チップレット・とは？半導体業界を変える小さな部品たちの秘密共起語・同意語・対義語も併せて解説！

この記事を書いた人

高岡智則

年齢：33歳性別：男性職業：Webディレクター（兼ライティング・SNS運用担当）居住地：東京都杉並区・永福町の1LDKマンション出身地：神奈川県川崎市身長：176cm 体系：細身〜普通（最近ちょっとお腹が気になる）血液型：A型誕生日：1992年11月20日最終学歴：明治大学・情報コミュニケーション学部卒通勤：京王井の頭線で渋谷まで（通勤20分）家族構成：一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹恋愛事情：独身。彼女は2年いない（本人は「忙しいだけ」と言い張る）

チップレット・とは？

チップレットは、半導体の小さな部品を組み合わせて一つの機能を作る新しい設計方法です。ダイと呼ばれる小さな半導体を複数作り、それを一つのパッケージに収めて動かします。レゴブロックのように、機能ごとに部品を作って組み合わせるイメージです。

従来は一枚の大きなチップで全ての機能を実現してきましたが、これにはコストがかさむことや、設計の柔軟性が低いという問題がありました。チップレット方式では、必要な機能だけを小さなダイとして作り、

パッケージの中でダイ同士を結線して動作させます。こうすることで、コストを抑えつつ性能を組み合わせて高めることができます。

仕組み

チップレットは、それぞれのダイと呼ばれる部品をパッケージ内で結合します。結合には特殊な技術が使われ、ダイ同士の通信を速くする工夫がされています。結果として、CPUコアを集めたダイ、メモリを担当するダイ、グラフィックのダイなど、役割ごとに分けた部品を一つの箱にまとめて使えます。

メリットとデメリット

メリット	コスト削減、設計の柔軟性、異なるダイの組み合わせが可能
デメリット	パッケージの複雑さ、ダイ間の通信遅延、熱設計の難しさ
使われ方	高性能PCやサーバー、AIチップなどの分野で活用が進む

現代の大手企業でもチップレット技術は実用化が進んでいます。例えば、CPUの中で異なる機能を担当するダイを分けて作ることで、必要なときだけ新しいダイを追加することが可能になります。

将来性と注意点

将来は、より多くの機能を小さなダイに分け、部品を交換するだけで性能を更新できる時代が来ると期待されています。一方で、チップレット同士の通信を速く保つための設計や、熱の管理といった新しい課題も増えます。

実例として、AMD の Ryzen 世代はダイを複数組み合わせる方式を使い、高効率な電力利用を実現しています。Intel も Foveros や EMIB のような技術を使い、チップレットの普及を進めています。

結論として、チップレットは半導体の製造と設計の新しい可能性を開く考え方です。覚えておくべきポイントは、小さなダイを組み合わせて柔軟に性能を組み替えられる点と、通信遅延や熱設計の課題が生まれる点です。

チップレットの関連サジェスト解説

半導体チップレットとは: 半導体チップレットとは、ひとつの大きなダイを作る代わりに、複数の小さなダイを一つのパッケージに集めて動作させる技術のことです。従来は大きな一枚のダイを作って機能を実現していましたが、製造上の難しさやコストが高くなることがあります。チップレットでは、計算を担当するコアの小さなチップレットと、通信や記憶などの機能を持つ別のチップレットを組み合わせ、最終的な製品をパッケージに納めます。この仕組みは、ダイを小さく作って歩留まりを改善しやすくする一方、複数のチップレットを結ぶ配線やパッケージ設計が難しくなる点があります。仕組みのイメージとしては Lego のブロックを組み合わせるような感じです。コアとなるチップレットは計算を担当し、他のチップレットはメモリや周辺機能を担当します。これらを特別な接続でつなぎ、ひとつの製品として機能させます。メリットは三つあります。まず製造の歩留まりが上がり、コストを下げやすくなります。次に、最新の設計技術を使いながら過去の部品と組み合わせることができ、開発の柔軟性が高まります。最後に、異なる製造ノードのチップレットを組み合わせることで性能と省電力のバランスを取りやすくなります。デメリットはパッケージングの複雑さと通信の遅延、設計の難しさです。チップレット間の距離が長くなると通信速度が気になることがあります。熱の分散も難しくなる場合があります。実例としては AMD の Ryzen のような CPU でチップレット方式が使われることがあります。Intel の EMIB や Foveros のようなパッケージ技術もチップレットを組み合わせて機能を作る方法です。

