AIチップ開発で「実験室から量産へ」の壁を突破！バークレーが応材EPICセンターに参画、2026年運営開始

半導体の新材料や新製程は、大学の実験室で成果を上げても、設備の適合性やプロセス統合、量産検証を経なければ、実際にウエハー工場に導入することはできません。

応用材料（Applied Materials、NASDAQ：AMAT）は、米カリフォルニア大学バークレー校（UC Berkeley）が研究パートナーとして、自社が設立するシリコンバレーの「設備とプロセス革新・商用化（EPIC）センター」に参加すると発表しました。これにより、学術研究者が産業レベルのチップ製造設備を利用でき、AIチップの材料およびプロセス技術が実験室から量産へ至るまでの時間を短縮できます。

今回の提携計画に基づき、バークレーの研究チームは応材の科学者やエンジニアと共同で研究を進め、AI演算に必要な材料工学およびプロセス革新を推進します。一般的な学術実験室と比べ、EPICセンターはチップメーカーの実際の生産ニーズに近い設備とプロセス環境を提供するため、研究者は技術の反復、プロセス統合、検証を迅速に進められます。

応材は、研究型大学が新材料や新プロセスのアイデアを生み出す発信地である一方で、研究用設備、ウエハー径、プロセス条件が商用ウエハー工場と異なる場合、研究成果を産業に導入する際に再調整や再検証が必要になると指摘しています。EPICセンターは、学界がより早く世界中のチップメーカーが採用する設備を使えるようにすることで、学術研究と量産製造の間に存在するギャップを縮小することを目指しています。

産学チームが産業レベルの設備を共用し、技術の商用化を加速

応材の半導体製品事業グループのプリーブ・ラジャ（Prabu Raja）プレジデントは、「EPICセンターは、産業の製造ニーズに近い高効率な研究開発環境のもと、産業界と学術界の一流人材を結集し、次世代半導体技術の研究開発と商用化を大きく加速することを目的としています」と述べました。

彼はまた、多くの学術機関の中でも、現代のチップ製造にこれほど大きな影響を与えたところはほとんどないとし、応材はEPICを通じて両者の研究協力を拡大し、実験室から量産への流れを強化するとともに、将来の半導体人材を育成するプラットフォームを構築したいと語りました。

この提携は、半導体の研究開発モデルが変化していることを反映しています。かつては学界、設備メーカー、チップメーカーが技術開発を段階的に引き継いでいましたが、AIチップが3D構造や異種集積、新材料に向かう中で、材料・設備・プロセスの相互作用がより複雑になっています。各工程を分けて開発すると、量産検証段階で繰り返し修正が必要となり、商用化までの期間が延びてしまいます。

EPICセンターが採用するモデルは、学術研究チーム、設備メーカー、産業パートナーがより早い段階から共同研究環境に入り、産業レベルの設備上で新材料や新プロセスを検証するというものです。その核心的な目的は、大学の基礎研究に取って代わることではなく、学術的成果とウエハー工場の量産の間に、統合と検証のプラットフォームを新たに設けることです。

SPICE、FinFETからAIチップへ、バークレーの研究基盤を継承

バークレーは長年にわたり、半導体の基礎研究と技術移転に注力してきました。同校は1962年に集積回路のプロトタイプ設計に特化した研究室を設立しており、その後の研究成果には、SPICEと呼ばれる回路シミュレーター、そして世界の先端ロジックプロセスの基盤となっているFinFET（フィン型電界効果トランジスタ）が含まれます。

SPICEは、チップ設計者がソフトウェアで回路の動作をシミュレーションできるようにし、FinFETは立体的なトランジスタ構造によってゲート制御能力とリーク電流の問題を改善しました。これらの技術は、それぞれ設計ツールとトランジスタ構造の観点から、現代の半導体産業に長期間にわたって影響を与えています。

応材は、バークレーが過去に蓄積した研究と技術移転の経験が、EPICセンターが目指す新技術の産業導入の加速という方向性と一致していると考えています。ただし、SPICEやFinFETはバークレーの過去の代表的研究成果であり、今回のEPIC提携計画で新たに生まれるものではありません。

バークレー工学部のマーク・アスタ（Mark Asta）学部長は、バークレーの研究者が生み出した革新的成果がチップ技術の進歩を推進し、計算能力の向上とAI時代の到来を後押ししてきたと述べました。応材が設立するEPICセンターは、研究型大学が最新かつ産業と同期した半導体プロセス設備和技术に早期から触れることを可能にし、研究成果が商業応用に変わる速度を加速させると評価しています。

EPICセンターは2026年に運営開始、シリコンバレーの研究連携を強化

EPICの正式名称は「設備とプロセス革新・商用化センター（Equipment and Process Innovation and Commercialization）」です。応材の計画によれば、センターはシリコンバレーに設置され、2026年からの運営開始を予定しています。主な使命は、画期的な技術が初期研究から全面量産へ至るまでの商用化期間を短縮することです。

応材は、EPICセンターは米国における先端半導体設備研究開発分野で最大規模の投資であると位置づけていますが、今回の発表では具体的な投資額や最初の研究プロジェクト、技術導入のタイムラインについては明らかにしていません。

バークレーと応材の協力関係はゼロからのスタートではありません。両者はこれまで、半導体研究プログラムや実験室資源の共有を通じて協力関係を築いてきており、バークレー新興技術研究センター（Berkeley Emerging Technologies Research、BETR）や、社会的利益のための情報技術研究センター（Center for Information Technology Research in the Interest of Society、CITRIS）の関連プロジェクトなどが該当します。

さらに、多くのバークレー卒業生が現在応材でエンジニア、科学者、管理職として働いており、応材は毎年同校から人材を継続的に採用しています。両者がともにシリコンバレーに所在しているため、研究アイデア、技術人材、設備資源がキャンパスと産業の間を自由に循環することが可能です。

AIチップに新材料、3D構造、異種集積技術が導入されるにつれ、半導体の革新スピードは、誰が最初に研究アイデアを思いつくかだけでなく、設備検証、プロセス統合、量産導入をどれだけ迅速に完了できるかに左右されるようになっています。バークレーがEPICセンターに参加したことで、このような産学共同研究モデルが、新技術が実験室からウエハー工場へ移るまでの時間を実際に短縮できるかどうかが、今後の注目の焦点となります。