「終わりは見えない」：マイクロチップの大幅な不足について知っておくべきことすべて

昨年末以来、マイクロチップの深刻な不足があり、それは現在世界中の産業に影響を及ぼしています

不足はどれくらい悪いですか？テスラのイーロンマスクは先月、そのようなものを見たことがない。 2020年後半以降、トースターからテレビ、エアバッグ、ファイタージェットに至るまで、バッテリーやプラグを備えたほぼすべての製造デバイスに見られる小さな集積回路であるマイクロチップの予想外の不足に世界が直面しています。

希少性は、洗練された家電製品で最初に見られました。PlayStation5や新しいXboxのようなゲーム機には大量の受注残がありました。コンピュータのグラフィックカードの価格が急騰しました。しかし、半導体チップは非常に普及しているため、多くの産業が影響を受けています。

自動車業界は、すべての中で最も大きな打撃を受けています。現代の自動車には3,000個のチップが簡単に含まれる可能性があり、その不足により世界中の自動車組立ラインが減速しています。今年、世界の生産台数は400万台減少し、5％近くになります。

なぜそれが起こっているのですか？

最良の場合、チップのサプライチェーンを維持することは困難です。それは、過剰や不足に陥りやすい業界です。高度なチップの製造プラント（ファブ）は、世界で最も複雑な製造施設の1つであり、製造に数百億ドルの費用がかかります。レーザーは、シリコンウェーハの小さな領域に数十億個のトランジスタを印刷します。大きなシリコンウェーハを使用可能なチップのバッチに変えるには、3〜4か月かかる場合があります。

そのため、業界は供給不足と供給過剰の間で変動する傾向があります。これは、経済学者がアポークサイクルと呼んでいるものです。繁殖用豚と同様に、生産には遅れがあります。生産者は価格が高いときに投資し、最終的に稼働するときに容量が多すぎることに気付きます。ただし、現在、業界のトレンドは、グリーンテック、クラウドコンピューティング、5G、人工知能、暗号通貨、ロボット工学など、容赦なく拡大しています。これらの成長分野はすべて、チップを消費します。そして、パンデミックは完璧な嵐を生み出すのに役立ちました。

パンデミックはどのような影響を及ぼしましたか？

多くのファブを一時的に閉鎖しました。同時に、在宅勤務の大幅な増加とホームエンターテインメントの需要の増加により、電子機器の需要が急増しました。 PCの売上は昨年13％増加しました。ニューヨーク市だけでも、教育省は35万台のiPadを購入しました。ビデオ通話は、データセンターがより多くの容量を必要とすることを意味しました。

そして、パンデミックの最悪の時期に、車の購入は急落しました。そのため、電子機器会社が利用可能なすべての生産能力を買い取った一方で、自動車メーカーは注文をキャンセルしました。しかしその後、自動車メーカーが再び生産を準備する準備ができたとき、彼らは列の後ろにいることに気づきました。マイクロチップファブは特定のタイプのチップの生産を再開するのに最大6か月かかることがあります。

これは私たちにどのような影響を与えますか？

英国の大手自動車ディーラー、ペンドラゴンは先週、不足のため、販売用の自動車の供給が今年後半に制限される予定であると警告した。販売する車が少なくなると、価格は上昇します。チップの供給をさらに拡大するために、ナビゲーションシステムや追加の画面などのプレミアム電子機能が廃止されています。

エレクトロニクス分野では、2020年の初めからコンピュータメモリの貿易価格が約30％上昇し、ラップトップやプリンタなどのアイテムのコストが押し上げられています。 HPは、消費者向けPCの価格を1年で8％引き上げ、プリンターを20％以上引き上げました。テレビ、スマートフォン、家電製品の価格も上昇する見通しです。チップ不足も政府が懸念している。

