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湯之上隆「電機・半導体業界こぼれ話」

28nmロジック半導体の逼迫が解消、TSMC熊本工場が無用の長物になる可能性

文=湯之上隆/微細加工研究所所長
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28nmロジック半導体の逼迫が解消、TSMC熊本工場が無用の長物になる可能性の画像1
TSMCのHPより

現在ファンドリーは逼迫していない

 2022年2月28日に、米国半導体工業会(Semiconductor Industry Association、略称SIA)のウェビナー“A Review of the 2021 Semiconductor Market and a Look to 2022”が開催された。このウェビナーでは3件の発表があったが、そのなかでVLSI Research(Tech Insights)のAndrea Lati氏による発表“Semiconductor Market Overview”を聞いて大いに驚いてしまった。

 というのは、2021年11月18日に中国の深センで開催された“Memory Trend Summit 2022”で、TrendForceのアナリストであるJoanne Chiao氏の“Wafer Shortages Devices the General Growth of Foundry Capacity in 2022”を聞いて、プレーナ型の最後の世代である28nmの半導体不足が顕著で、この生産委託を受けているTSMCなどのファンドリーが逼迫していると思い込んでいたからだ(詳細は2021年12月3日付拙記事『助成金5千億円、台湾TSMCの日本誘致は愚かだ…日本の半導体産業は再興しない』)。

 ところが、Andrea Lati氏の発表によれば、現在はすでにその逼迫が解消されているというのである。となると、日本政府および経済産業省が誘致し、2024年から12~28nmのロジック半導体を生産する計画で現在建設が進められているTSMC熊本工場は、いったい何をつくることになるのだろうか。

 そこで本稿では、まず、コロナ禍で28nmの半導体が不足し、その生産委託がTSMCに集中したことを振り返る。次に、Andrea Lati氏のSIAウェビナー発表を紹介し、現在不足している半導体が何かを明らかにする。その上で、2024年に稼働する予定のTSMC熊本工場が無用の長物になる可能性があることを指摘する。もしそうなれば、またしても経産省が立案した半導体政策は失敗に終わることになる推論を論じる。

コロナ禍で28nmの半導体が不足

 28nmのロジック半導体は非常にユニークな特徴を持つ。それは次の3点にまとめられる(図1)。

1)28nmはプレーナ型トランジスタの最後の世代である。また、22nmはファンドリーにとって28nmの改良版なので、基本的に28nmと同じである。

2)28nm(22nm)はコストパフォーマンスに優れている。というのは、28nm(22nm)の次の世代は16/14nmとなり、SADP(Self-Aligned Double Patterning)を駆使して製造した3次元トランジスタFinFETになるからである。16/14nmのFinFETは高性能であるが、コストも高い。

3)Infineon、NXP、Renesasなど垂直統合型(Integrated Device Manufacturer、IDM)の車載半導体メーカーは、28nm(22nm)からTSMCなどのファンドリーに生産委託している。

28nmロジック半導体の逼迫が解消、TSMC熊本工場が無用の長物になる可能性の画像2

 2020年から世界中に感染が拡大したコロナによって、リモートワークやオンライン学習が普及し、ロックダウンや緊急事態宣言によりステイホームを余儀なくされたため、PC、各種電子製品、ゲーム機などが爆発的に売れた。その結果、それらに搭載されている半導体需要も急拡大した。そして、図1に示した通り、クルマを含む多くの電子機器や家電製品が28nm(22nm)を必要としていた。その理由は、多くの電子機器や家電製品には16/14nmのFinFETの高性能は不要で、コスパに優れた28nm(22nm)で十分だったからである。

TSMCに生産委託が集中

 28nm(22nm)の半導体は、ほとんどがファンドリーに生産委託されている。その28nm(22nm)の半導体を生産できるファンドリーは、TSMC、サムスン、UMC、GlobalFoundries(GF)、SMIC、HHGraceの6社ある(図2)。

28nmロジック半導体の逼迫が解消、TSMC熊本工場が無用の長物になる可能性の画像3

 しかし、このなかで恐らくサムスンは28nm(22nm)の半導体を自社の電子機器や家電製品向けに生産しており(しかもその規模は大きくない)、FablessやルネサスエレクトロニクスなどのIDMからの生産委託は引き受けていないと思われる。となると、ファンドリーの分野で世界シェアの過半以上を独占しているTSMCに28nm(22nm)が集中するのはごくごく当然のことである。しかし、TSMCは最先端の5nmの量産、次世代の3nmのリスク生産、次々世代の2nmのR&Dにてんてこ舞いで、10年以上前の技術の28nm(22nm)の半導体工場を新たに建設する余裕も動機もなかったと推測していた。

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