TSMCの値上げにより、ほとんどの製品の小売価格が上昇する

TSMC社、Samsung Foundry社、GlobalFoundries社、SMIC社、UMC社、およびその他の契約チップメーカーが最近行っている、特に成熟したノードで製造されたチップのウェハ価格の上昇は、まもなく実際のハードウェアの価格にも深刻な影響を与えるだろうと、Counterpoint社の研究者は主張します。カウンターポイント社の研究者は、スマホをはじめとする日常的に使用されているさまざまなハードウェアの価格にも影響が及ぶだろうとします。

最新のPCやスマートフォンには、通常、最先端のチップ技術を用いて作られた1つまたは2つのキーチップ（CPU、GPU、SoC）が搭載されます（最先端またはアドバンストノード）。しかし、メインストリーム／マチュア・ノード（古いチップ技術）で作られた数十個のロジック・チップも搭載されます。

実際のチップを製造するファウンドリーは、すでに顧客のために価格を引き上げています。しかし、ほとんどのチップデザイナーやその他の完成品を製造する企業は、価格に敏感な顧客を脅かさないように、エントリーレベルやメインストリーム製品の価格を安定させるために、値上げ分を顧客に伝えませんでした。グラフィックカードやCPUではこのようなことは起こりませんでしたが（一部のSKUが単になくなっただけ）、多くのデバイス（スマートフォン、安価なノートPCなど）では、品薄の間も基本的に標準的な希望小売価格を維持してきました。しかし、それも終わりに近づいています。

TSMCをはじめとするファウンドリーが最近行った見積もりの引き上げにより、2020年から2022年にかけての一部のチップの累積コスト上昇率は30％以上になると考えられます。ただでさえ利益率が低いのに、30％もの値上げはサプライチェーン上ではありえません。カウンターポイント社は、チップの設計者がOEMメーカーに価格を引き上げ、それが2022年には最終製品に反映されると予想します。

ハイエンドのスマートフォンの製造コストを示すBOM（Bill of Materials）コストは、通常約600ドルです。この場合、BOMコスト全体に占めるチップの割合が低いため、全体では12%の増加となります。一方、エントリーレベル（150ドル未満）のスマホでは、BOMに占めるチップの割合が高いため、16％程度の増加が見込まれます。

BOMコストの12%～16%の上昇は、推奨価格に非常に大きな（25%以上と思われますが、これは推測です）影響を与えるため、来年はほとんどすべての製品で値上げが行われると考えてよいでしょう。

短期的な価格上昇はそれほど大きな問題ではありませんが、これらの要因により、今後数年間は価格が高くなります。

ウェハ価格：最先端とアドバンストノード

TSMCのN7やN5、Samsung Foundryの7LPPや5LPEなど、最先端の製造技術を用いてチップを製造する場合、委託先のチップメーカーは、最新のノードを用いたウェハーの加工費を、N12/N16以上の後続（旧）ノードの加工費よりも2～3倍高くする傾向があるため、コストが高くなります。

N5やN7テクノロジーに対応したSoCの開発には非常にコストがかかり、投資は通常、チップが収益を上げ始める数年前に行われます。そのため、最先端のプロセスを利用できるのは世界でも一握りの企業に限られています。

TSMCやサムスンファウンドリーは、最先端・高度なノードに対する需要がある程度限定されており、かつ予測可能であるため、生産能力の拡大を急ぐ必要がありません。そのため、TSMCのN5ノードを使用したウェハーは、来年の2021年に比べて価格が下がらないのに対し、N7ノードの価格は5％程度上昇するだろうとCounterpoint社は述べました。

今後1～2年は、大多数のチップ設計者にとって、この2つの技術はまだ手の届かないものであり、最先端のチップであっても、16nmや28nmクラスのノードで生産されることになるでしょう。一方で、これらの技術のウェハ価格は10％から18％上昇しますが、これは非常に顕著なことです。

現在、SSDコントローラなどのチップは12/16nmクラスの技術で製造されており、これらのチップは最近のクライアントPCの大部分に搭載されています。

ウェハー価格。メインストリームノードとマチュアノード

最近のクライアントPCに搭載されている高度なチップの周りには、パワーマネジメントIC、ディスプレイドライバIC、ネットワークコントローラなど、40/45nm以上の成熟した技術で作られたICが並んでいます。成熟したノードを使って作られたデザインは何万もあり、その数は増え続けています。これらのチップは、自動車メーカー、家電メーカー、産業機器メーカー、さらには航空宇宙メーカーなど、あらゆる業界で幅広く使用されています。

