要点

ハイシリコンはファーウェイ(華為技術)傘下のファブレス半導体および集積回路設計の会社。ファーウェイ製の携帯電話向けのSoCである「Kirinシリーズ」のほかIoT、5G関連の製品を製造する。米中貿易戦争の激化から、中国は自国製品の半導体を設計・製造する必要が生じており、ハイシリコンの戦略的重要性が増している。

1. ビジネス

概要

ハイシリコン(HiSilicon、海思半导体)は、ファーウェイ(華為技術)傘下のファブレス(自社製造工場を持たない)半導体および集積回路設計の会社。主にファーウェイ製の携帯電話向けのSoC(システムオンチップ)である「Kirinシリーズ」を設計している。1991年に「華為ICデザインセンター」として設立され、2004年からハイシリコンとして分社化した。

中国は過去数十年にわたり、Shanghai Hua Hong、Semiconductor Manufacturing International Corpのような半導体企業の育成を目指してきたがうまくいかず、両者は海外企業に買収されていた。ハイシリコンは中国政府待望の自国の半導体設計企業である。

ハイシリコンの製品は、ワイヤレスネットワーク、固定ネットワーク、デジタルメディアなどの分野のチップとソリューションをカバーし、世界の100以上の国と地域で正常に適用され、デジタルメディアの分野では、SoCネットワーク監視チップとDVBチップとIPTVチップを開始した。2019年には、ハイシリコンの第1四半期の売上高は前年同期比41%増の17.55億ドルに達し、成長率は他の半導体企業よりもはるかに高く、ランキングも14位に上昇している。

中国の深圳に本社を置くハイシリコンは、北京、上海、成都、武漢、シンガポール、韓国、日本、ヨーロッパ、その他世界各地のオフィスや研究センターに7,000人以上の従業員がいる(2020年4月現在)。20年間の研究開発の後、ハイシリコンはIC設計と検証技術の強力なポートフォリオを構築し、先進的なEDA設計プラットフォームを開発し、いくつかの開発プロセスと規制の設定を担当している。

ハイシリコンは長年にわたり、200以上のモデルを開発し、8,000件以上の特許を出願している。ハイシリコンはまた、エコシステムのグローバルリーダーと戦略的パートナーシップを構築しており、特に信頼性の高いサプライチェーン内でのエンジニアリング(ウェハ製造)、パッケージング、テストの分野で活躍している。

さらにファーウェイは、今年1月に次世代通信規格「5G」向けの半導体チップ「Baron 5000」を発表し、近く発売予定の5Gスマホに搭載するという。Baron 5000は、現行規格の4Gに比べ10倍の通信速度を実現し、米クアルコムの競合製品よりも通信速度が2倍速い。ハイシリコンのIC設計能力は、米国政府やシリコンバレーのファブレス企業が危機感を抱くほど高度化した。これらのハイエンドチップを設計したハイシリコンを頂点に、中国本土には、2018年末時点で1700社を超えるファブレス集積回路設計企業がひしめき合うという(中国半導体行業協会集成電路設計分会調べ)。

前年同期比54%増と急成長するビジネス

IC Insightsの5月の報告書に拠ると、ハリシリコンの2020年第1四半期における収益は、前年同期比54%増の26億7000万ドル(約2848億円)に達した。売上高を大幅に増やしたハイシリコンは、半導体の世界販売売上高トップ上位10社に初めてランクインした。

ハイシリコンの急成長の理由の中には、ファーウェイ以外にも他の顧客への供給を視野に入れた展開がある。同社は2020年1月初旬に4G通信チップをオープンマーケットで提供すると発表した。その狙いは、今年の第1四半期のハイシリコンの台頭にも反映されていると思われる。

ハイシリコンのグローバル半導体市場への進出に伴うリスクは、AIおよび5GモデムチップのKirinファミリの安定した顧客である親会社のファーウェイによって緩和されている。

図1. 2020年5月、ハイシリコンが初めて10位に入った。Source: IC Insights.

