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2025年のAIチップ生産のボトルネックは、ロジックダイではなく先端パッケージングとHBMだった

最先端のAIチップは、3つの重要な投入要素に依存している。先端ロジックダイ、高帯域幅メモリ(HBM)、そしてこれらの部品を一体化するCoWoS先端パッケージングである。推定によれば、AIチップ設計の大手4社は2025年に、世界のCoWoS生産能力とHBM供給の約90%を合わせて消費した一方、先端ロジックダイで消費したのは生産の12%にとどまった。

2025年のAIチップ生産のボトルネックは、ロジックダイではなく先端パッケージングとHBMだった2025年のAIチップ生産のボトルネックは、ロジックダイではなく先端パッケージングとHBMだったAIチップ設計の大手各社が消費した、AIチップのサプライチェーンの主要な投入要素の割合(金額ベース)NVIDIAGoogleAMDAmazonその他2025年に消費した世界供給の割合CoWoSパッケージング高帯域幅メモリ(HBM)先端ロジックダイ(3〜5nm)0%25%50%75%100%CoWoSパッケージング:60%CoWoSパッケージング:14%CoWoSパッケージング:8%CoWoSパッケージング:7%CoWoSパッケージング:10%高帯域幅メモリ(HBM):69%高帯域幅メモリ(HBM):7%高帯域幅メモリ(HBM):10%高帯域幅メモリ(HBM):6%高帯域幅メモリ(HBM):8%先端ロジックダイ(3〜5nm):9%先端ロジックダイ(3〜5nm):2%先端ロジックダイ(3〜5nm):0%先端ロジックダイ(3〜5nm):1%先端ロジックダイ(3〜5nm):88%60%14%8%7%10%69%7%10%6%8%9%88%各パーセンテージは、その部品の世界供給に占める割合を表す。ロジックダイとCoWoSの割合はウェハー投入枚数で、HBMの割合は金額で測っている。NVIDIAの割合の90%信頼区間:CoWoS 57〜64% HBM 63〜77% ロジック 8〜10%出典:Epoch AI(CC BY 4.0)・作図:AGI Hubepoch.ai

2025年にはAIチップが利用可能なCoWoSとHBMの供給をほぼすべて吸収したため、生産を拡大するにはリードタイムの長い新たな製造施設を建設する必要がある。ロジックの製造はそれほど厳しい制約ではなかった。先端ノードの生産能力の大部分はほかの市場向けであり、AIの割合は新しいファブを待たなくても、競合する需要より高値で買うことで増やせたからである。ただし、最新のAIチップは3nmプロセスノードを使うことが増えており、そこではAIチップが生産のはるかに大きな割合を占める可能性が高く、生産能力の制約に突き当たるおそれもある。

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NVIDIAのH100やB200のような最先端のAIチップには、サプライチェーン上の重要な投入要素が3つ必要である。最先端のプロセスノードで製造される先端ロジックダイ、高帯域幅メモリ(HBM)のスタック、そしてこれらの部品を一体化するCoWoS(Chip-on-Wafer-on-Substrate)先端パッケージングである。3つとも不可欠だが、需給の構図は大きく異なる。技術的な詳細は手法の詳細な説明を参照。

AIチップ設計の大手4社(NVIDIA、Google、AMD、Amazon)は、2025年に金額ベースで世界のCoWoSパッケージング生産能力とHBM供給の90%超を合わせて消費したが、先端ロジックダイの生産に占める割合は約12%にすぎなかった。この非対称性から、2025年にAIチップの生産を拡大するうえで主なボトルネックになっていたのは、CoWoSとHBMの製造だったと考えられる。

データ(原文・英語)

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非公式の日本語訳公式ページ(英語):epoch.ai/data-insights/ai-chip-supply-chain-constraints