米テスラの次世代AIチップ「AI5」、Samsungの2nmプロセスで製造へ　車載投入は2027〜2028年以降か

Samsung FoundryのエンジニアがSNSに投稿した内容から、テスラ（Tesla）の次世代チップ「AI5」について、Samsungが自社の2nm製造プロセスに合わせた設計データの最終調整を終え、テキサス州テイラー工場で試作製造に進む段階に入ったことが明らかになった。これまで業界では、AI5はより成熟したプロセスで製造されると予想されていたが、その前提が覆された形だ。ただし、AI5はまず人型ロボットなどに搭載される予定であり、Tesla車への導入は2027年から2028年になる見込みである。

■削除された投稿が明かした事実

Samsung FoundryのプリンシパルエンジニアによるLinkedInの投稿が7月11日、TeslaのAI5をめぐる業界の見方を覆した。韓国メディアに報じられた後に削除されたこの投稿によると、AI5は業界が予想していた成熟プロセスではなく、テキサス州テイラー工場の2nm GAA（Gate-All-Around）ノードで製造されるという。また、2nmの最初の対象はAI6になるという予想も覆された。

この情報公開は、Tesla車のオーナーがすぐに新しいコンピューターを手に入れられることを意味するわけではない。イーロン・マスク氏は2026年4月23日の第1四半期決算説明会で、AI5はまず人型ロボット「Optimus」や社内のスーパーコンピュータークラスターに搭載され、自動車には搭載されないと明言している。CybercabはAI4ハードウェアでローンチされた。車載用のAI5は早くても2027年から2028年の話であり、マスク氏自身が「ラインサイドに数十万個のAI5ボードが完成していること」と表現した在庫のしきい値が条件となる。テープアウト（製造に必要な設計データの最終確定）は製造側にとって重要な節目だが、車両への展開は別のタイムラインで進む。

投稿したのは、Samsung Foundryで18年の経験を持つプリンシパルエンジニアのジェームズ・キム氏だ。7月11日の朝、同氏はLinkedInに「TeslaとSamsungのAI5チップがテープアウトに達した」「当社の最新の2nmプロセスを使用してテイラー工場で製造される予定であり、まもなくTeslaの最新製品に統合される」と書き込んだ。また、「パロアルトとオースティンにあるTeslaのエンジニアリングチームと協力した、実りある数カ月だった」とも記している。韓国メディアの聯合ニュースとKorea JoongAng Dailyがこの情報を転載する頃には、キム氏はこの投稿を削除していた。しかし、その前にTeslaウォッチャーのソーヤー・メリット氏がX（旧Twitter）で拡散し、Electrek、DigiTimes、TrendForce、UPI、BigGo Financeなどが独自に報じて中核となる主張を裏付けていた。

■2つの「テープアウト」の違い

その重要性を紐解く前に、元の投稿では触れられていなかったファウンドリのメカニズムについて補足する。このプログラムには2つの異なるテープアウトのイベントがあり、それぞれ意味が異なる。

1つ目は、4月15日のTeslaによるテープアウトだ。この日、マスク氏はXで、チップ設計チームがAI5を完成させ、最終的な設計ファイルを製造のためにSamsungとTSMCの両方に送ったと投稿した。これは設計からファウンドリへの引き継ぎであり、チップの論理設計が凍結され、外部の製造業者に渡された瞬間である。

キム氏の削除された投稿が確認したのは、Samsungのテープアウトである。これはSamsung独自のプロセス適応の完了を意味する。SamsungのエンジニアはTeslaの論理設計を受け取り、トランジスタのサイズ、セルライブラリ、タイミングルール、相互接続層など、Samsung固有の2nmプロセス設計キットにマッピングした。この適応が凍結され、工場自体に引き渡された時点が、Samsungのテープアウトとなる。そこからプロセスは事前検証、フォトマスク製造、ウェーハ製造へと進み、エンジニアリングサンプルを作成する。この一連の作業には通常3〜4カ月かかる。その後、顧客による認定評価と量産立ち上げにさらに6〜9カ月を要する。

歩留まりに予期せぬ問題がなければ、テイラー工場からの最初の試作チップが今年の第4四半期に予定されているのはこのためだ。実際の製品向けの量産は2027年以降となる。

■覆された業界の前提と歩留まりの回復

キム氏の暴露の商業的に重要な点は、SamsungがAI5を製造しているということではない。それは4月から公知の事実だった。重要なのは、Samsungがどのノードを使用しているかだ。