いわゆるファブレス企業であるハイシリコンは、台湾半導体製造 (TSMC) のような純粋なファウンドリにチップ製造を委託しており、第1四半期の売上高はハイシリコンとの取引もあって45%増の103億米ドルに達した。IC Insightsによると、Appleに供給された同等のデバイスとともにハイエンドの7-nm Kirin SoCは、TSMCの2019年第1四半期の売上高が前年同期比45%増加したことのかなりの割合を占めているという。実際、Appleとハイシリコンを合わせて、2019年のTSMCの売上高の37%を占めているとの報告がある。

また、中国の調査会社CINNOのレポートによると、ハイシリコンは2020年第1四半期、IC Insightsの半導体売上高リストで7位にランクされているクアルコムを初めて中国のスマートフォン用プロセッサのトップサプライヤーとして追い抜いた。

ハイシリコンは、2020年の第1四半期に2,221万個のスマートフォン用プロセッサを出荷し、昨年の同時期に出荷された数とほぼ同数となった。2019年第1四半期の24.3%から43.9%へと市場シェアを拡大することに成功した。これに対し、クアルコムのシェアは、3月四半期には前年同期の48.1%から32.8%に低下した。

米国のブラックリストに載って以来、ファーウェイは中国に力を入れ、XiaomiやOppoのようなライバルに優勢を築き、スマートフォンの市場シェアを増やしてきた。これがハイシリコンの市場シェアの拡大を後押ししている。

ハイシリコンのKirinブランドの主な出荷先であるファーウェイの携帯電話(P30 Pro)

貿易戦争

米トランプ政権は2020年5月、中国との緊張を激化させる可能性のある行動で、世界のチップメーカーから華為への半導体の出荷をブロックする方向に動いた。米商務省は「米国の特定のソフトウェアと技術の直接製品である半導体のファーウェイによる購入には当局の許可が必要となる」と発表した。

基本的に、米国のソフトウェアやハードウェアを使用して海外で製造されたチップは、商務省の許可なしにファーウェイやその子会社に出荷することはできない。つまり、半導体がファーウェイによって委託または設計され、米国外のファウンドリーで製造されたものであっても、製造工程で米国の機器や設計ツールが使用されている場合、チップは輸出制限の対象となる。これでは、ファーウェイがシステムオンチップやその他の集積回路を、電話やタブレットなどの自社製品に搭載することはできない。

これは、ファーウェイのためにチップを作り、アリゾナ州に5nm半導体工場を建設することを約束したばかりのファウンドリ最大手TSMCにも影響を与える。新ルールが適用されるまでには120日間の猶予期間がある。TSMCはハイシリコンからの新規受注を止めたと一部で報道されている。ハイシリコンはTSMCに深く依存しており、TSMCでの製造が実現しない場合、代替を見つける必要がある。

最新の米国のルールから身を守るために、ファーウェイは台湾のMediaTekのような米国以外のサードパーティの設計者から同様のチップを購入することができるが、それは5G基地局の製品からスマートフォンまでの製品の品質を傷つける可能性がある。しかし、ここ数年で目覚ましい進歩を遂げてきたハイシリコンの業績見通しが厳しいものになる可能性はある。

ハイシリコンは、米国の規制強化を一部予想して、TSMCからのチップ受注の一部を本土のSemiconductor Manufacturing International Corp (SMIC) にシフトしている。しかし、SMICは米国製のチップ製造装置やソフトウェアにも依存しているため、信頼できるパートナーとは言えないかもしれない。多くの人は、SMICが米国のルールを守るのか、それとも華為技術のような同郷のチャンピオンを支援することでワシントンの怒りを買うのか、どちらかと推測している。

もし後者を選択した場合、SMICは中国で新たなサプライヤーを見つけるのが困難になる可能性がある。中国は多くのハイテク分野で進歩を遂げているが、高度な製造装置や材料を製造する能力にはまだ限界があるとみられている。

仮にSMICがリスクを負うことを厭わなかったとしても、ファーウェイの助けにはならないかもしれない。SMICの技術はまだTSMCの後塵を拝していると述べた。TSMCはすでに5ナノメートルの生産に従事しているが、SMICはまだ14ナノメートル。現在の14ナノメートル技術では、近い将来に量産を開始する予定のファーウェイの5G携帯電話にハイシリコンが必要とするチップを作ることができないだろう。

SMICは、設備をアップグレードすることで能力を向上させようとしており、5月初めには、中国の2つのチップファンドから20億ドル以上の新規投資を確保したと発表した。

2. 半導体製品

SoC(システムオンチップ)

ハイシリコンは、NPU(ニューラルプロセッシングユニット)を2つ搭載し、AI機能を強化したスマートフォン用SoC「Kirin 980」を2019年8月31日~9月5日ドイツの ベルリン市で開催されたコンシューマエレクトロニクス展示会「IFA 2018」において、「世界初の7nm(ナノプロセス) SoC」として公開した。

Kirin 980の設計は、ハイシリコンが行い、製造はTSMCに委託した。ハイシリコンはファブレスであって半導体製造工場を持ってはおらず、半導体製造はファウンドリに委託している。ハイシリコンは最新の世界半導体ファブレス売上高ランキングで、6位の米AMDに次いで7位にランクされている。

