半導��の歩�里泙蠅反�頼性は高いほど良いか？�Z載��は故障率ゼロがマストか？
5月下旬に関�､燃���されるSEMI FORUM JAPANのマニュファクチャリングサイエンスセミナーから「歩�里泙蠅反�頼性」に関する講演依頼を�pけた。その際、チェアマンとのやりとりの中で、以下のような�Bが出てきた�� 1)歩�里泙蠅蝋發い曚瀕匹�、2)信頼性は高いほど良い、3)�Z載半導��など人命にかかわるものは、故障率をゼロにしなくてはならない。半導��業�cにおいて、これらの命��は、当��のことと思われているようである。果たして、それは、��しいのか？
歩�里泙蠅蝋發い曚瀕匹い�？
2004�Q9月、ある日本のLSIメーカーA社から、あるアジアのLSIメーカーB社に転職したX��へのインタビューを行った（図1）。その際、歩�里泙蠅亡悗垢���常に興味深い�Bを聞いた。 その当時、あるデバイスについて、日本のLSIメーカーA社の歩�里泙蠅�98%、アジアのLSIメーカーB社の歩�里泙蠅�83%であったという。その数�Cを見て、アナリスト達は、日本のLSIメーカーA社の�\術��が高いと�h価した。しかし、X��によれば、「そのような�h価は��く�T味がない」とのことであった。その理�yは以下の通りである。
���kに、B社のチップ�C積は、A社の半分�Zい。��って、12インチウェーハから�Dれるチップ数は、歩�里泙�83%のB社の�気�、歩�里泙�98%のA社よりもずっと�Hい。
��二に、歩�里泙蠅�60%から80%に�屬欧襪里枠羈單�やさしいが、80%から98%に�屬欧襪燭瓩砲呂修譴箸���の異なる�H�jな努��が��要となる。つまり、人、金、時間など膨�jなコストがかかる。B社は歩�里泙�80%以�屬覆薀咼献優垢�成り立つので、それ以�屬諒��里泙蠅鮗{求する��要がない。つまり、歩�里泙蠍��屬里燭瓩北犠Gにコストをかける��要がない。
����に、B社は、現在量��しているデバイスのシュリンク版について、4世代同時開発を行っている。つまり、現在量��している����より��にチップサイズの小さなデバイスが、すぐ後に�呂┐討い襦ｒ�って、現在の量����の歩�里泙蠅����xになって�屬欧訛紊錣蠅�、よりチップサイズの小さな����の量�癉ち�屬欧鮃圓Δ海箸��R��するのである。
以�屬離劵▲螢鵐阿�ら、闇雲に歩�里泙蠍��屬鮗{求するのは��して良いことではないということを考えさせられた。極�bすれば、歩�里泙�1%であっても、それで�W益が出てビジネスが成立するのならば、それ以�屬諒��里泙蠍��屬縫灰好箸鬚�ける��要はないということである。
もちろん、�jした努��をせずして100%�Zい高歩�里泙蠅�出るのであれば、それに越したことはない。しかし、通常、歩�里泙蠍��屬砲魯灰好箸�かかる。��に、高歩�里泙蠅鰆`指すほど、そのコストは�\�jする。��って、�O社工場がどの��度の�W益（率）を�`�Yにしていて、その�W益（率）を実現するにはどの��度の歩�里泙蠅���要なのかを��確に把�曚靴討�くことが��要だろう。何��にも�J���憾�果を考えることが�_要であろう。
信頼性は高いほど良いか？
2005�Q5月、ある日本のLSIメーカーC社に、D社から出向しているY��へのインタビューを行った。D社は、あるデバイスのビジネスを�]ち切った。そのデバイスの専業メーカーであるC社が慢性的な人�}不�Bであったため、その要�个�ら、D社はそのデバイスのスペシャリストY��をC社へ出向させることにしたのである（図2）。
C社は、�x場シェアアップのために、��湾のファンドリーE社を����しようとしていた。��って、Y��は、あるデバイスについて、C社、D社、E社の3社を比較できる立場にあった。ヒアリングの�T果は以下の通りである。
要素�\術については、C社が最も優れている。��に微細加工�\術については、C社の�\術は圧倒的に優れている。インテグレーション�\術については、高性�Α�高����なデバイスを作る�\術はC社が優れている。�k��、効率良く、低コストでデバイスを作る�\術はD社が優れている。C社はマスク��数も工��数も�Hく、“こてこて”である。量���\術については、ファンドリーF社が最も優れている。次がD社であり、C社は最下位である。スループットが�Kいため、������数もやたら�Hく、D社の倍くらいあるのではないか？しかも、テスト工��が�Hすぎる。D社の10倍くらいあるのではないか？PC��のデバイスであることを考えると、このテスト工��の�Hさは異常としか思えない。Y��は、最後に、「C社のデバイスは世�c�k高性�Δ�つ世�c�k信頼性が高いかもしれないが、世�c�k高価である」と述べた。
高性�Α�高信頼性がデバイスの��争��の源泉となっていて、�W益を�擇濬个靴討い襪里覆蕕�、C社の�\術は素晴らしいといえる。しかし、実際には、PC��のデバイスがビジネスの主��であることを考えると、C社の�\術には疑問符を��けざるを�uない。
さらに、昨�Qからは、低価格PC（通称ネットブック）�x場が��拡�jしている。もし、ネットブック��に、これまでと同じ���]�桔，�よび同じテスト工��で、同じ性�Δ�よび同じ信頼性のデバイスを作っているとしたら、それは早��に改める��要があるだろう。
�Z載半導��などは故障率をゼロにしなくてはならないか？
最後に�Z載半導��などは故障率をゼロにしなくてはならないのかを考察する。確かに、�Z載半導��の不�差腓砲茲蟲�故が��き、人命が失われることは問��であろう。�Z載半導��の故障率はゼロであるに越したことはない。
しかし、どんなに頑張ってみても、人工的な工業����であるLSIが�P久に�sれないということはあり�uない。すなわち、LSIの故障率をゼロにすることは、現実的に無理であろう。このような不可�Δ覆海箸鮗{求するよりも、万が�kLSIが故障した場合でも、�j��故にならないようなフェールセーフ機構を、クルマメーカーとLSIメーカーが共同で開発することを考えた�気��u策なのではないか？
最小のコストで最�jの歩�里泙�･信頼性を
本�Mでは、歩�里泙蝓⊃�頼性、�Z載半導��の故障率について考察を試みた。�~単に高歩�里泙蝓�高信頼性、故障率ゼロが�uられるならば、それに越したことはない。しかし、実際には、高歩�里泙蠅砲垢襪曚鼻�高信頼性にするほど、および、故障率をゼロに�Zづけるほどコストがかかる。LSIのビジネスを行っているわけであるから、�W益が出る最小の歩�里泙蝓≡�容される最低の信頼性、および、��容される最�jの故障率を�`指すべきである。そのようなスペックを最小限のコストで実現する�\術こそが、真に求められる�\術なのではないだろうか？
あなたの会社では、歩�里泙�、信頼性、故障率の�`�Y値をどのように設定し、どのようにして実現しようとしていますか？この実現に��要なコストをきちんと見積もっていますか？
長�K�\術科学�j学 極限エネルギー密度工学研�|センター 客�^教�b
湯之�嵶�
筆�vは、「歩�里泙蠅反�頼性」に関しては素人です。本�Mは、言わば、素人から見た�雎闇vの�T見です��「歩�里泙蠅反�頼性」の専門家の御�T見を拝聴したいと�Tじます。yunogami@gmail.comまでご連絡を頂きたくよろしくお願いいたします。
