米中間の技術覇権争いが激化する中、中国が半導体製造装置（SPE）の国産化を急ぐ状況で、象徴的な事件が報じられた。中国国内の技術者が、オランダASML社製のDUV（深紫外線）露光装置をリバースエンジニアリング目的で分解した結果、修復不可能なレベルまで損傷させ、最終的にASML社に修理を依頼したというのである。この一件は、単なる技術的失敗談に留まらない。最先端の半導体製造装置がいかに複雑なシステムであり、単純な模倣を許さない技術的障壁に守られているかを明確に示した事例と言えるだろう。
中国企業は何をしようとしたのか？
報道によると、この一件は中国の半導体自給に向けた渇望が生んだ、ある種の必然的な帰結であった可能性が高い。米国による先端半導体技術の輸出規制により、中国は最新のEUV（極端紫外線）露光装置はもちろん、一部の高性能DUV露光装置の入手も困難になっている。この状況を打破すべく、中国国内の技術者が既存のASML製DUV装置の構造を解明し、国産化への足掛かりを得ようと試みた、というのが事の経緯であると推察される。
リバースエンジニアリングの試みと致命的な故障
The National Interest誌が報じた内容によれば、中国の技術者チームは、保有する旧世代のASML製DUV露光装置の一台を分解した。 その目的は、装置の内部構造、特に光学系やステージ制御といった核心部分のメカニズムを理解し、将来的な国産装置開発のための知見を得ることにあったと考えられる。
しかし、この試みは悲惨な結果に終わる。DUV露光装置は、ナノメートル単位の精度が要求される部品の集合体であり、その分解・再組立には製造元であるASMLの専門知識と特殊なツールが不可欠である。報道によれば、技術者たちは装置を分解する過程で、この極めて繊細なシステムに致命的な損傷を与えてしまった。 そして、自力での修復が不可能であると判断するに至り、皮肉なことに、装置の製造元であるASMLに修理を依頼せざるを得なくなったのである。
ASMLへの修理依頼と意図の発覚
依頼を受けて現地に派遣されたASMLの技術者は、すぐに故障が通常の経年劣化や偶発的なトラブルによるものではないことを見抜いた。 装置には明らかに分解・再組立を試みた痕跡があり、故障の原因がリバースエンジニアリングの試みにあったことは明白であった。 この一件は、中国がいかにしてでも半導体製造技術のブラックボックスを解明しようとしているか、その強い意志と、裏腹に存在する深刻な技術的課題を浮き彫りにした。ASML自身は、この報道内容を公式に認めてはいない。
なぜDUV露光装置のリバースエンジニアリングは失敗するのか
一般的に工業製品のリバースエンジニアリングは、製品を分解し、各部品の素材や形状を分析、測定することでその設計思想を読み解く手法である。しかし、ASMLの露光装置のような極限的な精密機械においては、このアプローチは通用しない。その理由は、装置が単なる部品の集合体ではなく、物理法則の限界に挑むための様々な技術が有機的に結合した「システム」だからである。
物理的模倣を拒む「光学系の聖域」
露光装置の心臓部は、レーザー光源から発せられた光を精密に制御し、シリコンウェハー上に微細な回路パターンを焼き付ける光学系である。この部分は、たとえ物理的に分解できたとしても、その性能を再現することは不可能に近い。
ナノメートルの精度を司るレンズとミラー
DUV露光装置に使用される投影レンズは、ドイツのCarl Zeis社が独占的に供給する、まさに技術の結晶である。これらのレンズは、収差（光の歪み）を原子レベルで補正するため、極めて高純度の合成石英から削り出され、表面はサブナノメートル（1mmの100万分の1未満）の精度で研磨されている。この製造プロセス自体が国家レベルの技術であり、素材科学、精密加工、計測技術の長年にわたる蓄積の賜物である。
また、光路には多数のミラーが配置されるが、これらも同様に極限的な平坦度が要求される。ミラー表面に原子レベルの微細な塵が付着するだけで、焼き付けられる回路に致命的な欠陥を生じさせる。そのため、装置内部は極めて清浄度の高い真空状態もしくは特殊なガスで満たされている。分解という行為は、この「聖域」を汚染し、光学部品の性能を恒久的に破壊するリスクと隣り合わせなのである。
機械とソフトウェアが融合した「ステージ制御」という心臓部
光学系と並ぶもう一つの核心技術が、シリコンウェハーを載せる「ウェハーステージ」と、回路の原版である「レチクル（フォトマスク）」を保持する「レチクルステージ」の制御技術である。
露光プロセス中、これらのステージは1秒間に数百回という猛烈な速度で加減速を繰り返しながら、寸分の狂いもなく同期して動く必要がある。その位置決め精度は、ナノメートル単位である。これは、飛行中のジャンボジェット機の上から、地上にあるコインをピンポイントで狙い続けるような精度に例えられる。
この超精密な同期制御は、単一の技術では実現できない。
- リニアモーター: 高速かつ高精度な駆動を実現する。
- レーザー干渉計: ステージの現在位置をリアルタイムで測定する。
- アクチュエータ: 測定された誤差を瞬時に補正する。
- 制御ソフトウェア: これら全てのコンポーネントからの情報を統合し、次の動作を予測・命令する。
これらのハードウェアとソフトウェアが一体となって初めて機能する。仮にハードウェア部品を完全にコピーできたとしても、それらをナノ秒単位で協調させる制御アルゴリズムがなければ、ステージはただの金属の塊に過ぎない。このアルゴリズムこそが、ASMLが長年の研究開発で培ってきた最大の知的財産の一つである。
露光装置は、較正基準、テストルーチン、交換部品に関する情報を自身で認識している。これが、ASMLがこの種の装置を扱える唯一の企業である理由だ。