なぜ政府は心配しているのですか？

チップは現在、防衛システムからサイバーセキュリティ、再生可能エネルギーに至るまで、多くの戦略的テクノロジーにおいて非常に重要なコンポーネントであるため、チップの製造は大きな地政学的問題になっています。政策立案者は、チップは新しい石油であると述べています。それらは米国で発明され、最先端の設計の多くは今でも米国で行われていますが、コストが低いため、生産の約80％は現在アジアで行われています。主に台湾、韓国、中国です。

世界最大の生産量は台湾のTSMCです。カリフォルニアに拠点を置くIntelは、収益で最大です。韓国のSamsungとともに、これらの企業はハイエンドの特殊チップを支配しています。しかし、中国は2030年までに最大の生産国になると位置付けられています。最新の5か年計画では、2025年までに半導体のニーズの70％を満たすという目標が設定されています。ヨーロッパは世界のチップ生産の10％未満を占めています。

ジョー・バイデンは、2021年2月の大統領執務室でのコロナウイルスによるサプライチェーンの混乱について、下院と上院のメンバーとの会議中にマイクロチップを掲げています。

ゲッティイメージズ経由のSAULLOEB / AFP

政府はそれについて何をしていますか？

先月、米国上院は、科学研究やその他の戦略的技術とともに、米国の半導体生産を後押しすることを目的とした2500億ドルの法案であるイノベーションと競争法を可決しました。

3月、欧州委員会は、2030年までに世界の半導体市場のシェアを20％に拡大するという野心的な計画を打ち出し、Covid回収基金の1,600億ドルを技術プロジェクトに投入しました。英国は長い間、業界のデザイン面で強い存在感を示してきましたが、生産者はほとんどいません。英国最大のチップメーカーであるNewportWafer Fabは、中国が所有する企業であるNexperiaに買収されました。

不足はどのくらい続きますか？

終わりは見えません。 Intelの最高経営責任者であるPatGelsinger氏は、生産が立ち上がるまでには2年かかると考えていると語った。 DellTechnologiesの最高経営責任者であるMichaelDellは、今年の初めに、不足はおそらく数年間続くだろうと語った。 TSMC、Samsung、Intelなどはすべて多額の投資を行っています。

しかし、チップ工場が世界中に建設されたとしても、時間がかかるとデルは言います。多くの企業がサプライチェーンを検討しています。テスラはチップ工場を完全に購入することを検討しています。ハイテク産業はおそらく今年の終わりに向けて最初に回復するでしょう。安価で古いチップを使用する自動車や家電製品は、時間がかかります。メーカーにとってそれほど収益性が高くないため、投資の推進力はありません。製品の遅延と部品の不足はしばらく続くでしょう。

マイクロチップの勝利

マイクロチップは、シリコンの小さなウェーハ上にある数百から数百億の小さな回路の集まりです。シリコンは半導体であり、電気を通すか、それを封じ込めることができます。チップ上では、シリコントランジスタは電子信号によってオンとオフを切り替えることができるミニチュアスイッチです。コンピューターはバイナリコードを使用して実行されます。トランジスタはこれを反映しています。バイナリで使用される1と0の数字は、トランジスタのオンとオフの状態を表します。基本的に、チップの仕事は、コンピュータコードで規定された方法で電子をシャトルすることです。コンピューター上のすべてのデータ（数字、写真、音楽、画像）は、この方法で保存および処理されます。

2021年6月の日本のマイクロプロセッサメーカーであるルネサスエレクトロニクスの従業員

KAZUHIRO NOGI/AFP via Getty Images

1947年にニュージャージー州のベル研究所でこの種のトランジスタが発明され、その小型化が進んだことが、現代の電子機器のバックボーンとなっています。チップのパイオニアであるゴードン・ムーアによって考案されたムーアの法則は、チップ上のトランジスタの数が約2年ごとに倍増し、コンピュータをさらに強力にすることを示しています。

今日の高度なチップは目まぐるしく複雑です。レーザーはわずか12ナノメートルの幅の回路を刻印し、爪の長さは12秒で伸びます。トランジスタは、世界の歴史の中で最も製造されたアイテムであると考えられています。 4月に世界で販売されたマイクロチップの数は、1,000億近くの記録に達しました。