発生の1年前の2019年2月、SIA（Semiconductor Industry Association of America）は、2018年だけでも、記録的な数のチップが1兆を超えて販売されたと発表しました&。" ウォールストリートジャーナルの最近の報告によると、半導体は原油、精製油製品、自動車に次ぐ世界で4番目に取引されている製品です。
これに続いて、米国大統領ジョー・バイデン&＃39;が、チップ& quot;インフラストラクチャ、& quot;を明示的に呼び出す声明を発表しました。 需要の高い半導体チップが新たな共通通貨であることに曖昧さがないことを確認。 何百万もの複雑な操作を実行する能力とエネルギー効率により、半導体はほぼすべての業界の重要なコンポーネントとなり、世界経済を牽引しています。
今日、スマートフォンは、NASAが1969年に人を月に乗せたときに使用したコンピューターよりもはるかに高い計算能力を備えています。さらに、人工知能、クラウドコンピューティング、量子コンピューティング、高度なワイヤレスネットワーク、ブロックチェーンアプリケーション、ビットコインマイニング、5G、モノのインターネット、自動運転車、ドローン、ロボティクス、ゲーム、ウェアラブルは、これらの個別のテクノロジーによって駆動されます。 しかし、非常に複雑な半導体。 ジュニパーリサーチからの新しいレポートによると、Iotデバイスの数だけでも2021年末までに460億に達するでしょう。これらのデバイスのそれぞれは半導体によって電力を供給されます。
半導体は、電子機器や製造、農業、ヘルスケア、インフラストラクチャ、エンターテインメント、電気通信、輸送、エネルギー管理、軍事システム、航空宇宙などのハイコンピューティングアプリケーションにとって重要です。
複数の産業の柱
最も重要なヘルスケアから始めましょう。半導体は、臨床診断、治療、およびリハビリテーション後の介入アプリケーションの不可欠な部分です。 磁気共鳴画像法（MRI）装置、ペースメーカー、血圧モニター、血液ガス分析装置、ワイヤレス患者モニター、人工呼吸器などの半導体デバイスは、毎日の命を救います。 一部の外科手術は、チップをサポートするロボット手術システムの使用によって革命を起こしつつあります。
Covidケアだけの場合、テスト機器、酸素モニター、およびほとんどすべての生命維持システムは半導体に依存しています。 さらに、ワクチンのクロスカントリー配布、アプリベースの認証、生命維持薬を提供するドローン、COVID-19戦争室へのデータの安定した流れの提供-すべてがシリコンウェーハに依存しています。
市場調査の予測によると、Web統合ワイヤレスヘルスケアデバイス、ウェアラブルと臓器の3D印刷、および半導体を備えた医療デバイスは、将来、新しく創造的なヘルスケアアプローチを確実に提供するための重要な要素になるでしょう。 世界の自動車用半導体市場は2020年に481.3億ドルの価値があり、2026年までに1291.7億ドルに達すると予想されています。
自動車メーカーは、優れた信頼性を備えたパワーダイオードとレギュレータを必要とする自動車用電気システムを統合しています。 さまざまな機能を備えた自動車用半導体ICは、ナビゲーションコントロール、インフォテインメントシステム、衝突検出システムなど、さまざまな自動車製品で使用されています。 最新の接続された自動運転車は、最新のテクノロジー機能を備えた3,000以上のチップを簡単に搭載できます。 現在のパンデミックが& quot;すべてをリモートで& quot;に強制している状況では。 -ビジネス、勉強、娯楽、友人や家族とのコミュニケーションなど、半導体は、従来の物理的環境ではなく、通信ネットワークを維持するために必要な技術インフラストラクチャをサポートします。
このパンデミックの間、組織はデジタルの半導体駆動デバイスとテクノロジーの助けを借りて業務をオンラインでスムーズに進めることができ、個人が干渉を受けることなく安全かつリモートで作業できるようになりました。 このデジタルトランスフォーメーションは、半導体業界に新たな機会の世界を切り開きました。
チップに乗る
新たなテクノロジー、特にモノのインターネット、人工知能、拡張現実と拡張現実、ブロックチェーンは、さまざまな業界でますます目立つようになっています。 これらのアプリケーションがスペクトル全体で注目を集めるにつれて、専用センサー、集積回路、改善されたメモリ、および強化されたプロセッサの必要性が高まっています。
世界中の多くのスマートシティは、市民のための都市サービスと重要な市民インフラの劇的な改善に取り組んでいます。 そのためには、自治体のインフラストラクチャのほぼすべての側面をさまざまなデバイスに接続する必要があります。デバイスは、個人に接続されます。 この相互接続されたインフラストラクチャは、半導体によって駆動されます。