テイラー工場に関するTechTimesの過去の報道、Electrekの独自報道、TrendForceの生産ロードマップなどに示されているように、半導体業界全体の前提は、テイラー工場におけるSamsungの2nm GAAノードは、AI5の次世代チップであるAI6でデビューするというものだった。この前提の下では、AI5はより成熟したプロセスノードで製造され、新しい2nmラインは後継設計のために確保されると予想されていた。

キム氏の投稿は、その前提を明確に打ち砕いた。AI5はテイラー工場の2nmで製造される。これは、AI6に予定されていたのと同じGAAノード、同じ工場、同じプロセスファミリーである。

これが重要なのは、Samsungの2nmへの道のりが、異例なほど公にされた回復の物語だったからだ。Samsungが2025年9月に第1世代のSF2ノードでExynos 2600の量産を開始したとき、アナリストは歩留まりを約50%と推定していた。これは、業界が一般的に商業生産として成立する下限と見なす60%のしきい値を下回っている。釜山日報が引用した業界関係者は2026年4月に、2nmの歩留まりは依然として50%台半ばにとどまっており、欠陥チップがウェーハ製造を通過してもその後の処理ステップで失敗するため、実質的なバックエンド後の歩留まりはさらに低くなる可能性があると報じていた。比較として、TSMCは独自の2nmノードで60〜70%を達成していると報じられていた。

その後、状況は大幅に改善した。Korea Economic Dailyが引用した情報筋によると、Samsungの2nmプロセスは2026年第1四半期には最高で60%の歩留まりを超えたという。2025年後半の約20%からの上昇であり、近年の最先端ノードとしてはかなり速い歩留まり回復軌道の1つである。Samsungのファウンドリ事業部長であるハン・ジンマン氏は6月12日の経営説明会で、歩留まりが上昇していることを確認する一方で、ファウンドリの年間黒字化は依然として2028年の目標であると警告した。

プロセスがさらに成熟するのを待つのではなく、AI5をその歩留まり60%のノードにコミットすることで、Teslaのエンジニアは事実上、実際の生産を伴う形で、Samsungの歩留まり改善を評価したことになる。テイラーラインからのエンジニアリングサンプルは、その判断を検証するか、再設計を引き起こすかのいずれかになる。業界は年末までにその答えを得るだろう。

■GAA：AI5にとってノードアーキテクチャが重要な理由

Samsungの2nmプロセスは、GAA（Gate-All-Around）トランジスタアーキテクチャに基づいて構築されている。これは、3nmおよび5nm世代の最先端チップを支えてきたFinFET設計からの構造的な脱却である。FinFETでは、ゲート材料が電流を運ぶチャネルに3方向から接触する。GAAでは、チャネルの4面すべてを包み込む。この追加の接触により、電流の流れに対する静電制御が向上し、アイドル時のリーク電流が減少し、3nm未満のFinFET設計を悩ませるパフォーマンスの低下なしに、より厳密な寸法スケーリングが可能になる。

Samsungは2022年に3nmノードでMBCFET（Multi-Bridge Channel FET）ブランドとしてGAAを商業的に導入した。これは、チャネルが垂直に積み重ねられた複数の薄い水平シリコンリボンで構成され、すべての面がゲート制御されるナノシート実装である。TSMCは現在、2nm（N2ノード）でGAAに移行しているところだ。この順序は重要である。Samsungは商業生産規模で3年間にわたりGAAプロセスのエンジニアリング経験と欠陥削減の知識を蓄積してきたが、TSMCはまだこのアーキテクチャの初期学習段階にある。

AI5の場合、Samsungの第1世代2nmノード（SF2）は、第2世代の3nmプロセスと比較して、パフォーマンスが5%向上、電力効率が8%向上、ダイ面積が5%縮小する。バッテリー寿命が厳しい制約となる人型ロボットのシャーシ内で約250Wで推論処理を行うチップにとって、これらの向上は意味のある形で複合的に作用する。Samsungが今年テイラー工場のFab 1に導入する予定の2nmファミリーの第3世代バリアントであるSF2P+は、AIワークロードに特化して調整された同じMBCFETアーキテクチャでOptic Shrink技術を使用し、SF2Pよりも20〜30%の追加パフォーマンスを提供する。

