TSMC、日本で2つ目の半導体工場に総額300億円超を投資
(finance.yahoo.com)- TSMCは日本の熊本に2つ目の半導体工場を建設し、2027年末の稼働開始を目標としており、日本事業への総投資額を約200億ドル（$20b）以上に拡大する予定
- 新工場はTSMCが多数株を保有するJapan Advanced Semiconductor Manufacturingが担当し、顧客需要の増加に対応する
- 2つの工場がともに稼働すると、熊本拠点は月間12インチウェハー10万枚以上の生産能力を持ち、自動車・産業・消費者・高性能コンピューティング向けに供給される予定
- 日本政府は九州での拡張を、半導体製造基盤の再建とチップ供給の安定性確保の中核と位置づけている
- 最先端製造の大半は台湾に残す一方で、TSMCは米国Arizonaやドイツなどへ海外生産拠点を広げている
熊本第2工場の計画
- TSMCは日本に2つ目の半導体工場を建設し、2027年末までに稼働を開始する予定
- 今回の決定により、日本事業全体の投資規模は東京政府の支援を含めて200億ドル超となる
- 2021年には、日本南部の九州・熊本に70億ドル規模の最初の半導体工場を建設する計画を発表していた
- 日本初の工場は2月に開所し、第4四半期に量産を開始する予定
生産能力と供給先
- 第2工場は、TSMCが多数株を保有するJapan Advanced Semiconductor Manufacturingが熊本に建設する
- 建設は今年末までに始まる予定
- 2つの工場合計で、熊本拠点の月間生産能力は12インチウェハー10万枚以上と見込まれる
- 生産分は、自動車、産業、消費者、高性能コンピューティング関連のアプリケーションに使われる予定
- 生産能力計画は顧客需要に応じてさらに調整される可能性がある
日本事業の持分構成
- TSMCは日本事業で86.5%の持分を保有している
- 残りの持分は日本企業が分けて保有している
- Sony Group: 6%
- Denso: 5.5%
- Toyota: 2%
日本の半導体戦略におけるTSMC
- TSMCの九州拡張は、日本政府が半導体製造拠点としての地位を復活させ、米中の貿易緊張の中でチップ供給の安定性を確保しようとする取り組みの中心にある
- 日本の半導体製造部門は1980年代には世界最大だったが、この30年で競争力の維持に苦しみ、台湾メーカーのような競合が成長してきた
- Reutersによると、第1工場の建設は順調に進み、TSMCは日本を勤勉な労働力と協力しやすい政府を持つ場所と見ている
台湾中心の維持と海外拠点の拡大
- TSMCと台湾政府は、同社の最先端製造の大半が今後も台湾で行われると述べている
- 同時に、顧客需要に対応するためグローバルな製造拠点を拡大している
- 代表的な海外投資は、米国Arizonaに2つの工場を建設する400億ドルのプロジェクト
- このプロジェクトは、米国の半導体製造能力拡大計画を支援する
- ドイツでも初の欧州工場を計画しており、この工場は主に自動車産業向けに供給する予定
株価と需要の流れ
- TSMCの台湾上場株は年初来で8.9%上昇している
- 同期間のより広範な指数の上昇率は0.9%だった
- 上昇の背景には、人工知能アプリケーション向けチップ需要の拡大がある
1件のコメント
Hacker News の意見
以前から TSMC は、米国に工場を建てるのは現実的に難しいことを理解しており、長期的には台湾情勢が悪化した場合に日本へ移すことをバックアップと見ているようです
パンデミック時、日本はサプライチェーンが中国に依存しすぎており、非常時には自国工場まで輸出規制の対象になり得ると悟ると、Iris Ohyama のような大手企業の製造をすぐに日本へ戻しました
一方、米国と欧州はこうした話ばかり続けて実行が不足しており、それでも米国は資金を投じる試みはしているほうです
TSMC は台湾政府が米国の 貿易戦争政策 に正面から追随したことで中国市場を失い、韓国当局は長期例外を取り付けようと強くロビー活動し、収益状況を立て直すことができました
そのため、中国に加わらなければ侵攻の脅威にさらされる立場であり、それを防ぐために米国に依存しています
選択肢を見ると、存続し続けるために米国を選ぶのは驚くことではありません
むしろ台湾企業が中国からもっと撤退しないことのほうが不思議に感じます
最高解像度の露光装置を作る ASML は、装置の受注が400%増えました
これは「日本か米国か」の選択ではなく、米国も日本も欧州も、可能なだけファブを建てている状況です
https://www.intel.com/content/www/us/en/corporate-responsibi...
「これは、Intel が今後10年間で欧州連合全域の半導体バリューチェーン——研究開発から製造、先端パッケージングまで——に最大800億ユーロを投資しようとする計画の第一段階」とされています
ドイツはチップメーカー支援に220億ドルを割り当てましたが、専門家はEUには5,000億ドルが必要だと見ています
https://www.electronicsweekly.com/news/business/eu-chip-goal...
