台湾TSMCと東京大学は全社・全学レベルでのアライアンスを結び、半導体システムに関する研究を共同で推進すると2019年11月27日に発表した（TSMCのプレスリリース、東京大学のプレスリリース）。TSMCが台湾以外の大学と組織全体にわたる協業を行うのは今回が初めて。
東京大学での発表会に登壇したTSMC チェアマンのマーク・リュウ氏は「東京大学で取り組まれている材料や物性、測定手法、次世代デバイスやシステム設計などの分野における研究に敬服している」と述べ、同大学での基礎科学研究などに期待を見せた。東京大学総長の五神真氏は今回のアライアンスについて「かつて類を見ない密度と深さで国際連携を進める」とし、最先端の半導体製造技術と学理をトップレベルで融合させる挑戦的な取り組みとした。また、今回のアライアンスを活用して世界最先端の半導体製造工場とつながることができるとし、日本の産業界とも大規模な連携を行うとした。
今回の提携の目的は主に2つ。1つは「東京大学・TSMCゲートウェイ構想」の実現だ。具体的には東京大学大学院工学系研究科にシステムデザイン研究センター「d.lab（ディーラボ）」を2019年10月11日に創設した。システムのアイデアを持つ人が短期間に専用チップを入手できるよう、設計プラットフォームを構築する。既にTSMCがオープンイノベーションプラットフォームとして用意する最先端プロセスに向けた設計環境「Virtual Design Environment（VDE）」をクラウド上に構築しており、メガファウンドリーであるTSMCの最先端プロセスを使ったデバイス試作が可能とする。米スタンフォード大学や米カーネギーメロン大学で授業用に28nmのデザインキットを提供し、設計を試作として送り返すという取り組みは行っているが、VDEを採用する大学は今回の東京大学が初とする。試作には、TSMCの試作サービス「CyberShuttle」を利用する。
ポイントは、同ラボが産業界との連携のハブとなる点だ。様々なアイデアを持っている会社が最先端の技術を利用して、チップとして具現化できる道を作るとする。従来、TSMCによる試作サービスは、（1）大手ファブレスメーカーなどに向けて最先端プロセスを提供する量産検証用のシャトルサービスか、（2）大学・研究機関などに向けていわゆる枯れたプロセスを提供するアカデミープログラムやアライアンスプログラムしかなく、セキュリティーに対応できないため企業と大学の産学連携で利用されるケースもほとんどなかったという。つまり、実質的に日本企業はTSMCの最先端プロセスからほぼ締め出された形になっていたのだ。
今回は東京大学が別の企業と連携することを想定しており、VDEを使うことでセキュリティー上の問題を回避しながら最先端プロセスによる試作が可能となる。TSMC R&D コーポレートリサーチ担当 バイスプレジデントのフィリップ・ウォン氏は「d.labと日本のIC業界が直接結びつくことで、日本のエコシステムになれる」とした。特に、d.labによるサポートが受けられる点から、半導体開発の敷居を下げ、ファブレス半導体メーカーではないシステムメーカーなども参加することを期待しているという。
今回こうした取り組みを進めた背景には、従来のモノ中心の資本集約型社会からサービスが主体となる知識集約型社会への移行が進む中、半導体については汎用デバイスからアプリケーション毎の領域特化型（専用）デバイスへと主流が移り変わっている点があるとする。d.labでは領域特化型の専用デバイスの開発に照準を絞る。こうした専用デバイスはいわゆるAIやIoTなど、サーバーやエッジでの様々な利用に向けることを想定する。専用デバイスは汎用デバイスに比べてエネルギー効率が向上する半面、開発効率が悪いのが一般的だ。d.labではこれらの両立を目指し、当面はエネルギー効率や開発効率を10倍以上に高めることを目標に開発プラットフォームを構築していくとする。
d.labセンター長は東京大学大学院工学系研究科 教授の黒田忠広氏。同ラボは留学生や研究者向けの宿泊施設である東京大学目白台インターナショナルビレッジの一角に設置する。まだ詳細は決まっていないが、同ラボの財源は参加する日本企業から調達することを想定しており、参加を表明する企業も続々と出てきているという。
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