装置は常に自己診断を行い、温度変化や振動による微細なズレをリアルタイムで補正（キャリブレーション）し続けている。分解行為は、この繊細なバランスを根本から破壊し、ソフトウェアが持つ基準値との間に修復不可能な乖離を生じさせる。
最も模倣が困難な「ソフトウェアとキャリブレーション」
ハードウェアの物理的な模倣が困難であることは想像に難くないが、それ以上にリバースエンジニアリングを阻むのが、装置を制御する膨大なソフトウェア群である。ASMLの装置は、数千万行にも及ぶコードで制御されており、これこそがハードウェアの性能を限界まで引き出す「見えざる魂」である。
このソフトウェアは、単にステージを動かすだけでなく、レンズの微細な収差を補正したり、光源の出力変動を予測して露光量を調整したりと、物理的な問題をソフトウェアで解決する「コンピュテーショナル・リソグラフィ」技術の中核を担う。技術者が装置を分解してハードウェアの構造を理解できたとしても、この複雑怪奇なソフトウェアの全容を解明することは不可能である。ソースコードがなければ、ブラックボックスを外部から解析するしかなく、それは事実上、ゼロから数十年分の開発をやり直すに等しい。
巨大なグローバル・サプライチェーンの壁
ASMLの強さは、自社の技術力だけにあるのではない。レンズのZeis、光源のCymerなど、世界中の専門企業約800社から供給される最高品質の部品を統合する、サプライチェーンのハブとしての役割にある。
仮に中国がDUV露光装置の設計図を完璧に入手できたとしても、その設計図通りに部品を製造できる企業が国内に存在しなければ意味がない。それぞれの部品がブラックボックスであり、それ自体がリバースエンジニアリングの対象となる。つまり、ASMLの装置一台をコピーすることは、半導体製造装置における巨大なグローバル・エコシステム全体を自国内に再現しようと試みるに等しく、その困難さは計り知れない。
地政学的背景：米国の輸出規制が中国を追い詰めたか
今回の事件は、技術的な探求心だけが動機ではない。その背後には、米国の厳しい対中半導体輸出規制という地政学的な現実が存在する。
「Tech War」と半導体国産化の焦り
2018年以降、米国は安全保障上の懸念を理由に、中国に対する先端半導体およびその製造装置の輸出規制を段階的に強化してきた。これにより、中国最大のファウンドリであるSMIC（中芯国際集成電路製造）などは、7nmプロセス以降の微細化に不可欠なEUV露光装置を入手できず、プロセス開発は停滞を余儀なくされている。
規制はEUVに留まらず、液浸DUV装置の一部にも及んでいる。これにより、中国は既存の装置を延命させ、その能力を最大限に引き出す一方で、国産装置の開発を国家的な最優先課題として推進せざるを得ない状況に追い込まれた。今回のリバースエンジニアリングの試みは、このような閉塞感と、技術的ブレークスルーを求める国家的な焦りが結実したものと分析できる。この無謀とも思える試みに踏み切らなければならないほど、中国の半導体産業が置かれている状況は深刻であると言える。
中国国内メーカーの現在地とASMLとの格差
中国にも、SMEE（上海微電子装備）という国策の露光装置メーカーが存在する。しかし、その技術力はASMLに大きく水をあけられているのが現状である。現在SMEEが量産可能な最先端の装置は、90nmプロセスに対応するものに留まるとされ、ASMLが20年以上前に達成した技術水準である。最新のスマートフォンやAIプロセッサで要求される10nm以下のプロセスとは、絶望的な技術的隔たりがある。この埋めがたい差を少しでも縮めるための「近道」として、今回のリバースエンジニアリングが試みられた可能性は極めて高い。
模倣の限界と半導体覇権の行方
この一件は、技術、特にその頂点に位置するシステムの複雑性について、重要な教訓を与えてくれる。
イノベーターと模倣者：半導体産業における特殊性
ビジネスの世界では、革新者（イノベーター）を模倣者（コピーキャット）が打ち負かす例は少なくない。 しかし、半導体製造装置の分野では、その常識は通用しない。なぜなら、装置の性能は個々の部品の単純な足し算ではなく、それらを統合し、最適化する「すり合わせ技術」と、長年の運用データから得られる知見（ノウハウ）に深く依存しているからだ。これは基礎科学から応用技術、さらには熟練工の技能まで、多層的な知識が複雑に絡み合った結果であり、表面的な模倣では決して到達できない領域である。
中国はこれまで、多くの分野で西側諸国の技術を模倣し、改良することで急速な発展を遂げてきた。しかし、物理法則の限界に挑む半導体リソグラフィ技術は、その成功体験が通用しない、全く異なる次元の挑戦なのである。
中国の次の一手と技術的課題
この失敗が、中国の半導体国産化への意志を挫くことはないだろう。むしろ、安易な道がないことを痛感し、より長期的で基礎的なアプローチへと戦略を転換させる契機となる可能性がある。具体的には、以下の方向性が考えられる。
- 基礎研究への大規模投資: 材料科学、光学、プラズマ物理学など、製造装置に不可欠な基礎分野の研究開発に、これまで以上の資源を投入する。
- 人材育成と獲得: 国内のトップ大学での関連分野の教育を強化すると同時に、海外の優秀な技術者を高待遇で招聘する動きを加速させる。
- 段階的な技術開発: 一足飛びに最先端を目指すのではなく、まずは旧世代（ArFドライなど）の装置を完全に国産化し、そこから段階的に技術を積み上げていく現実的なアプローチにシフトする。
しかし、どの道を選んだとしても、ASMLが築き上げてきた牙城に追いつくには、少なくとも10年から20年単位の時間と、天文学的な額の投資が必要となるだろう。今回の事件は、その道のりの険しさを改めて世界に示すこととなった。
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