第5世代のモバイルネットワークは、マシン、オブジェクト、デバイスなど、ほぼすべての人を接続するように設計されています。 ピークデータ速度を提供します。 超低遅延を実現します。 より高い信頼性; 大規模なネットワーク容量。 より高いユーザビリティとより統一されたユーザーエクスペリエンス。 この次世代テクノロジーの中心となるのは、ノードが小さく効率が高い最先端の半導体チップであり、重要で高速な高性能コンピューティングを提供します。
半導体技術の進歩
ミッドエンドおよびミッドエンドからハイエンドの集積回路（IC）製造の境界線は、12 / 16nmおよび7nmのプロセス技術です。 これらは、中央処理装置、グラフィックス処理装置、人工知能などのアプリケーションや、テレビ、エアコン、自動車、高速列車、衛星、産業用ロボット、エレベーター、ドローンなどの製品で使用されています。
半導体技術の進歩により、前世代のチップよりも小型で高速な5nm技術が導入されています。
IBMが最近世界&＃39;初の2 nmチップ製造技術（今日の多くのラップトップや携帯電話で使用されている主流の7 nmチップよりも45％速く、75％高いエネルギー効率）を導入したことで、業界は将来的には、より高いパフォーマンスとエネルギー効率を実現します。
複雑なチップ製造
チップの製造自体は、複数の国/地域の依存関係を含む複雑なプロセスです。 チップの設計から基本的な原材料の調達、製造、組み立て、テスト、パッケージング、保管、さまざまな業界向けにカスタマイズされた半導体の最終納品まで、このプロセスには1,000を超えるステップと70の国境が含まれます。 現在、AlphaからOmegaまで実行する独自のテクノロジーと能力は、Intel、TSMC、Samsungなどのプロのグローバルリーダーやその他の多くのリーダーに依存しています。
現在のグローバルな状況では、世界クラスの大学とエンジニアリングの才能、市場主導のイノベーションエコシステムを備えた米国は、電子設計自動化、コア知的財産、チップなどのR& D集中型活動のほとんどを提供しています。設計、および高度な製造装置と設備投資。
台湾、中国本土、韓国などの地域は、ウェーハ製造の先駆者であり、多額の設備投資、強力なインフラストラクチャ、熟練した人材を必要とする機能を備えています。 台湾は半導体の組み立て、パッケージング、テスト機能のリーダーでもあり、中国とマレーシアがそれに続きます。これらはスキルと資本集約度が低くなっています。
グローバルチップ危機
COVID-19の危機は、世界中でチップの広範な不足を引き起こし、グローバルな半導体サプライチェーンに穴を開け、私たちの日常生活に不可欠な多くの技術や製品を危険にさらしています。
この不足の主な理由には、過去数年間のウェーハ容量への投資不足、COVID-19パンデミックによるサプライチェーンの混乱、人工知能や電気自動車などの新技術に対する需要の増加、在宅勤務（WFH）製品に対する需要の増加が含まれます。 。
台湾での干ばつ（世界の一部&＃39;最大かつ最先端のハイテクファウンドリは、水配分のために水を大量に消費する製造プロセスに依存しています）と、中国との貿易に関する地政学的な不確実性の高まりに加えて。
今後の方向性
幸いなことに、TSMC、Intel、GXICを含むいくつかの創設者メーカーは、& quot;機能豊富な& quotの急増する需要と供給の不足に対応するために、機器のアップグレードと新しい生産ラインの構築に数十億ドルを投資しています。 ; チップ。
TSMCは最近、業界&＃39;史上最大の投資を発表し、容量を増やすために今後3年間で1,000億ドルを割り当てました。 Intelは、アリゾナ州の2つのサイトに200億ドルを約束し、今年はさらに投資を約束すると述べています。 韓国&＃39; s Samsung Electronicsは、チップ生産を多様化するために2030年までに1,160億ドルの投資を確保しました。
インドはまた、& quot; Make in India"の一部として半導体チップを大量生産する計画を最終決定しています。 プログラム。 この国は、国内に製造部門を設立する各半導体企業に10億ドル以上の現金を提供しています。 地元で作られたチップは& quot;信頼できるソース& quot;として指定されます。 CCTVカメラから5G機器までの製品に使用できます。 12月、インドは& quot;関心のある表現& quot;を招待しました。 国内に製造ユニットを設置すること、またはそのようなユニットを取得することについて、チップメーカーから。
それは&＃39;半導体製造の自給自足を達成し、データセキュリティをより適切に管理し、既存の半導体サプライチェーンの特定のメンバーによって世界中の国々が身代金を要求されるのを防ぐことです。
半導体が現代の動きの速い世界でゲームのルールを変えていることは明らかです。 明らかに、半導体業界は新たな課題に直面しています。 より明確にするために、世界中の政府は現在危機管理モードにあり、近い将来、半導体は& quot;重要なインフラストラクチャ& quot;を獲得するでしょう。 ほとんどの国でのステータス。