2020年4月に発表されたKirin 985は5Gモデムと統合され、NSA/SAデュアルアーキテクチャとTDD/FDDフルスペクトルバンドをサポートしている。フル周波数5G SoCをリードするKirin 985は、フラッグシップ5G体験を提供し、5Gユーザーの苦痛のポイントを緩和し、5GネットワークにおけるUL/DL速度、シグナルアンチジャミング機能、高速モバイル機能、5G占有率、レイテンシ、デュアルSIM体験などの分野で技術革新を実現する。

ワイヤレス通信における同社のイノベーションには、LTE Cat.4、Cat.6、Cat.12/13、Cat.18、Cat.19、Cat.21、デュアルSIM&デュアルLTE(VoLTE付き)、疑似基地局防衛技術を他社に先駆けて搭載したBalongモデムの発売に成功したことなどが含まれる。ハイシリコンは、5G業界の発展を促進するために、5G無線チップセットをいち早く製品化している。

HiSilicon Kirin 960. 画像:ハイシリコンから.

データセンター向け

ハイシリコンは、データセンター向けにARMアーキテクチャをベースにしたKunpengシリーズのサーバCPUを開発。卓越した性能、スループット、統合性、エネルギー効率を備えたKunpengシリーズプロセッサは、ビッグデータ、分散ストレージ、ARMネイティブアプリケーションなどの幅広いシナリオに適用され、データセンターの多様なコンピューティング要件を満たしている。

ハイシリコンは、より多くの顧客が新しいアーキテクチャに移行するのを支援するために、アクセラレーションライブラリ、コンパイラ、ツールチェーン、および開発者が従来のワークロードをKunpengに移行する場合に必要となるその他のものを含むポータルを立ち上げました。2020年6月現在、これは厳密には中国のプロジェクトである。

ハイシリコンはスマートフォン用のArmに精通しており、その知識を活かして2019年1月に発売されたKunpeng 920を開発した。このチップは、ARMv8アーキテクチャに基づいて、100GbEと並んでPCIe 4.0とCCIXをサポートし、8チャンネルDDR4のための場所がある。

Armはサーバーシリコン市場において、x86の独占を打破する運命にある、偉大なディスラプターとみなされていた。Armが設計したプロセッサコアは、RISCアーキテクチャに基づいている。このアプローチは、コアあたりの計算能力は低いが、IntelやAMDの一般的なチップよりも多くのコアをサポートすることができる。

AI / IoT

ファーウェイは2019年8月、Ascend 910 AIコンピューティングチップを発表し、ライバルのNvidiaのTesla v100の2倍の性能を備えていると主張した。同社の発表に拠ると、半精度浮動小数点演算(FP16)では256テラフロップスを実現している。整数精度計算(INT8)では512テラOPSを実現。他の追随を許さない性能にもかかわらず、Ascend 910の最大消費電力はわずか310Wと、予定スペック(350W)を大幅に下回っている。これに伴い、ファーウェイは、機械学習フレームワーク「MindSpore」の製品化を発表した。

MindSporeは、ファーウェイがゼロから完全に開発し、クラウドエッジデバイス全体でオンデマンドのコラボレーションを実装している。統一されたAPIとエンドツーエンドのAI機能を提供し、あらゆるシナリオでのモデル開発、実行、展開を実現する。「MindSporeは分散アーキテクチャを使用して、ネイティブの差別化可能なプログラミング・パラダイムと新しいAIネイティブ実行モードを活用して、より優れたリソース効率、セキュリティ、信頼性を実現している」という。

他にも様々なAIアプリケーション向け製品がハイシリコンにはある。ハイシリコンは、データセンターからエッジ、デバイスまでAIを拡張するオールシナリオAIチップセットAscendシリーズSoCを提供し、データセンター、エッジ、コンシューマデバイス、IoTシナリオに向けたAIコンピューティングパワーを提供するとともに、スマートシティ、セルフドライブ、クラウドサービス、ITインテリジェンス、スマートマニュファクチャリング、ロボットなどの革新的なユースケースに向けた真新しいソリューションを提供し、各領域でのAIの実装を加速させると説明している。

ビデオアプリケーション向けには、ハイシリコンは、スマートIPカメラ、スマートTV向けに世界をリードするチップを発売し、画像の記録、デコード、表示に特化したエンドツーエンドのフル4K製品とソリューションを提供している。

ハイシリコンは、IoTアプリケーション向けにPLC/G.hn/Connectivity/NB-IoT製品を発売し、各家庭や様々な業界のデジタル機器の接続に役立つ信頼性と安全性の高いチャネルのネットワークを構築している。

