ファブレスとは
ファブレスとは、工場を持たず、設計に特化する半導体企業です。 水平分業のうち設計を担い、製造は社外へ任せます。成り立つには、設計を社外でもできるようになることと、工場を持つ道がふさがることの2つが要りました。
売っているのは、回路をどう並べてつなぐかという設計
Section titled “売っているのは、回路をどう並べてつなぐかという設計”ファブレスが売っているのは設計です。どんな回路を、どう並べて、どうつなぐかを決めた結果が、製品の性能と機能を決めます。実際にウェーハを流す仕事はファウンドリへ、切ってパッケージに入れる仕事はOSATへ渡します。この形が商売として成り立つまでには、長い時間がかかりました。
素子1個や汎用回路を売る時代、設計は差別化にならなかった
Section titled “素子1個や汎用回路を売る時代、設計は差別化にならなかった”集積回路の発明以前、半導体企業が作っていたのはトランジスタという単体の素子で、コンデンサや抵抗と同じ電子部品の一種であり、あくまで一つの汎用部品に過ぎませんでした1。回路やシステムの設計はそれを買う側の仕事で、この時代の半導体は、回路やシステムの領域というより物理学の世界でした。
1950年代末に集積回路が発明された後も、同じ構図がしばらく続きました。最初のころ搭載された素子数は数十個、多くても数百個程度で、載っていたのは汎用的に使われる基本的な回路です。代表的な製品は標準ロジックICでした。標準的な回路は誰が設計しても同じ出来上がりになるので、商売になるのは作ることのほうで、この時代の半導体企業は基本的には汎用部品を作る製造業でした。
設計が社内の手作業だったあいだ、外部の人は設計できなかった
Section titled “設計が社内の手作業だったあいだ、外部の人は設計できなかった”設計に意味が生まれてからも、ファブレスの登場までにはさらに時間がかかりました。当時の設計手法は各半導体企業内の技術者の専門的なスキル頼みの手作業で、外部の人間が設計することはほぼ不可能だったからです1。日清紡マイクロデバイスのブログの筆者が新人だったころは、マイラー紙と呼ばれる特殊な紙でできた大きな方眼紙の上に、設計者がトランジスタや配線を鉛筆で書いて色鉛筆で色を塗っていました。
手作業は開発の受け方にも響きました。電卓用のチップ開発の依頼をすべてカスタム設計で対応するのは困難で、電卓ではカスタム化をソフトウェアで対応し、ハードウェア（回路）を汎用化してこの問題を解決しました。その汎用化されたハードウェアがマイクロプロセッサです。
集積度はさらに上がり、1970年頃に千個程度だった素子数は1980年代後半には百万個以上へ増えました。こうなると、手作業ですべての専用回路を設計することは現実的に不可能です。
そこで、設計手法の改革とコンピュータによる設計の自動化が進みました。自動化ツールも最初は各半導体企業固有の内製ソフトでしたが、外部の専門ベンダーによるソフトに変わっていき、これも一種の分業です。EWS（Engineering WorkStation）という技術業務用の小型コンピュータが普及し、ゲートアレーやスタンダードセルといった効率的な手法も開発されました。こうして、半導体企業の外部のユーザー（顧客、学生、研究者など）が専用の回路を設計できる環境が整いました。
工場建設費の高騰が、新規参入をファブレスに絞った
Section titled “工場建設費の高騰が、新規参入をファブレスに絞った”設計を外へ出せるようになっても、工場を持たずに済ませる選択そのものに意味が生まれる必要がありました。微細化の進展に伴って工場建設費が急激に高騰したため1、新興企業が工場を作って新規参入することは極めて困難になり、ある時期以降の新興企業の新規参入は、ファブレスという選択にならざるを得ませんでした。
ファブレスは、設計を社外でもできるようになったことと、工場を持つ道が事実上ふさがったことの2つがそろって初めて形になりました。前者だけなら社内設計の延長にとどまり、後者だけなら参入自体が止まります。
1991年より前は100社未満、2007年には約1000社
Section titled “1991年より前は100社未満、2007年には約1000社”TSMC創業者のモリス・チャン氏は、2007年8月24日収録のオーラルヒストリーで2、収録時点のファブレスを約1000社とし、1991年より前は多くても2桁で100社に満たず、その多くが苦戦していたと語っています。TSMCを始めた最初の数年は、当時わずかにあったファブレスも日本企業へファウンドリの仕事を出していて、その理由は技術と信頼だったとしています。設計だけを売る会社が育つには、任せられる作り手が育つことが同時に必要でした。
ディスクリート半導体にも、ファブレスがある
Section titled “ディスクリート半導体にも、ファブレスがある”ファブレスは、先端ロジックの外にも広がっています。水平分業が進んだ現在では、製造だけを請け負ってくれる会社が既に存在するため、トランジスタの開発に特化したディスクリート半導体のファブレスも存在します。半導体企業が半導体工場を持つことが常識で、水平分業という考え方がなかった時代には、開発に特化した形態はほぼなかったであろうとされています。作り手が外に用意されているかどうかが、設計専門という選択が取れるかどうかを決めます。
よくある質問（FAQ）
Section titled “よくある質問（FAQ）”ファブレスとは何ですか？
水平分業のうち設計に特化し、工場を持たず製造を社外へ任せる企業です。
昔から設計専門の会社はあったのですか？
設計はチップを買う側の仕事でした。集積回路の発明以前に半導体企業が作っていたのはトランジスタという単体の素子で、回路やシステムの設計はユーザーの仕事だったため、設計に特化した企業が存在する余地はありませんでした。
なぜ設計が仕事になったのですか？
チップの中身が変わったためです。初期の集積回路は汎用的な基本回路で、標準的な回路は誰が設計しても同じだったため、設計で差別化できませんでした。1970年頃に千個以上の素子を搭載できるようになり、チップは部品からシステムへ質的な変化を遂げつつありました。
設計を社外の人ができるようになったのはいつからですか？
設計手法が変わってからです。当時の設計は各半導体企業内の技術者の専門的なスキル頼みの手作業が多く、外部の人間が設計することはほぼ不可能でした。その後、設計手法の改革とコンピュータによる設計の自動化が急速に進みました。
工場を持たず設計に特化する選択は、積極的に選ばれたのですか？
選ばざるを得なかった面があります。工場建設費が微細化の進展に伴って急激に高騰したため、新興企業が工場を作って新規参入することは極めて困難になり、ある時期以降の新規参入はファブレスという選択にならざるを得ませんでした。
ファブレスはどのくらい増えたのですか？
TSMC創業者のモリス・チャン氏は2007年収録のオーラルヒストリーで、1991年より前のファブレスの数は多くても2桁で100社に満たず、その多くが苦戦していたとし、収録時点では約1000社になっていると語っています。
ディスクリート半導体にもファブレスはありますか？
あります。水平分業が進んだ現在では製造だけを請け負う会社が存在するため、トランジスタの開発に特化したディスクリート半導体のファブレスも存在します。
比較・違いを学ぶ
Section titled “比較・違いを学ぶ”3件を表示
- 1日清紡マイクロデバイス：半導体産業の水平分業化の歴史～ファブレス半導体企業の誕生～blog.nisshinbo-microdevices.co.jp abc
- 2Computer History Museum：Oral History of Morris Chang（2007年8月）archive.computerhistory.org ↩
- 3日清紡マイクロデバイス：半導体産業の水平分業化とファブレスの躍進blog.nisshinbo-microdevices.co.jp