調査によると、半導体産業は依然として脆弱である

半導体産業協会（SIA）とボストン・コンサルティング・グループ（BCG）は本日、世界中が進行中のチップ不足への対応策を模索している中、半導体産業の弱点について詳細なレポートを発表しました。

最大の問題点については、多くの愛好家が知っているだろう。半導体業界は世界中の多くの企業に依存していますが、その多くは非常に特殊なニッチな分野で活動しており、その領域に大きな影響力を持っています。その結果、地理的には危険なほど小さく、目を見張るほど大きいサプライチェーンが形成されているのです。

"SIAとBCGは報告書の中で、「1つの地域が世界市場の65％以上のシェアを占めている地点が、サプライチェーン全体で50カ所以上ある」と述べ、「世界の半導体サプライチェーンの回復力に関しては、製造業が大きな焦点となっている」と付け加えています。さらに彼らは、次のように説明しました。

"半導体製造能力の約75%と、シリコンウエハー、フォトレジスト、その他の特殊化学品などの主要材料の多くのサプライヤーは、地震や地政学的緊張に大きくさらされている中国および東アジアに集中しています。さらに、世界の最先端の半導体製造能力（10ナノメートル以下のノード）のすべてが、現在、韓国（8％）と台湾（92％）に集中しています。自然災害やインフラの停止、内紛などによって中断される可能性のある単一障害点であり、チップの供給に深刻な支障をきたす恐れがあります。"

私たちは、ここ数ヶ月でそうした危険性の例を数多く目にしてきました。自然災害？12月10日の地震で台湾のマイクロンの2つの工場が停止したり、2月の嵐でテキサス州のサムスンの工場が停止したりしました。インフラストラクチャーの機能停止？台湾では記録的な干ばつのために水の配給が行われています。

これらの例だけでも、マイクロンの場合はフラッシュメモリ、サムスンの場合はSSDコントローラの供給問題につながっています。台湾の干ばつにより、CPU、GPU、シングルボードコンピュータ、ディスプレイパネルなどの生産が脅かされているが、メーカーはその影響を軽減する努力をしています。

SIAとBGCは、そのリスクを軽減するには大きな障壁があるとし、その中でも特に重要なのは、それらの企業が非常に複雑な専門性を持っているという事実だと述べています。彼らは報告書の中でこう説明しています。

"サプライチェーン全体で専門性を高めることで、科学の限界を超えた革新に必要な深い集中力が得られます。半導体製品には30種類以上のカテゴリーがあり、それぞれが電子サブシステムの特定の機能に最適化されています。最新のチップを開発するには、ハードウェアとソフトウェアの両方に深い専門知識が必要であり、専門企業が提供する高度な設計ツールと知的財産（IP）に依存します。また、チップの製造には、ウェハー、汎用化学品、特殊化学品、バルクガスなど、通常300種類もの材料が必要です。これらの材料は、50種類以上の高度に設計された精密機器によって処理されます。露光装置や計測装置などのほとんどの装置は、モジュール、レーザー、メカトロニクス、制御チップ、光学など、何百もの技術サブシステムを組み込んでいます。半導体の設計・製造に関わる高度な専門知識を持つサプライヤーは、しばしば異なる国に拠点を置きます。そして、チップは世界をジグザグに横断するグローバルな旅となるのです。"

自給自足を否定する論調

チップの不足により、世界各国の政府は、グローバルネットワークへの依存度を疑問視しています。例えば、欧州委員会は12月に1,700億ドル（1,450億ユーロ）を投じて増産する計画を発表し、米国のジョー・バイデン大統領は2月に重要なサプライチェーンの見直しを指示しました。

また、中国はチップ産業の独立を目指しており、米国がチップ製造装置に制限をかけているにもかかわらず、一連の勝利を収めています。ここ数カ月の間に、中国は初のDDR4メモリ、初の国産SSD、初の7nmデータセンター用GPUを発表し、チップ製造装置の開発も進めています。

しかし、SIAとBGCによれば、真の意味での自給自足はほぼ不可能であり、少なくとも現在よりもはるかに多くの予算を費やすことを望まない政府にとっては、そのようなことはありえません。 SIAとBGCが発表した見積もりをご覧ください。

これは、世界全体で9,000億ドルから1兆2,000億ドルの先行投資と、45億ドルから1,250億ドルの年間コスト増を伴うものです。SIAとBGCは、この年間コストだけで、"2019年にバリューチェーン全体で1,260億ドルに達した業界の利益をすべて帳消しにしてしまう "と述べています。

SIAとBGCは、メーカーのコスト増が顧客に完全に転嫁された場合、「半導体の価格の平均35～65％の上昇」につながる可能性があると述べています。そうなると、ほぼ間違いなく消費者もコストアップすることになり、最高のCPUや最高のグラフィックカードを安く買うことはできなくなるだろう。

しかし、実質的なコストはさらに高くなります。"SIAとBGCは、「さらに、外国との競争から遮断され、グローバルな規模を奪われた縦割りの国内産業は、効率と革新能力を失う可能性が高い」と述べています。"最終的には、世界中の消費者がより強力でより安価な電子機器にアクセスできるようになるという数十年にわたるトレンドを逆行させることになるでしょう」と述べています。

また、各国政府が単に2019年のチップ需要を満たしたいと考えた場合の話です。SIAとBGCは、「半導体需要の年平均4〜5％の成長に対応するためには、2030年までに業界の生産能力をほぼ倍増させなければならない」と推定しています。そうなると、自給自足の供給はさらにコスト高になります。

解決策の提案

SIAとBGCは、主要地域での完全な自給自足に代わる解決策として、ターゲットを絞った投資を提案しました。例えば、国家安全保障上重要なデバイスに使われる半導体の国内生産を支援するため、米国に200億ドルから500億ドルのプログラムを導入することを提案しました。

また、「半導体技術の管理に重大な国家安全保障上の懸念を抱く政府は、半導体貿易の制限に関する安定した枠組みを確立すべきである」とし、政策目標、制限、およびその結果として予想される「業界関係者への二次的な影響」を明確に定義しました。

最後に、「半導体産業が現在の技術革新と成長のペースを維持することを脅かす、迫り来る高技能人材の不足に対処するための努力を大幅に強化してほしい」と政策立案者に訴えました。自律したチップ産業はまだ生まれていないし、これからも生まれないだろう。つまり、人的要因を無視することはできないということです。

このような解決策は、短期的には何の役にも立たないのでしょうか？そうではありません。生産能力の増強には莫大な費用がかかり、完成までに時間もかかります。TSMCは、何の理由もなく今後3年間で1,000億ドルを費やす計画を立てたわけではありません。投資額と期間のいずれかを削減できるのであれば、そうするでしょう。

しかし、少なくとも、なぜこのようなチップ不足が起きているのか、なぜ一朝一夕には解決しないのか、そして業界関係者は近い将来にどのように対処できると考えているのかが、これまで以上に明確になりました。