ハイシリコンが提供する監視用機器はモノのインターネット(IoT)の典型例

5G

ファーウェイは2009年から5G研究に著しく投資しており、5Gチップの研究開発において豊富な技術力を蓄積してきた。ファーウェイは、より高速で安定した5G接続を提供するために、チップの研究開発中に大規模なテストを実施し、世界100以上の都市でテスト要員を採用し、400万回以上の通話テストを実施して、高速移動シナリオでのネットワーク切断やネットワーク信号の不良など、5Gユーザーの苦痛のポイントに対処してきた。ファーウェイは高速鉄道、地下鉄、高速道路のシナリオで綿密な研究を行い、テストの総走行距離は100万kmを超えている。

ハイシリコンとChanghong Holding Group(四川长虹电器股份有限公司)が共同開発した革新的な5G対応産業用インターネット製品ライン「长虹5G産業用インターネットスマートテレビ大量カスタマイズ生産ライン」は、正式に大規模生産を開始し、5G産業用モジュールの商業利用新時代の幕開けとなった。2020年1月に試験運用を開始して以来、25万台のスマートテレビを生産した。複数の5G産業ソリューションを効果的に連携させることで、効率性が60%向上し、製造業のデジタル化のベンチマークを提供している。

業界全体で5Gプラススマート製造業の大規模商用利用を加速させるため、ハイシリコン(上海)と四川AI-Link Technology Co, Ltd. Ltd.(以下、Changhong AI-Link)は本日、従来の製造業のスマートデジタルトランスフォーメーションを共同で推進するため、5G産業用モジュールに関するライセンスおよび協力契約を締結した。

5G + 8K + AI

2019年10月に深センで開催されたエレクトロニクスショー「ELEXCON 2019」の期間中、プラットフォームとソリューションマーケティングのディレクターであるZhao Qiujingは「ファーウェイとハイシリコン、"すべてのものが知覚され、すべてのものがつながる世界" を構築するというビジョンで足並みをそろえている。"Everything Connected" の核となるのは、チップと主要部品である。ハイシリコンは、さまざまな業界の産業、デジタル、インテリジェント産業の礎となる端末を実現するために、コアチップとキーコンポーネントを提供したいと考えている、と説明している。

彼女は主に以下の3点を強調した。

  1. ハイシリコンは、最も早く、最も売れた製品ラインであるカメラ製品ラインの名前を変更した。現在は "Smart Vision" と呼ばれている。カメラは、主に業務用セキュリティ監視分野で使用されていたが、スマートビジョンでは、民生用電子機器や車載用電子機器向けに、より幅広い視覚認識コンピューティング製品を提供することを目標としている。
  2. ハイシリコンは、セットトップボックスとテレビの2つの製品ラインをスマートメディア製品ラインに統合する。ハイシリコンは、外部の開発者に統合コンピューティングのプラットフォームを提供することで、独立系のテレビブランドやセットトップボックス事業者から、全画面スマート端末や将来のスマートホームセンターへと市場を拡大したいと考えている。
  3. ハイシリコンはコネクティビティ事業を積極的に拡大していく。AI(人工知能)/ IoTの応用分野は非常に複雑で広範囲にわたっている。ハイシリコンは現在、4Gと5Gのチップを販売しており、AI / IoTスマート接続市場を追求している。これに伴い、ハイシリコンは、主にホームネットワークへのアクセスを目的としたネットワークを構築している。また、ハイシリコンは現在、3つの新規ビジネス領域を有している。大画面、中画面、小画面のデバイスを中心としたディスプレイグループ、インテリジェントビジョンカメラによるインテリジェントコネクテッドカー市場をターゲットとしたカーエレクトロニクスグループ、新興分野の可能性を追求するロボティクスグループの3つである。

参考文献

  1. HiSilicon Technologies. Bloomberg Private Company Profile.
  2. 百度百科. "深圳市海思半导体有限公司".
  3. Hisilicon "Company Overview"
  4. 服部毅. 中台勢恐るべし!世界初の7nm モバイルSoCは中国勢が設計し台湾で量産. 服部毅のエンジニア論点.
  5. 服部毅. 中国半導体設計恐るべし!HiSiliconを頂点にIC設計企業が1700社. 服部毅のエンジニア論点.
  6. ファーウェイ. "Win Together in the New Computing Era with Kunpeng" 2019/7/23.
  7. . "ファーウェイ is planning to inject $436m into Arm-based server silicon". The Register. 25 Jul, 2019.
  8. Mo Yein. "In Depth: ファーウェイ’s Chip Dreams in Crosshairs of Latest U.S. Assault". Caixin, May 29, 2020.

Photo via ファーウェイ