量子コンピューティングは、これまで長年にわたり、ほぼ研究室の中だけの存在でした。しかし、その状況が急速に変わりつつあります。その兆候が明確になったのは、2026年春のことでした。IBMが、量子ファウンドリ事業をAnderonとして分社化し、ファブレスの量子チップ設計事業と専用300mm製造事業を切り離すと発表したのです。10年以上にわたり量子チップを完全に内製していたIBMが、外部需要が拡大し社外向けウェーハ供給を事業化できる段階に達したと判断したのです。このような圧倒的な業界大手がファウンドリ事業の構築に乗り出すということは、業界全体もその方向へ向かっているということです。
この1年間、 ATREGは様々な量子ハードウェア企業から直接話を聞き、各社の製造設備戦略を調査してきました。調査したほぼすべての企業が、クリーンルームのリース、製造装置の調達、既存ファブ運営企業との提携検討など、何らかの形で事業拡大を計画しています。また、QuantWare、IonQ、IQMといった企業による相次ぐ大型資金調達やクリーンルーム拡張の動きも追跡してきました。これらを総合すると、トレンドは明白です。量子コンピューティングは研究テーマから、製造能力をいかに確保するかという課題へと移行しつつあり、この変化をリードする企業は二つのグループに分かれています。一つは、自社でクリーンルームを構築・保有する垂直統合型企業。もう一つは、商用ファウンドリを利用するファブレスの設計企業です。いずれのグループも現在では、ファブ設備や製造能力の確保に向けた具体的な取引需要を生み出しており、これは量子業界では比較的新しい動きです。
なぜ今なのか
三つの要因が重なっています。第1の要因は政府資金です。米国商務省は、9社の量子コンピューティング企業に対し、少数株主持分との引き換えに総額約20億ドルを投資する意向表明書（LOI）を締結しました。IBMから分社化されたAnderonと、GlobalFoundriesの量子コンピューティング向け新事業部門が最大規模の支援を受け、その他7社のベンチャー系量子ハードウェア企業にも資金が提供されました。欧州でも同様の動きが進んでいます。フランスは国家量子計画に10億ユーロ超を追加投入し、デンマークではコペンハーゲン近郊に量子チップ向けの専用ナノファブリケーション施設の整備が進められています。
第2の要因は民間資本です。NASDAQに上場したQuantinuumの評価額は、150億ドルを超えました。PsiQuantumの企業価値は、直近の資金調達で100億ドルを突破しました。また、IonQによるSkyWater買収の動きは、一部のファブレス企業がファウンドリ能力に対して受け身にならず、自ら取得する方向へ動き始めたことを示しています。
第3の要因は製造能力の不足です。量子コンピューティングが商業生産へ向かう一方で、量子チップを製造可能なファウンドリは限られており、すでに半導体需要によって高い稼働率に達しています。ファウンドリパートナーからの聞き取りを通じて、量子コンピューティングの産業化を支援するパートナーや、量子製造向けの生産能力を求める企業から複数の提案が米国商務省に提出されていることが分かっています。それらの提案のうち最終的にどれだけが採択されるかに関わらず、新たな量子プロジェクトを受け入れられる製造余力はすでに限られています。また、多くの企業はファブ建設が正式に始まる前からパートナー企業との協議を進めています。これは、需要がインフラ整備を上回るスピードで拡大しており、潜在需要が実際の需要に変化していることを示しています。
量子チップ向けクリーンルームの要件は従来型ファブと何が違うのか
量子チップ向けクリーンルームには、従来の半導体製造との共通点もありますが、その重なりは市場で語られるほど大きくありません。シリコンスピン方式と超伝導方式は、現在最も商業化が進んでいる二つの量子コンピューティング技術です。これらは200mmまたは300mmウェーハラインとの親和性が高く、16〜28nmの成熟プロセスで製造し、EUV露光は必要としません。そのため、金属成膜やエッチング設備を備えた既存の200mm・300mmラインは、有力な転用候補となります。しかし、量子コンピューティングのニーズは、少なくとも三つの点で重要な違いがあります。
