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プロセスノード(nm)とは 製造の世代を表す呼び名、今は回路のどこの寸法も指さない

プロセスノードは、製造の世代を表す名前で、「2nm」は回路のどこかの長さを指すものではありません。TSMCの説明では、2nmの改良版「N2P」は3nmの「N3E」と比べ、同じ速さで電力を36%減らせます。

ポイント
  • プロセスノードの数字は、もとはトランジスタのゲートの長さなどの寸法でしたが、今は世代の呼び名です。
  • 新しい世代の価値は、同じ電力での速さ、同じ速さでの電力、同じ面積に入る回路の量(密度)の3つで比べます。
  • TSMCのN2PはN3Eと比べ、速さ18%増、電力36%減、論理回路の密度1.2倍です。
  • TSMCの7〜9月期のウエハーの売上は、2nmが8%、3nmが33%、5nmが28%でした。
  • 財政制度等審議会 財政投融資分科会 説明資料(経済産業省、2026年10月19日)

半導体のニュースでよく見る「3nm」「2nm」は、プロセスノードと呼ぶ製造の世代の名前です。世代が新しくなるほど、同じ面積により多くのトランジスタを入れられ、速く、少ない電力で動くチップを作れます。ただし、数字の大きさは、今のチップのどこかを測った寸法ではありません。

数字が寸法から離れた理由

1990年代ごろまで、ノードの数字はトランジスタのゲートの長さや、配線の幅の半分といった実際の寸法に近いものでした。その後、トランジスタの形を板状のFinFETや、四方を囲むGAAへと立体的に変えたため、1つの長さで性能を表せなくなりました。各社は、性能や密度の進み具合に合わせて、数字を小さくした名前を付けるようになりました。

このため、会社が違うと同じ「2nm」でも中身は同じではありません。TSMC、サムスン電子、インテルの世代は、名前の数字ではなく、公表された性能と密度で比べる必要があります。インテルは「18A」のように、オングストローム(0.1nm)を使った名前に変えています。

TSMCが公表する世代ごとの改善

TSMCの世代の比べ方(会社の公表値)
世代比べる相手速さ(同じ電力)電力(同じ速さ)密度量産
N7N16最大30%増55%減論理3倍―
N2PN3E18%増36%減論理1.2倍―
A16N2P8〜10%増15〜20%減チップ最大1.10倍2026年に準備
A14N2最大15%増最大30%減論理20%超増2028年

TSMCは、2nm(N2)の量産を2025年10〜12月期に計画どおり始めたとしています。N2は、四方をゲートで囲むナノシートのトランジスタを使う最初の世代です。A16は、電源の配線をウエハーの裏側に回す技術を加えます。「A」はオングストロームの頭文字で、A16は1.6nm相当の名前です。

世代ごとの改善の幅は、N7の頃と比べると小さくなっています。N7はN16より電力を55%減らしましたが、A14がN2から減らせる電力は最大30%です。

売上の構成で見る世代

TSMCが10月15日に発表した7〜9月期の決算では、ウエハーの売上のうち、2nmが8%、3nmが33%、5nmが28%、7nmが10%でした。7nm以下の合計は79%です(計算)。最先端の世代ほど1枚あたりの値段が高く、AI向けの注文が集まっています。

TSMCのウエハー売上の世代別の構成(2026年7〜9月期)
世代比率
2nm8%
3nm33%
5nm28%
7nm10%

関連する用語

  • GAA:ゲートで電子の通り道を四方から囲むトランジスタの形。2nm世代から使う。
  • ムーアの法則:チップに載るトランジスタの数が一定の期間で倍になるという経験則。
  • 微細化の限界:小さくするほど電流の漏れや費用が増える問題。

日本のラピダスは、2nmの量産を2027年度後半に始める計画です。

この記事は公開資料をもとに作成しています。売買をすすめるものではありません。誤りを見つけたら訂正します(編集方針)。

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