1. シリコンインターポーザーとは？
シリコンインターポーザーは、半導体チップと基板の間に挟まる**中間層（インターポーザー）**の一種で、シリコン素材で作られた配線基板です。
従来の有機基板よりも配線幅を微細にでき、複数のチップ（CPU/GPU/メモリなど）を高密度・高速に接続できます。
特に、HBM（High Bandwidth Memory）をロジックチップに近接配置する2.5Dパッケージングで必須の部材です。
2. 役割と特徴
主な役割
高密度配線
配線ピッチは数μm単位で形成可能（有機基板の約1/10〜1/20）
短距離・広帯域通信
チップ間の距離を極限まで短縮し、遅延を減らす
複数チップ統合
CPU/GPU、メモリ、I/Oチップを1パッケージにまとめる
3. 製造プロセスのポイント
シリコンウエハを加工して配線層を形成
TSV（Through-Silicon Via）：シリコンを垂直に貫くビアを形成し、上下層を接続
絶縁膜＋メタル配線（銅など）で信号・電源ラインを構築
最終的にロジックチップやHBMを実装
4. メリットと課題
メリット
高帯域：1TB/sクラスのメモリ帯域も実現可能
信号品質の向上（低遅延・低ノイズ）
大型チップや複数チップを一体化できる
課題
製造コストが高い（シリコン加工＋微細配線工程が必要）
大型インターポーザーの歩留まり低下リスク
放熱設計が難しい（シリコンは熱伝導性が高いが密集実装は発熱増大）
5. 主な採用事例（2025年時点）
| 製品 | 採用技術 | 用途 |
|---|---|---|
| NVIDIA H100/B100 | CoWoS（TSMC）＋大型シリコンインターポーザー | AI/HPC |
| AMD MI300 | 2.5D＋HBM統合 | AI/HPC |
| Intel Ponte Vecchio | EMIB＋一部シリコンブリッジ | AI/HPC |
| 高性能FPGA（Xilinx, Intel） | 2.5D構造 | データセンター |
6. 関連パッケージ技術との位置づけ
| 技術 | インターポーザー | 特徴 |
|---|---|---|
| CoWoS（TSMC） | 大型シリコンインターポーザー | GPU＋HBM |
| I-Cube（Samsung） | 大型シリコンインターポーザー | メモリ統合効率 |
| EMIB（Intel） | 部分的シリコンブリッジ | コスト削減・柔軟性 |
| Fan-Out（InFO等） | 基板レス（不要） | 薄型・低コスト、小型デバイス向け |
7. 市場動向と今後
AI需要の急増で、HBM統合パッケージが増加 → シリコンインターポーザー需要も拡大
TSMC、Samsung、UMC、SPILなどが量産ラインを拡張
将来はハイブリッドボンディング（直接接合）＋薄型インターポーザーによるさらなる高密度化が進む
8. まとめ
シリコンインターポーザーは、**次世代半導体の性能を引き出すための「目立たない主役」**です。
特にAI・HPC・5G基地局・高性能ネットワーク機器において、チップ間通信のボトルネックを解消し、性能向上を支える中核技術となっています。
今後のパッケージング競争では、インターポーザーの大型化、高密度化、コスト低減が重要なテーマとなるでしょう。