第1に、汚染管理の考え方がロジック半導体製造とはほぼ逆になります。量子ファブでは通常、ISOクラス6〜8程度のクリーンルームで十分です。これは最先端ロジック半導体工場と比べると緩い基準ですが、ニオブ、窒化チタン、コバルトといった特殊材料を使用するので、パーティクル管理とは別の隔離要件が発生します。特にコバルトは、従来のCMOSプロセスを前提としたファブとの間で運用上の課題を生じさせると量子ハードウェア企業は指摘しています。実際にある大手ファウンドリは、既存の300mmラインの中には、こうした非標準材料の汚染リスクを理由に量子用途へ転用ができない場合があると述べています。
第2に、主要なボトルネックは前工程ではなく、パッケージングと組立工程にあります。量子チップをインターポーザへ接合する工程や、クライオスタット用の配線、ハイブリッドボンディングなどは、前工程ファブとは異なる装置や精度が求められます。ファウンドリ経営者や量子ハードウェア企業へのインタビューでは、この工程がサプライチェーンの中で最も分断され、成熟度も低い領域であると共通して指摘されました。
第3に、これはクリーンルームではなく設備の問題ですが、極低温機器とシステムの統合があります。希釈冷凍機やクライオスタット、ヘリウム供給設備にとって重要なのは、パーティクル制御ではなく電力容量や振動対策です。場合によっては、ISOクラス8程度の倉庫レベルの空間で十分なこともあります。これは、「量子コンピューティング対応施設」の定義そのものを書き換える可能性があります。従来ならファブ候補と見なされなかった建物でも、量子用途では有力な選択肢になり得るのです。
競争環境はどこへ向かうのか
現在、十分な資金を調達した量子ハードウェア企業は100社にも満たないとみられます。しかし、それらにサービスを提供できるファウンドリは、GlobalFoundries、imec、STMicroelectronics、Infineon、Tower、SkyWaterなど一部に限られており、需要が集中しています。なかでもGlobalFoundriesは、複数の量子技術方式に対応することで、早い段階から優位なポジションを築いています。この集中が今後も続くのか、それとも事業拡大コストの上昇によって、IonQによるSkyWater買収のような垂直統合モデルへ移行する企業が増えるのかは、この業界の重要な注目点の一つです。
市場では両方のシナリオが同時に進行しているように見えます。一部の企業は、実際の需要に先行して数年にわたる生産能力計画を立て、早期に解決すべき長期的課題として製造設備戦略の策定に取り組んでいます。一方で、試作規模のファブではもはや対応できなくなり、共有設備やリース設備の利用を模索する企業もあります。しかし両者が示している現実は同じです。需要の増加スピードが供給能力を上回っており、特にパッケージングと組立工程は依然として十分な供給基盤が整っていません。
半導体製造資産の仲介によって成り立つグローバル業界にとって、これは見慣れた構図に新たな変数が加わった状況です。現在は既存ファブの転用による生産能力が、量子コンピューティングをリードするシリコンスピン方式と超伝導方式に適しています。一方、次なるフロンティアとしてフォトニクスと先端パッケージングが浮上しています。最終的には、生産能力不足が生じる領域を見極め、市場全体に先んじて行動することが、量子コンピューティングの「クリーンルーム時代」における最大の商機となるでしょう。
著者紹介
Stephen Rothrock氏は、ATREG, Inc.の創業者兼CEOです。2000年にATREGを設立し、先端技術企業によるインフラ資産の売却・取得を支援してきました。半導体ファブをはじめ、MEMS、太陽電池、ディスプレイ、R&D施設がその対象です。過去25年間にATREGは、世界のウェーハファブ売買取引の約40％にあたる60件の案件を成立させました。ATREG設立前には、Colliers Internationalのグローバル・コーポレートサービス部門を立ち上げ、米国事業責任者を務めました。
また、それ以前にはロンドンでSavills Internationalのディレクターとして勤務し、多国籍企業向けのコーポレートサービス事業を構築しました。さらに、英国上場の不動産会社の国際取締役会メンバーを務めたほか、パリ近郊では国際NGOに4年間勤務した経験もあります。英国ハル大学で政治神学の修士号（MA）を取得し、米国ワシントン大学シアトル校で商学学士号（B.A. in Business Commerce）を取得しています。