1つの制約は公のままだ。約60%というSamsungの2nm歩留まりは、TSMCが報告している60〜70%の範囲を下回っており、最先端ノードの生産が先端プロセスの大量生産が経済的に十分効率的とされる約70%の水準も下回っている。バックエンドの処理ステップで追加の損失が発生するため、ウェーハ投入あたりの利益を生む完成チップの割合は、ウェーハレベルの歩留まりの数値が示すよりも低くなる可能性がある。マスク氏が「これまでで最も生産されるAIチップの1つ」になると予想するチップにとって、テイラー工場が試験生産から量産へと移行するにつれて、そのギャップを埋める必要がある。

■165億ドルの契約とTSMCとの競争

TeslaのAI5へのコミットメントは、Samsungが2025年7月にTeslaと結んだ2033年までの165億ドル（約2兆6730億円、1ドル=162円換算）のファウンドリ供給契約の一部である。この契約はAI5とAI6の両方を対象としており、AI5の生産はSamsungとTSMCで分割され、その後のAI6チップはテイラー工場のSamsungの2nmプロセスに全量割り当てられる。

このロードマップの下では、テイラー工場は単一のチップの獲得ではなく、複数年にわたるアンカー顧客との関係となる。Samsungのバイスプレジデントであるマーガレット・ハン氏は、5月28日に開催されたSamsung Advanced Foundry Ecosystem Forumの参加者に対し、「準備はできている」と語り、テイラー工場での顧客向け生産は2027年に開始される予定だと述べた。同工場は4月に装置搬入式を終え、3月にはEUV露光装置のテストを開始し、今年初めには韓国のサプライヤーENF Technologyのテキサス州カイル工場からプロセス化学薬品の受け入れを開始している。

TSMCに対する競争上の影響は、劇的というよりは限定的だ。TSMCは世界のファウンドリ収益の約70%を占めており、これはSamsungの7.3%のシェアの9倍以上である。また、TSMCのN2歩留まりはSamsungを上回っている。TSMCのアリゾナ工場は2nm生産に向けて順調に進んでおり、同社は依然としてApple、Nvidia、AMDの主要なファウンドリパートナーである。TeslaのAI5の分割が示唆しているのは、置き換えではなく検証である。Samsungは、トップティアの顧客が最も戦略的に重要なチップを両方のファウンドリで同時に稼働させるほど、最先端において信頼できる存在になったということだ。これは、Samsungが3nmで既存の顧客を維持するのに苦労していた3年前とは質的に異なる市場での立ち位置である。

Samsungの財務的な回復にとって、数字は具体的だ。ファウンドリ部門は2025年に推定6兆8000億ウォンの営業赤字を計上した。業界関係者は、Teslaの生産立ち上げとNvidiaの自動運転チップからの新たに確認された注文を主な推進力として、2nm関連の注文が2026年に前年比で130%以上増加すると予測している。その損失から収益性への道は、テイラー工場の稼働率に直結しており、テイラー工場の稼働率には現在、特定のチップ設計がラインにコミットされている。

■今後の展開とTesla車オーナーへの影響

短期的なマイルストーンはエンジニアリングサンプルである。テープアウトからサンプルまでの3〜4カ月のタイムラインに基づくと、製造が歩留まりの予期せぬ問題なしに進めば、テイラー工場からの最初のシリコンは今年の第4四半期に到着する可能性がある。これらのサンプルはTeslaの検証プロセスを経て、パフォーマンス、消費電力、シグナルインテグリティがTSMC製のバージョンと十分に一致し、Teslaのソフトウェアスタックが車両やロボット全体でそれらを同一に扱えることを確認する。

それを超えて、2027年のテイラー工場での量産立ち上げは、財務的なストーリーが変わる瞬間である。Samsungは、AI5とAI6の生産コミットメントが今年後半にファウンドリの収益に意味のある貢献をし始め、テイラー工場の立ち上げによって同施設が固定費負担の大きい施設から、収益を生む拠点へと変貌すると推定している。Samsungの2026年第2四半期のファウンドリ部門の損失は約6000億ウォンと推定されており、縮小してはいるものの、まだ解消されていない。

Tesla車のオーナーやFSD（完全自動運転）のウォッチャーにとって、短期的な答えは変わらない。AI5の最初の展開先は、2026年7月下旬または8月に発表されると予想される第3世代の人型ロボット「Optimus V3」と、Tesla社内のCortexスーパーコンピュータークラスターである。現在生産されているCybercabはAI4ハードウェアを搭載している。メモリを倍増し帯域幅を改善したブリッジアップグレードであるAI4+（AI4.1とも呼ばれる）は、2027年半ばにCybercabとModel Yの生産に導入される予定だ。AI5を搭載した消費者向け車両は、「生産ライン脇に完成済みのAI5ボードを数十万枚規模で確保していること」という在庫のしきい値が満たされるまで予想されていない。マスク氏がゲート条件として説明しているこのハードルは、現実的には早くても2027年半ばまでクリアされず、意味のある規模での車載展開は2028年以降になる。

