世界最強の半導体ファウンドリTSMCをめぐる地政学

TSMC半導体

昨年12月18日、アメリカ商務省は、アメリカの安全保障や外交政策上の利益に反すると判断した企業等を列挙した「エンティティー・リスト」に、中国の半導体大手のSMIC(中芯国際集成電路製造)を追加しました。

エンティティー・リストに指定された外国企業に対して、アメリカの輸出管理規則が定める製品や技術を提供する場合、アメリカ国内の輸出企業は商務省に申請して許可を得る必要があり、事実上の禁輸措置と言える厳しい措置です。

これより、SMICは外国のサプライヤーから半導体製造に必要な製品を調達できなくなり、世界的な半導体不足に発展。トヨタ、日産、フォルクスワーゲンなどの大手自動車メーカーが減産を強いられるなど、ハイテク技術の要ともいえる半導体メーカーの重要性が浮き彫りになることとなりました。

あらゆるハイテク製品に利用される半導体は、近年、ますます過熱する米中摩擦の重要な争点にもなっており、半導体業界の動向はテック業界のみならず安全保障の分野にも大きな影響を及ぼしています。そこで、今回は、半導体業界を考える上で欠かせない業界最大手の半導体ファウンドリ企業にTSMCを中心に半導体業界を解説していきたいと思います。

 

半導体業界の主要プレイヤー

まずは半導体の業界の構造と主要企業について簡単に説明したいと思います。

半導体には、演算を目的としたロジック半導体デバイスと情報の記憶を目的としたメモリ半導体デバイスに大別されます。ロジック半導体にはCPUやGPUのような汎用用途のものから仮想通貨のマイニングに特化したASICやFPGAなど特定用途に使用されるものがあります。

メモリ半導体は、電源を切るとデータが消失するDRAMと電源を切ってもデータが消失しないフラッシュメモリに分けられます。

半導体関連のニュースでは、よく5nm、7nmといった数字が出ててきますが、これは半導体の最小単位であるトランジスタの大きさを意味します。トランジスタを微細化すると同一面積あたりの集積率が上がり、演算速度も上がるため、数字が小さい程高性能であることを意味します。そのため、微細化は半導体メーカーにとっての差別化要因と言え、最先端の性能を持つ半導体の確保は、あらゆるハイテク産業にとって最も重要な課題なのです。

ロジック半導体の製造に関しては、回路の設計を手掛ける企業(ファブレス)、その設計図をもとに製造する企業(ファウンドリ)、設計と製造と両方を行う垂直統合型(IMD)の3種類に分けれます。一方でメモリ半導体は製造工程自体に最先端の技術を要するわけではないため基本的に設計と製造は分かれていません。

【ロジック半導体の主要メーカー】

IDM インテル(米)、サムスン(韓)
設計(ファブレス) エヌヴィディア(米)、クアルコム(米)、ハイシリコン(中)、
製造(ファウンドリ) TSMC(台)、サムスン(韓)、UMC(台)、グローバルファウンドリ(米)

【メモリ半導体の主要メーカー】

DRAM サムスン(韓) マイクロン(米) SKハイニックス(韓) 紫光集団(中)
フラッシュメモリ サムスン(韓)、SKハイニックス(韓) キオクシア(日)

 

世界最強の半導体企業TSMC

そんな半導体業界を俯瞰する上で欠かせないのが台湾の半導体ファウンドリメーカーTSMCです。TSMC2019年の売上高は3兆8500億を超えており、TSMC株の時価総額は19日終値時点で5807億米ドル(約60兆円)と、世界9位となっています。

トヨタの時価総額が23兆円ということからもTSMCの規模の大きさが分かることでしょう。TendForceによると、2020年1-3月期のファウンドリ業界にては世界シェア54.1%と2位のサムスンを大きく引き離す断トツの首位を維持しています。

そんなTSMCは、1973年、ハイテク産業の研究開発を担う工業技術研究院ITRIが設立されました。1987年ITRIからのスピンオフという形でモリス・チャンITRIの所長の半導体の設計部門と製造部門に分け、設備投資などのリスクが高い製造部門のみを担うファウンドリモデルを考案しました。ITRIからは半導体ファウンドリ世界シェア4位のUMDも生まれており、台湾の半導体業界は台湾中のエリートが集うエコシステムが形成されています。

設計のみを行うファブレス企業からすると、設計と製造両方を担うIBD企業に製造を委託するのには、技術流出の恐れがあるためファウンドリに特化した企業へ委託する潜在的な需要があったのです。TSMCは、フィリップスから受託を獲得したことを皮切りに次々と世界トップメーカーから受託を獲得していき、現在は、アップル、ブロードコム、NVIDIA、ハイシリコンといった大企業はTSMCに製造を委託しています。

世界最先端の半導体を作るのにはTSMCの協力が不可欠

製造工程のみを請け負うファウンドリは、はじめは単なる下請けという見方がありましたが、各一流ファブレス企業の製造を蓄積していったことで、最高水準の製造技術を身に付けることとなります。前述したように半導体の性能は、採用単位であるトランジスタをどれだけ小さくできるかにかかっています。