チップレットの同意語

チップレット: 複数の小さな半導体ダイを一つのパッケージで組み合わせて機能を実現する設計単位。独立したダイ同士を接続して動作することが特徴です。
チップレット技術: チップレットを実現・活用するための製造・パッケージング・接続技術の総称。ダイ間の高密度接続や標準化されたインターフェースなどを含みます。
チップレットアーキテクチャ: 複数のチップレットを組み合わせて一つの大きな機能を作る設計思想・構造。最適な機能割り当てやスケーラビリティを重視します。
マルチチップモジュール: 複数のダイを一つのパッケージに封入・統合する構造。チップレットと同義的に使われることがあります。
複数ダイ構成: 一つのパッケージ内に複数のダイを配置して機能を実現する設計構成。
ダイ分割構造: ダイを分割して分担・組み合わせることで性能やコストの最適化を図る設計手法。
モジュール化チップ: 機能を持つ小さなチップ（ダイ）をモジュールのように組み合わせて使う考え方。
相互接続可能ダイ: ダイ同士を高密度・高信頼で接続できる設計・技術の特性。

チップレットの対義語・反対語

モノリシック・チップ: 全機能を1枚のダイに集約したチップ。複数のダイをパッケージ内で分離せず、1つのダイで完結する設計思想です。
一体化ダイ: 複数のダイを分離せず、1つのダイに統合して作られたダイ構造のこと。チップレットの対義語として使われます。
単一ダイ設計: 回路を1つのダイで実装する設計思想。分割してチップレットを組むのではなく、単一ダイで完結します。
モノリシックSoC: SoCを1枚のダイで実現する設計。チップレット方式の“分割構成”の反対です。
全体1ダイ構成: チップ全機能を1つのダイに収めた構成。複数ダイを1パッケージで組み合わせるチップレットの対局概念。
一枚ダイ構成: ダイを1枚だけ用いて構成した集積回路。複数ダイを組み合わせるチップレットとは対になるイメージ。

チップレットの共起語

チップレット: 機能を分けたダイを組み合わせて1つの製品を作る構成要素。再利用性が高いのが特徴。
2.5Dパッケージ: 複数のダイを同じパッケージ内に収め、ダイ間の配線をインターコネクトで結ぶ方式。主にインターポーザーを介して接続します。
3D-IC: ダイを垂直に積み重ねてひとつのチップとして動作させる統合技術。TSV（Through-Silicon Via）など縦方向の接続を使います。
インターコネクト: チップレット同士やダイ間を結ぶ高速な信号経路。帯域幅と遅延をどう設計するかがポイントです。
インターポーザー: ダイ間の信号を集約して配線する高密度基板。セラミックやシリコン上に配線層を作ります。
ダイ: 半導体ウェハから切り出した個別の機能ブロック。チップレットの基本単位です。
多ダイ: 1つのパッケージに複数のダイを集約する設計方針。
パッケージ: 外部に信号を伝えるためのケース・基板の集合。チップレットはこの中に収められます。
モジュール化: 機能ごとにダイを分離し、必要に応じて組み合わせられるようにする設計思想。
TSV: Through-Silicon Viaの略。ダイを貫通して縦方向に配線する技術。
EMIB: Embedded Multi-die Interconnect Bridgeの略。ダイ間をブリッジで結ぶ技術。
Foveros: 異なるダイを積み重ねて接続する3D統合技術。ダイ間の接続を高度化します。
InFO: Integrated Fan-Outの略。ウェハー級パッケージングで外形を拡張します。
JEDEC: 半導体パッケージの標準化を進める業界団体。チップレットの規格策定にも影響。
オープン標準: 複数社が共通に使える公開された設計規格。相互運用性を高めます。
相互運用性: 異なるメーカーのダイ・部品を一緒に動かせる能力。
帯域幅: データを運ぶ速さの指標。チップレットは高帯域を狙います。
熱設計/熱管理: 発熱を抑え、性能と寿命を維持する設計・対策。
電力効率: 同じ性能での消費電力を抑えること。重要な設計目標です。
歩留まり/Yield: 製造時の良品比率。複数ダイを組み合わせると課題になることがあります。
信頼性: 長期間安定して動作すること。熱・機械応力・接続の信頼性がポイント。
コスト削減: ダイを分割・再利用することで全体コストを抑えるメリット。
供給チェーンリスク: 特定の材料・工程への依存を減らし、安定供給を確保する工夫。
設計再利用: 過去の設計を再利用して開発期間を短縮する考え方。
リファレンスデザイン: 標準化された設計例。開発の出発点として使われます。
アプリケーション例: AI処理やデータセンター向けの高性能計算など、性能重視の用途で用いられます。
セラミック基板: インターポーザーに使われる高耐熱・高信頼性の基板材料のひとつ。
シリコン基板: 一部のインターコネクト構成で使われる基板材料。