テープアウトというマイルストーンがクリアされた。ノードの前提が覆された。エンジニアの投稿が削除された。そして、米国で最も重要な新しい半導体施設に、最初の実際のチップ設計がコミットされた。テイラー工場にとって、これは物語がインフラストラクチャからシリコンへと移行する瞬間であり、TeslaのAIロードマップにとって、その移行を推進するチップは、車に到達する前にロボットに向かっている。

■注目ポイントQ&A

●テープアウトとは正確には何ですか？また、SamsungがTeslaのAI5でテープアウトを完了したことが重要なのはなぜですか？

テープアウトとは、チップの設計が完了し、物理的な製造のために半導体ファウンドリに引き渡される時点のことです。今回のケースでは、2つのテープアウトが発生しています。Teslaの設計チームは4月にテープアウトを完了し、AI5の設計ファイルをSamsungとTSMCの両方に引き渡しました。その後、Samsungは7月上旬に独自のプロセス適応のテープアウトを完了し、Teslaの論理設計をSamsung固有の2nmプロセス設計キットにマッピングして、ウェーハ製造のために凍結しました。Samsungのテープアウトが重要なのは、実際の物理的なシリコンへの道が開かれるからです。現在、テキサス州テイラー工場からのエンジニアリングサンプルは今年の第4四半期までに予定されており、2027年には量産が続く見込みです。

●Tesla車に実際にAI5チップが搭載されるのはいつですか？

早くても2027年以降であり、意味のある規模での展開は2028年になる可能性が高いです。イーロン・マスク氏は2026年第1四半期の決算説明会で、AI5はまず人型ロボット「Optimus」や社内のスーパーコンピュータークラスターに搭載され、自動車には搭載されないと明言しました。マスク氏は、車両の生産ラインを切り替えるには「ラインサイドに数十万個のAI5ボードが完成していること」が必要だと述べており、このしきい値をクリアするのは2027年半ば以降になると予想しています。現在生産されているCybercabはAI4ハードウェアで稼働しており、2027年モデルの車両にはAI4+ブリッジチップが計画されています。

●GAA（Gate-All-Around）トランジスタ技術とは何ですか？また、Samsungの2nmノードにおけるAI5にそれが関連しているのはなぜですか？

GAA（Gate-All-Around）は、ゲート材料が電流を運ぶチャネルの4面すべてを包み込むトランジスタアーキテクチャです。以前のチップ世代で使用されていたFinFET設計では3面しか接触していませんでした。この追加の接触により、トランジスタに対する静電制御が向上し、リーク電流が減少し、FinFETではきれいに達成できない3nm未満のパフォーマンススケーリングが可能になります。Samsungは2022年に3nmノードを立ち上げて以来、GAAを商業的に使用しており、TSMCが2nmで同じ移行を行う前に、このアーキテクチャで約3年間の生産経験を持っています。Optimusのバッテリーに制約のあるシャーシに収まるように約250ワットの推論計算を目標とするAI5にとって、GAAによる効率の向上は直接的に重要です。

●このマイルストーンは、TSMCに対するSamsungの競争上の地位にとって何を意味しますか？

Samsungの2nmの歩留まり回復が信頼性のしきい値を超えたことを示唆していますが、パフォーマンスの差を埋めるものではありません。Samsungの2nmの歩留まりは2026年第1四半期に約60%でピークに達したと報じられていますが、TSMCは60〜70%の範囲であると報じられています。TSMCは依然として世界のファウンドリ収益の約70%を占めているのに対し、Samsungは約7%です。TeslaのAI5へのコミットメントが示しているのは、トップティアの顧客が、Samsungの歩留まりの軌道は単にサンプルを評価するだけでなく、実際の生産量をコミットするのに十分安定していると判断したということです。これにより、テイラー工場は最先端のAIチップにおいて、理論上の代替手段ではなく、TSMCに対する真のセカンドソースとなります。

元記事: Tesla AI5 Locks In Samsung 2nm at Taylor, Flipping the Node Assumption