2018年までしか含まれていないデータベースもあります
https://reshoring.eurofound.europa.eu/reshoring-cases
半導体産業全体が TSMC に完全に依存していて、TSMC なしでは何も回らないため地政学的に重要だ、という話をよく聞くが、だとすると Intel や Arm はこの構図のどこにいるのか、よく分からない
TSMC はサプライチェーンの別の部分を担っているのだろうと推測しているが、チップ製造は上下にかなり統合されたプロセスに見える
具体的に、TSMC がやっていることのうち、他社にはできないことは何なのかが気になる
Apple の新製品向けチップすべて、AMD の新製品すべて、Nvidia の新製品の大半などがこれに関係している
ほとんどの企業はチップを設計し、製造は TSMC に委託している。ファブ建設の初期費用が天文学的だからだ
TSMC は製造に深く集中し、研究開発を24時間3交代で回して、実質的に灯りが消えない運用をすることで優位を得た
ファブ1棟を建てるのに200億ドル以上かかる水準で、Intel は追いつこうとしているが、おそらくさらに3〜5年はかかる可能性が高い
TSMC のファブが破壊されれば、事実上すべての先端製品の出荷が数か月以内に止まるほどだ
ファブ能力で見ると Samsung は TSMC より2年、Intel は3〜4年遅れている
2年分の進歩を失うのは良くないが、TSMC がなければ世界が機能しなくなるというレベルではない
もちろん生産を引き上げるには数年は必要だろうが、台湾の地政学的状況が一夜にして変わるわけでもないと思う
Intel を除けば、実質的にそれ以外の大半はコンピューティングチップの製造に TSMC を使っている
しかし大きくつまずいた。10nm プロセスは2016年に出る予定だったが、量産が始まったのは2019年になってからで、その間に TSMC が追いつき、追い越す機会を得た
TSMC は2017年に10nm の量産に入った
Samsung はおおよそ1世代遅れているが、正確な理由はよく分からない
AMD はファブを GlobalFoundries として分社化し、この別会社は最先端ファブ事業から撤退した。14nm プロセスは Samsung からライセンスし、7nm プロセスは完全に中止した
最先端ファブのコストが上がり続ける中、多くの企業が ファブレスへ移行した。TSMC は他社と違って自社チップを作らないため競争上の脅威にならず、これが TSMC 成功の本当の核心だ
GlobalFoundries や ON Semi のような企業は、14nm のような旧世代プロセスで量を埋めている。最新の電力効率・性能が必要なチップは全体の一部にすぎず、旧世代プロセスは設備投資が低く、歩留まりもはるかに良いため、より安い
いつか露光装置も3Dプリンタのようにニッチ市場へ降りてくる気がする。ガレージで自作チップを作ろうとするハッキング事例もあり、まだ5〜2,000個のトランジスタ程度ではあるが、100万個トランジスタのカスタムチップを出力できるならかなり面白いだろう
彼らは、命令セットアーキテクチャ（ISA）である x86、ARMv8 から、実際の CPU 設計である Intel P-Core、E-Core、Skylake、AMD Zen コア、さらに GPU、ネットワーク、CPU インターコネクト、DRAM コントローラのような各種 IP を持っている
Arm は TSMC や特定市場で使われる他のファブと協力し、そのファブとプロセス技術に合った設計を準備する
非常に単純化すれば、複数の IP やリファレンス設計を買ってつなぎ合わせ、TSMC に送って「これを作ってほしい」と頼む構造だ
TSMC が同じ時間内に他社にはできないことは、費用を払う意思さえあれば、業界をリードする技術、つまり現時点で可能な最小のトランジスタで製造してくれることだ
もちろん TSMC を必要としないチップも多い。自動車用から玩具、家電、単純な計算機に入る低価格半導体まで、非常に古いファブプロセスで十分なチップはたくさんある
これほど多くの資本投資が入り、物理限界が漸近線に近づいているなら、20年後には製造されたチップがさらに コモディティ化して価格が下がり、競争も増える気がする
名刺を注文するように摩擦なくファブ生産を注文できるなら、本当に楽しみだ
チップはかなり小さく、コンピュータに入った後で冷却しなければならないこと、単一の欠陥がチップ全体の廃棄につながる場合が多いことから、サイズが制限されている
今後、個々のチップは3Dでさらに深くなり、欠陥許容性が高まってより大きくできるようになり、チップレット、ダイ・ツー・ダイ、積層のようなパッケージ内でチップを結合する方式も急速に発展しそうだ
近い将来にファウンドリ開発が停滞するとは考えにくい。むしろ AI が新チップ開発に使われ始めれば、さらに速くなる可能性もある
LM317 電圧レギュレータを誰が作っているかはあまり気にしない。ただの商品であり、各社は価格と供給可能性で競争している
