製造工程から分かる!半導体不足の原因とは何か?

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こんなことを考えました

7月終わりごろに何度か自動車の見積もりを取得していたのだが、その時によく言われたのが

営業
営業

😥半導体不足の影響で納車が多少前後すると思います。

という事を言われた。

最近いろんな方面で聞く、半導体不足というワード

🚗🚙自動車業界にまで影響が出始め一部💻🖨家電にも影響があり、なんか無視できない状態になりつつある。

よく聞くけど何がどういう状態で半導体が不足しているのかなんだかよく分からんのでワシなりに調べてみた

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半導体とはそもそも何なのか?

半導体とはこのように書かれていました💁‍♂️

半導体(はんどうたい、: semiconductor)とは、電気伝導性の良い金属などの導体(良導体)と電気抵抗率の大きい絶縁体(不導体)の中間的な抵抗率をもつ物質を言う

引用:半導体 – Wikipedia

こう書かれてもイマイチ😓ピンとこないので、簡単にまとめると👇

物質の電気的性質

⚡電気を通しやすい物体:導体  金、銀、銅、鉄、ニッケル

電気を通したり通さなかったりする物体:半導体  シリコン

⚡🤛電気を通しにくい物体:絶縁体  ゴム、油、プラスチック

こんな感じらしい。

で、この半導体と呼ばれる物体は電気を通したり通さなかったりできる性質があり、この性質が非常に有用で現代社会においてありとあらゆる物に使われるようになりました。

家電、スマホ、PCが非常に普及している現代のデジタル社会にピッタリな性能で、主に電子基板部分、家電などの脳幹にあたる箇所に使われています。

集積回路のイラスト

半導体はどのように造られるのか?

半導体の製造には大きく3つに分かれていて、設計工程、前工程、後工程の3つに分かれています。

半導体部品は下の画像のように非常に細かく回路や部品が複雑に造られ、1つ作るだけで非常にたくさんの工程が必要な部品であり、高い技術力が必要なため製造可能な企業も限られます。🏭🛠

設計工程

半導体は設計段階の時点でどのような性能が欲しいか、どのような処理が必要なのか、の要望をもとに製造依頼をしたメーカーと協議して、設計します。📝

その設計の工程フロー図が下の、なんだかよく分からん図です。👇

このよく分からん流れが終わったあとで🔧ようやく製造に取り掛かるわけですが、これまたワケ分からん超長い工程を辿ります。👇

前工程

そんな感じで設計工程が終わった後で、次に前工程と呼ばれる工程なわけですが、この工程に関しては簡単にまとめると、電子回路をどうやって製造するかの工程です。

ワシとしては小難しいテクニックは分かんないので分かりやすい図を発見したのでそちらを引用します。

03~08の工程を何回か繰り返すらしい、その後検査し最後の後工程へ

後工程

この工程は基盤をカット✂して組み立てて出荷する工程っぽいです。🚚💨

そして検査をして完成と言うわけです。

イラスト引用:イラストで分かる半導体製造工程|半導体業界研究サイト「SEMI FREAKS」 (semijapanwfd.org)

なぜ半導体が不足しているのか?

おもな、半導体不足の原因は大きく3つあるとされ・対中制裁・急激な需要増加・新たな需要がおもな要因とされている。

半導体の製造には1つの会社がすべての工程をやろうとすると、とてつもない金額がかかり💰

先ほど説明した工程ごとに数億~100億以上かかる製造装置を購入する必要があり、設備投資額の負担が非常にデカかった。

各工程の製造のみに特化した企業が出始めたわけだ。

三次下請けのイラスト

テレビなどでもチョイチョイ聞く企業、TSMC(台湾セミコンダクター・マニュファクチャリングカンパニー)

この企業は半導体製造のどの部分の工程をやっているのかと言うと、前工程を担当している企業で2017年、半導体チップ製造のシェア55.9%と世界最大規模です。

アップルやファーウェイから製造を受託され、売り上げの半分近くがスマートフォン搭載部品として使用されています。

そんな感じで、半導体業界は分業することで設備投資にかかるコストを抑えることができ、産業が枝分かれしていった感じなワケです。

person using black industrial machine

ちなみに、日本は半導体の製造で使用される製造装置、材料、部材においては高いシェアを持っています。

で、ここにきてその分業化がアダとなった。

対中制裁

詳しく説明しているサイトにはこのように書いてありました。

米国による中国の中芯国際集成電路製造(SMIC)に対する制裁が本格化し

SMICを使っていた多くの欧米半導体メーカーは委託先を台湾積体電路製造(TSMC)、聯華電子(UMC)の台湾2社と米グローバルファウンドリーズなどへ変更した。

自動車メーカーが昨秋以降の新車販売急回復を受け、昨年末から半導体調達を増加してきたが、すでに半導体受託製造事業者の生産能力に余力は残されていなかった。

引用:今なぜ世界で「半導体不足」なのかのナゾを解く | 週刊エコノミスト Onlineから | 週刊エコノミスト Online | 毎日新聞「経済プレミア」 (mainichi.jp)

日本の親分っぽい国であるアメリカから

<strong>アメリカ</strong>
アメリカ

おい!中国の半導体製造企業と取引すんじゃねーぞ!!

と言われて、今まで中国企業と取引していた企業が一斉に別の半導体製造メーカーに駆け込んだ結果、🏃‍♂️🏃‍♀️💨💨供給が追い付かないというわけです。

急激な需要増加

コロナウイルスをきっかけにあらゆる商品が売れなくなり、各製造企業の工場が製造量を少なくしたものの、

テレワークの増加、巣ごもり需要による家電の需要増加、デジタル機器全体の需要増加で各企業が低く予測した需要が外れ、むしろコロナ前よりも半導体が必要になり

現在、まだ需要と供給がバランスを取れていない状態による不足も原因のひとつとされている。

忙しいビジネスマンのイラスト

半導体製造業界はこれまでチョコチョコと半導体不足状態は定期的に訪れていて、今回もその1つと言うワケです。

新たな需要

スゲー簡単に分かりやすく説明してる図があった👇こういう事です

また、EVの普及などで自動車がハイテク化、より多機能な性能を搭載する傾向にあり、徐々に需要が増加している事も半導体不足を加速させているとも考えられる。

半導体不足は、いつまで続くのか?

そんな感じで2021年中頃に徐々に解消されていくという見通しらしいがコレが本当にその通り行くとは限らない、

IBMの社長は解消まであと2年はかかるなど見通しがそれぞれ異なる。

カレンダーを見て焦る人のイラスト(男性)

各国が半導体業界に対策を実施し、状況の改善を図っているが設備投資するにしても金額が大きく、増産できる規模も需要に追い付いていないように見える。

すでに国産自動車メーカーも半導体不足で生産ラインの減産を余儀なく決断など、😫状況が改善している様子が見えない。

さらには、大手半導体メーカー、ルネサスエレクトロニクスが火災に見舞われるなど半導体の納期が遅延するなどの事態で半導体不足に拍車をかけた。

火事のイラスト(ビル)

上で述べたが、 日本は半導体の製造で使用される製造装置、材料、部材においては高いシェアを持っているのでこれを機に日本の産業が勢い付くきっかけになってほしいものです。

ではまた❗😃👍

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