マスクセット費用とは 層の数だけ要る原版一式の代金、試作は複数の設計で1組を分け合う
マスクセット費用は、チップの層ごとに必要なフォトマスクを一式そろえる費用です。TSMCは、複数の設計で1組のマスクを分け合う試作のサービスで、試作の費用を最大90%下げられると説明しています。
- マスクセットは、1つのチップの全部の層に使うフォトマスクの一式です。その代金がマスクセット費用です。
- 層の数が多い先端の世代ほど枚数が増え、1枚あたりの描画と検査の手間も増えるため、高くなります。
- TSMCの「CyberShuttle」は1998年に始まった相乗りの試作で、1組のマスクを複数の設計で使い、試作費を最大90%下げるとしています。
- テクセンドフォトマスクは、外販のマスクの設計数が2025年の5,073件から2028年に6,441件へ増えると推定しています。
マスクセット費用は、1つのチップを工場で作るために必要なフォトマスクを、一式そろえる費用です。チップは、トランジスタの層から何層もの配線まで、層ごとに別の模様を露光して作ります。そのため、層の数だけ原版を用意しなければなりません。設計が1つでも変われば、該当する層のマスクを作り直す必要があります。
なぜ高くなるのか
マスクは、石英ガラスの板(ブランクス)に回路の模様を電子線などで描き、欠陥がないかを検査して作ります。先端の世代では、模様が細かいうえに、写るときのゆがみを先に補正した複雑な形を描くため、描画と検査に長い時間がかかります。層を2回、3回に分けて露光する技術を使う世代では、1つの層に複数のマスクを使います。
この費用は、何個のチップを作っても1回だけかかる「初期費用」です。量産の数が少ない製品ほど、1個あたりの負担が重くなります。設計の請負会社や工場は、こうした1回限りの費用を、NRE(初期の開発費用)として量産の代金とは別に受け取ります。
相乗りで試作の費用を分ける
試作の段階では、1つの設計のために一式を作ると割に合いません。そこで、複数の会社や大学の設計を1枚のマスクにまとめて並べ、同じウエハーで一緒に試作する方法が使われます。マルチ・プロジェクト・ウエハー(MPW)と呼びます。
| 会社 | 項目 | 数字 |
|---|---|---|
| TSMC | CyberShuttleによる試作費の削減 | 最大90% |
| TSMC | CyberShuttleの開始 | 1998年 |
| TSMC | 試作の便の数 | 月に最大10便 |
| テクセンドフォトマスク | 外販のマスクの設計数(2025年→2028年の推定) | 5,073件→6,441件 |
| テクセンドフォトマスク | うち28nm以下の先端の割合(同) | 20%→24% |
TSMCは会社のウェブサイト、テクセンドは2026年11月11日の決算説明会資料(会社の推定)。
TSMCは、CyberShuttleが0.5µmから最先端のA14までの世代に対応し、これまでに数百枚のMPWで数千の設計を試作したとしています。同社はこのサービスを、NREを減らすための試作の仕組みと位置づけています。
設計の数が増えると何が起きるか
マスクの専業メーカーのテクセンドフォトマスクは、外販の市場に出る設計の数が年8.2%のペースで増えると推定しています。会社は、AIを使った設計の道具で開発の期間と費用が下がり、新しい設計が増えると説明しています。設計の数が増えれば、マスクセットの注文も増えます。DNPとテクセンドは、国内の外販の大手です。
関連する用語
- フォトマスク:回路の模様を描いた原版。
- NRE:設計やマスクなど、量産の前に1回だけかかる費用。
- テープアウト:設計を終えてマスクを作るデータを工場に渡すこと。
- MPW:複数の設計を1組のマスクに載せて一緒に試作する方法。
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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