こうした構造が、半導体で何度もの好況・不況サイクルを生んできた
https://global.canon/en/technology/nil-2023.html
さらに小さいプロセスへ進み続けるなら、価格上昇を想定すべきだ
解決できない物理的限界に到達して初めて価格が横ばいになるか下がる可能性があり、その時には進歩も止まることになる
古いファブを買って、自動車やボートなどに入るチップを生産しているメーカーがあると認識している
6nm と 7nm プロセスで月10万枚のウェハ投入能力がある
他の投資家は Sony、Toyota、Denso で、彼らは主要顧客でもある
台湾はすでに日本に 40nm、28nm、22nm、16nm、12nm プロセス技術を使うファブを持っており、月5万5千枚のウェハ投入能力で稼働中だ
ソフトウェアの非対話性についてはよく話題になるが、防衛目的ではチップが実際にどれほど高性能で高速である必要があるのか気になる
今のチップは非常に優れているので、2〜3世代遅れていても任務は十分に遂行できそうに思う
日本にとっては他の米国・EU諸国よりも重要な賭けであり、経済の中核に近い
西側のシステムエンジニアなら通常、このように複数のチップと接続を複雑に使うより、単一の航空宇宙・防衛グレードのFPGAを選んだはずだ
ロシア式のアプローチなら、数世代遅れの半導体製造でも容易に持ちこたえられる
西側式のアプローチなら、最新の独自メーカー対応FPGAツールを使い続けるために最新状態を保ちたくなる
現代の戦場でレーダーが目と耳だとすれば、可能な限り多くのコンピュータを接続して、より多くの標的を見つけ、識別したくなる
相手が利用できるチップより2〜3世代遅れているなら、相手はその差を活用する兵器システムを設計しようとするはずだ
昨年もTSMCのドイツ工場の話があった
“TSMC to build US$11 billion chip manufacturing plant in Germany”
https://www.scmp.com/news/china/article/3230440/tsmc-build-u...
露光装置は地震にどれほど強いのか気になる
アライメントが非常に繊細なはずなので
本当に繊細なので、ファブの設計にはその点が反映されている
マスク、対物レンズ、ウェハーを空圧式防振装置の上に浮かせ、特に繊細な装置は隣接装置や足音の影響を防ぐため、ファブの他の部分から個別に隔離することもある
ほぼすべての光学実験室で見られる一般的な空圧式防振装置の例はこれ
https://www.newport.com/f/pneumatic-vibration-isolators-with...
製造を止め、装置を再アライメントしてから再開すればよい
2011年の日本の地震の際には、地震の振動が日本国外の露光にも影響し、露光が安定するほど地球が再び落ち着くまで時間がかかった
余震、津波、地震エネルギーの残響のような振動源はいずれも露光に影響し得る
より大きな問題は半導体サプライチェーン内部にある。以前の基準では、基礎ウェハーの相当数、ひょっとすると大半が日本由来だった
主要企業としてSUMCOとShin-Etsuがあり、電力が比較的安く、何より非常に安定していたため、CZ炉を大規模に運用していた
ウェハーの前段階であるインゴット成長は数週間から数か月単位でかかり、エネルギーを非常に多く使うため、電力の安定性が重要になる
地震後の電力問題は、その後1年ほどウェハー供給に大きな影響を与えた
日本の強みは、人々が一つの職場に長くとどまり、コストも許容範囲でありながら、国としては非常に先端技術と高い教育水準を備えていることだ
米国よりも相性の良い組み合わせに見える
TSMC会長は、台湾では人材を10年単位で維持していると述べていた
なぜ日本で、EU諸国ではないのかは興味深い
リスクの面では、中国が台湾を攻撃する場合、EUのほうが日本より安全な選択に思える
NATOに属するEU加盟国は、日本と同様に米国が提供する安全保障を受けている
日本には攻撃を受けた場合に米国が保証する直接の同盟条約があり、ウクライナのブダペスト覚書とは異なる
現在のウクライナ・ロシア戦争を見ると、EUが日本より安全だとは考えにくい
日本と台湾は仕事文化が似ており、米国よりはるかに近い
TSMCの幹部が日本のファブを確認しに45分のフライトで行くほうが、はるかに簡単でもある
ただしTSMCは卵を一つのかごに入れないため、可能なほぼすべての場所で工場計画を立てているようだ
違いはおそらくプロセスレベルで出るだろう
私には台湾と「どこかのEUの国」はまったく別世界に見える
欧州はここ数年苦戦してきたが、地球上で北米と張り合えるほぼ唯一の地域でもある
現実的に、日本がEUの大半より安全でないと見るのはかなり難しい
単純に見ると、米国でチップを作ることは、厳密な経済合理性では決して成り立たないように思える
生活費が高すぎる
ただし、チップの自律性、サプライチェーンの安全保障、知的財産の安全保障の価値をいくらと見るのか、そして誰がその費用を負担するのかが核心だ