めに、2026年をめどにハイエンドなSiP（システム・イン・パッケージ）向けにガラス基板の量産を開始する予定であると発表しました。報道によると、サムスンは9月までに必要な設備の調達と設置を完了し、今年第4四半期からプレ商用生産ラインの稼働を開始する計画です。

そもそもガラス基板とは何でしょうか？AIブームを追い求める半導体大手企業がなぜこぞってガラス基板に注目しているのでしょうか？ガラス基板を用いたチップ——ガラスチップは、コンピューティングデバイスや一般ユーザーにとってどのような価値をもたらすことができるのでしょうか？

ガラスチップとは何ですか？

演算能力は、ここ1年余りのAIブームの中で最も頻繁に取り上げられている言葉と言えるでしょう。実際、このAIブームが始まる前から、より強力な計算処理能力やより複雑な半導体回路の需要により、チップのパッケージ技術から基板材料に至るまで、高い水準が求められてきました。

チップ製造についてご存じの方はご存じかと思いますが、切り取られたダイ（裸チップ）はパッケージングを経て初めて「チップ」と呼ばれるようになります。パッケージングの目的は、チップが外部と電気的および信号的に接続できるようにすることに加え、チップに安定した動作環境を提供することです。

このプロセスでは、通常、有機材料を基板としてチップを封止しますが、ガラスチップの本質は、有機基板をガラス基板に置き換えることです。ただし、比較すると、ガラス基板を採用したチップは、より優れた電気的性能、高温耐性、およびより大きなパッケージサイズを備えています。

ガラス基板、図／インテル

より高い電気性能により、ガラス基板はより鮮明な信号と電力の伝送を可能にします。インテルによると、ガラス基板は448Gの信号伝送を実現し、損失を低減できます。また、損失が低いということは、ガラス基板がチップの省電力を実現するのに役立つことを意味します。

さらに、有機プラスチックの粗い表面とは異なり、より平らなガラス基板はリソグラフィーやパッケージングをより容易にし、同じ面積において開口部の数を増やすことができます。

また、物理的特性により、ガラス基板はより高い熱安定性と機械的安定性を備えており、高性能コンピューティングチップが大量の熱を発生する中でも、チップの反りや変形がより少なくなります。インテルはTGVガラス貫通穴技術を導入することで、貫通穴間の間隔を100マイクロメートル以下にまで縮小可能になり、これによりダイ間の接続密度を実に10倍向上させることができます。

ただし、以上に挙げた点が最も重要なわけではないかもしれません。有機基板と比べて、ガラス基板はチップのパッケージサイズを大きくできるため、より多くかつ大型のダイ——つまり、より多くのトランジスター——を搭載することが可能です。インテルによると、ガラス基板上にはダイを50％多く配置でき、パッケージの集積密度を大幅に向上させられるそうです。

したがって、性能、消費電力、接続密度のいずれをみても、ガラス基板、あるいはガラスチップの方が優れた選択肢と言えます。この観点から見れば、NVIDIAのGB200が本当にガラス基板を採用するとしても、まったく驚くことではありません。

計算力の争い、戦火が広がる

ムーアの法則が物理的限界に近づく現在、単一ダイの性能を実質的に向上させることはもはや難しくなっていますが、一方で、高い計算性能に対する需要はますます切実になっています。こうした中、チップレット（小チップ）技術は、今後チップの計算能力を向上させるための主要な手段の一つとして広く認識されるようになってきました。

今年3月、NVIDIAはGTC開発者会議において次世代のBlackwell GPUアーキテクチャと、これを基にしたGB200スーパーチップを発表しました。GB200はNVIDIAが正式にチップレットへと踏み出したことを示すもので、実際のGB200にはB200 GPUが2個とGrace CPUが1個搭載されています。このうち、各B200 GPUには2080億個のトランジスタが内蔵されています。

GB200、図／NVIDIA

さらに、前世代のH100では、1兆8千億パラメーターのモデルをトレーニングするのに8,000個のHopper GPUと15メガワットの電力が必要でしたが、今回のB200では、わずか2,000個のBlackwell GPUと4メガワットの電力で済みます。

チップレット技術を簡単に説明すると、単一のパッケージに複数のダイや小さなチップを統合するもので、通俗的には複数の小さなチップを「接着剤」でつなぎ合わせてより強力なチップを形成するというイメージです。例えば、NVIDIAのGB200やAppleのM2 Ultraなどがこれに該当します。

しかし、チップレットのトレンドは、実際には基板の信号伝送速度、電源供給能力、設計および安定性に対して新たな要求をもたらしています。ただし、有機基板はその物理的特性の制約から、ますます使いにくくなっており、これがガラス基板がますます注目されるようになった核心的な理由の一つです。

一方で、これは先進パッケージング技術分野における競争に起因するものでもあります。

現在、TSMCのCoWoSパッケージング技術は世界で唯一無二の存在であり、高い技術力と特許の壁を有しています。市場面でも、TSMCはCoWoSパッケージング技術を武器に、主要なチップ設計会社の大半のAIチップ受注をほぼ独占しています。英偉達からAMDまで、グーグルからマイクロソフトまで、その勢いは広がっています。

CoWoS、図／TSMC

対抗勢力であるインテルとサムスンは、当然ながらこれに甘んじるつもりはないでしょう。しかし、類似した技術路線の下でTSMCのパッケージング技術を急ピッチで追い上げる以外にも、インテルとサムスンはこの道筋ではTSMCを抜くのは難しいと認識しているかもしれません。その点で、ガラス基板は、パッケージング技術においてTSMCを凌駕する真のチャンスとなる可能性があります。

そのため、昨年からインテルとサムスンの両方のファウンドリが相次いでガラス基板への投資を拡大し、ガラスチップの量産計画を加速させているのも不思議ではありません。さらには、産業アナリストの情報によると、TSMCも同様の技術展開を行っているとのことです。

ガラスチップは私たちから、まだどれくらい離れているのでしょうか？

サムスンは2026年にはハイエンドSiP向けにガラス基板の量産を開始すると予想されていますが、私たちが実際にガラスチップを使えるようになるには、まだ長い道のりがあるかもしれません。

実際、こうした近未来の技術のほとんどは、量産化とコスト面で大きな課題に直面します。ガラス基板は性能やエネルギー効率などの点で有機基板を上回るものの、実際には同じような問題に直面しています。その最も明白な表れが、サムスンもインテルも、ガラスチップがまずデータセンターのHPC需要に向けて投入されることを強調していることです。

ただし、これはあくまでもスムーズな量産が前提であり、実際のガラス基板には上下流の周辺技術や生態系も絡んでおり、各工程の進捗状況が別の工程の計画に影響を及ぼす可能性があります。

また注目すべきは、より早くガラス基板関連技術に取り組んできたインテルがサムスンほど積極的でない点です。インテルはあくまでも2030年までに導入すると表明しているにすぎません。これはもちろん、サムスンが2026年に量産を実現できないということを示すものではありませんが、サムスンの計画をより慎重に見つめる価値はあるでしょう。

さらに言えば、サムスンの半導体部門もこうした衛星を少なくとも一度は見逃していない。