最近は、あらゆる電子機器の需要がすでに高くなっています（多くの会場が閉鎖されたままで、人々がグッズにお金を使っていることも理由のひとつです）。また、5G、AI、HPCなどのメガトレンドが進行中であるため、チップの需要は高まる一方です。そのため、カウンターポイント社では、トレーリング（遅れている）技術で作られたチップはしばらく供給不足になり、需要と供給のバランスが取れるのは2023年半ば以降になると予想します。

実際、製造装置メーカーによると、最先端ノード用の装置よりも、遅れているノード用に設計された装置の方が、需要が伸びているとのことです。

ラム・リサーチ社の最高財務責任者（CFO）であるダグ・ベッティンジャー氏は、アナリストや投資家との電話会議で、「我々は、数年単位で見ると、実際には最先端の装置が全体の装置よりも早く成長すると考えてきました」と述べました。「今でもそのように考えています。私たちは、このビジネスの原動力となっているダイナミクスが遅れているところにいます。IoT、RF、パワーデバイス、自動車などがそうです。この分野の半導体産業の需要は非常に強いのです」。

カウンターポイント社によると、TSMC（およびおそらく他のファウンドリー）は2020年半ば以降、40/45nm、55/65nm、90nm、およびそれ以上のノードの見積もりを何度も引き上げました。その結果、90nm技術で加工されたウェハの価格は、2020年と比較して2022年には38％上昇するとします。

カウンターポイント社のリサーチ・ディレクターであるデール・ガイ氏は、「ファウンドリの顧客（ファブレスやIDM）にとって、供給不足の影響は、ウェハコストの10～20％の上昇に比べてはるかに大きく、最終顧客（デバイスODM/OEM）に転嫁する可能性があります」と述べました。

ファブの稼働率は100％を超える

現在、ほとんどのファウンドリは、100%を超える稼働率で運営されています。TSMCは稼働率を公表していませんが、財務報告書によると、SMICの稼働率は2021年第2四半期に100.4%であったのに対し、UMCの稼働率は2021年第2四半期に100%を超えます。これは基本的に、ファブがウェハーの処理に多くの時間を費やし、メンテナンスにはあまり時間をかけないことを意味しており、これはリスクを伴います。

しばらく前から、契約チップメーカーは、トレーリングノードや、200mmウェーハに依存する旧式のノードのために、追加の装置を購入していました。しかし、現在は需要が供給を上回っているため、さらに機器を追加購入しており、今後数年間は減価償却が必要となるため、需給バランスが安定しても、価格を下げることには消極的になるでしょう。

エントリーレベルのデバイスは成功するか？

アナリストの予測が正しく、遅れている最先端ノードで作られたチップの価格が原因で、ハードウェアの小売価格が目に見えて上昇するとしたら、市場には興味深い影響があるかもしれません。

主流のスマートフォンやPCを購入する価格に敏感なお客様は、メーカーがミッドレンジ製品に何らかの付加価値を付けなければ、購入者が期待する価格帯から外れてしまい、エントリーレベルのデバイスを購入するようになるかもしれません。このような現象は、すでにGPU市場で見られます。今度は、より一般的なデバイスに起こるかもしれません。

まとめ

ハイエンドスマートフォン向けのCPU、GPU、SoCの価格は、主に需要の高さに加えて、歩留まりや供給不足などの要因によって左右されます。TSMCとSamsung Foundryは、5nmおよび7nmクラスのノードのキャパシティが比較的限られていますが、最先端ノードのチップを開発する余裕のある企業との長期的な関係を重視しているため、どちらも最先端ノードの見積もりを増やしたり、入札制度で割り当てを売ったりすることはありません。

しかし、後続ノードに関しては、需要が供給を明らかに上回っているため、ファウンドリは見積もりを増やし、それは今後も続くでしょう。28nmやそれ以前のプロセス技術で作られたチップは、最先端ノードで製造されたチップをベースにしたものも含め、何万ものアプリケーションに使用されています。現在、一部のファウンドリーでは、安価なチップの需要に対応するために稼働率が100％を超えていますが、これは危険です。

成熟したノードで製造されたチップの価格上昇は、すべてのデバイスの最終コストに影響します。ハイエンドのPCやスマートフォンの場合、追加コストは推奨価格にほとんど影響しません。しかし、メインストリームのデバイスの場合、追加コストが希望小売価格に大きな影響を与える可能性があります。そうなると、購入者はミッドレンジの製品を買わなくなり、代わりにエントリーレベルの製品に乗り換えるかもしれません。