下図のように5nmの半導体を安定的に製造できるのは世界でもTSMCのみであり、最先端の性能を持つ各種ハイテク機器を製造するのにはTSMCの協力が必要不可欠なのです。

TSMC 5nm
サムスン 7nm
インテル 10nm
フローバルファウンドリ 12nm
UMC 14nm
SMIC 14nm

 

TSMCの影響力

 

昨年7月、半導体業界において長らくトップに君臨してきたインテルのボブ・スワンCEO(最高経営責任者)が7月23日(米国時間)、線幅7ナノメートル(ナノは10億分の1)プロセスの試作品の製造歩留まりが低迷しており、量産に移行できないために、ファウンドリー(半導体チップの製造受託業者)へ製造委託する「緊急時対応計画」を策定したことを発表したことは、象徴的な事件であったと言えます。

台湾Digitimesが1月27日付けで、TSMCがIntelの先端CPUを3nmプロセスを用いて2022年後半から製造する受託契約を結んだ模様であると伝えています。TSMCはこの報道に対してコメントは差し控えているものの、インテルの競争力の低下とTSMCの影響力を世界に知らしめることとなり、この発表を受け、TSMCの株価は高騰し、インテルの株価は急落しました。

ちなみにTSMCの5nmの半導体の供給先には、AMD、Apple、Bitmain、Intel、MediaTek、Nvidea、Qualcomnの7企業があり、Bitmainはビットコインの採掘用ASICを製造するメーカーであり中国企業としては唯一供給先として入っています。TSMCの最先端の半導体を優先的に確保することは、その企業の競争力にも直結すると言えるため、コンシューマ向けプロダクトを製造する企業にとっては非常に重要な課題なのです。

 

半導体から見るグレートゲーム

 

冒頭で述べたように、米中衝突の本質は次世代技術戦争であり、あらゆる軍事デバイスに使われる半導体業界は、米中摩擦が最も明確に表れる業界と言えます。

昨年末に、ファーウェイがエンティティリストに加えられたことにより、米国製の半導体製造装置を使用しているすべての企業にファーウェイへの出荷を許可制(事実上禁止)、TSMCはハーウェイ用の半導体を使用することができなくなりました。

アメリカの対中制裁がますます強まっていくことを受けて、中国は、2025年までに半導体内製化率70%を目指し、急速な内製化を図っています。中国政府は、半導体分野に特化した国家ファンド国家修正電路産業投資基金を設立し、その規模は2兆円に上ります。

しかし、中国のSIMCは事実上、3世代以上遅れた14nmまでしか製造できないのが現状です。また製造ラインの内製化に関しても、半導体製造装置のサプライヤーには、オランダのASMLや 東京エレクトロン、ラム・リサーチなど各国のサプライヤーが製造工程で、大きなシェアを握っており、これらのサプライヤーも中国国外のメーカーが今後使用できなくなっていくことを考えると第一ラウンドはアメリカの優勢と言えます。

TSMCは昨年5月、アリゾナ州に120億ドルの工場を建設する計画を発表し、韓国のサムスン電子も米国に100億ドル以上を投じ、テキサス州に同社最先端のロジック半導体製造工場を建設することを検討していることがBloombergにより伝えられました。

米中の対立の中で、大国に踏み絵を踏まされる形となった半導体業体の二大巨人が、米国にプレゼントを贈る形になったわけですが、大国の中で、上手く生存の道筋を見出してきた台湾と韓国の外交手腕には目を見張るものがあります。特に年々、中国の軍事圧力が高まる台湾においては、半導体産業は国を守る盾とも言われています。

1980年代、世界を席巻した日本の半導体産業に対して、アメリカは、同盟国でありながら「アメリカのハイテク産業あるいは防衛産業の基礎を脅かすという安全保障上の問題がある」として激しく糾弾し、中小法301条に基づく絵地租や反ダンピング訴訟などを通じて徹底的に日本の半導体産業を攻撃しました。

台湾や韓国のようにアメリカと合従連衡の関係を築くのではなく、アメリカに真っ向から対抗しようとし、中国や韓国を引き入れようと画策した結果、技術流出が進み、無惨にも凋落した日本の半導体業界の歴史を振り返ると歯がゆい思いをする人も多いことでしょう。

米中衝突の最も加熱している半導体業界を巡るグレートゲームの中で、今回は、台湾を使い中国をけん制するというアメリカの思惑と安全保障上の観点からアメリカの後ろ盾を必要とする台湾の利害が合致した形となりました。今のところ半導体業界に大きな打撃を受けた中国の半導体業界ですが、今後も中国が無策のままおとなしく引き下がるとも思えません。いずれにせよ、半導体業界の主要プレイヤーの動向は、今後も過熱する米中摩擦の中でより重要になっていくでしょう。

 

(参考)

TSMC アニュアルレポート

電子立国は、なぜ凋落したか

台湾TSMCが日本に開発拠点設置へ、投資額200億円

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TSMC半導体
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