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株式会社インベストメントブリッジがお届けする、いろはに投資のながら学習。
こんにちは、現在ボクシングジムに通ってダイエットに励んでいるインターン生の清水です。
このポッドキャストでは、スマホ時代の投資・企業分析メディアいろはに投資の記事を基に、
投資の基礎知識から最近のトレンドまで幅広くご紹介いたします。
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本日ご紹介するエピソードは、2022年2月3日に公開された、半導体とは。
半導体不足はなぜ起きた?半導体業界を分かりやすく解説、についてです。
まず、この記事の結論について解説します。
1.半導体は7種類に分類でき、大きくICと非IC半導体が存在する。
2.ファウンドリ企業は重要な役割を担っている。
3.半導体不足は、受給のバランスが崩れたことで発生した。
以上の3点です。
半導体は、PCやスマートフォン、自動車、家電など、さまざまなものに搭載されています。
私たちの生活には必要不可欠になってきていますが、具体的にどのようなものかご存知でしょうか。
今回は、そもそも半導体とはどういうものか、半導体が不足している理由と、今後の見通しについて解説していきます。
半導体とは、ある時には電気を通したり、ある時は電気を通さなかったりする物質のことです。
物質には、電気を通す導体と、電気を通さない絶縁体が存在していて、半導体はその2つの中間の性質を持っているため、電流を制御することができます。
圧力や温度の環境、不純物の有無などの条件により、導体に変化したり、絶縁体に変化する特徴があります。
半導体の大きさは直径数センチメートルと、とても小さくて薄く、指先で何とかつかめる大きさなのですが、近年では半導体状の線の幅を微細化する動きが活発になっていて、競争も激化しています。
半導体の大きさを小さくすることは、以下の2つのメリットがあります。
1つ目、使用する材料が減少して製造コストが下がる。
2つ目、機能の観点からも半導体内の配線が短くなることで、省電力化、高速化につながる。
では、半導体は何から作られているのでしょうか。
代表的な半導体の材料としては、シリコンが挙げられます。
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他にも、ゲルマニウムや複数の元素を組み合わせた化合物半導体などもあります。
では、なぜシリコンがよく使われるのでしょうか。
その理由は、以下3つあります。
1、地球上で2番目に多い元素で、資源に余裕があるから。
2、他の元素よりも加工がしやすいから。
3、欠陥が少なく割れにくいから。
このように、シリコンは資源に余裕があり、加工に優れているため、大変よく使用されています。
このシリコンを加工して、半導体の土台となるシリコンウェアが誕生します。
次に、半導体の種類について見ていきましょう。
半導体とは、大きく集積回路のICと非ICに分けることができます。
ICとは、シリコンチップの上に従来別々だったディスクリートの機能をまとめたものです。
ディスクリートとは、トランジスタやコンデンサのことで、
トランジスタとは、電気の流れをコントロールする部品。
コンデンサとは、電気を貯めることができ、必要な時に放出できる部品のことです。
非ICとは、ICのように一つにまとめられておらず、反対として存在するものです。
非IC製品は、ICが誕生してからは集積化が進み、数量は大きく減少しました。
しかし、多くの電力を伴うパワートランジスタなどは、
集積化するのが難しく、単体のままで使用されることが多いです。
半導体は7つに分類することができ、
メモリ、ロジック、マイクロ、アナログ、個別半導体、オプトエレクトロニクス、センサと分けることができます。
その中で、ICはメモリ、ロジック、マイクロ、アナログを指し、
非ICは個別半導体、オプトエレクトロニクス、センサを指しています。
ICは全半導体部品の8割以上を占めているそうです。
また、半導体という言葉がICだけを指すこともあります。
それぞれ詳しく見ていきましょう。
ICの一つであるメモリとは、半導体の回路を電気を用いて制御することで、データを記憶する役割を持つ装置です。
フロッピーなどの磁気ディスクよりも振動や衝撃に強く、記録が物理的になくなるリスクが低いです。
また、DVDやCDなどの光学ディスクよりも、読み書きの動作が早いのも特徴です。
メモリには、電源を切ると記憶内容が失われる揮発性メモリと、電源を切っても保存されている不揮発性メモリがあります。
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次に、ロジックとは、デジタル信号をメモリから読み取り、軟落の処理を実行した上で、メモリに書き込む専門性の高いICです。
情報を制御するための論理回路で構築されていて、内部回路の種類で分類されています。
例えば、ロジックの一つで3Dグラフィックスなどの画像描写を行うGPUの場合、CPUの数倍から100倍以上の計算速度で処理することもあります。
マイクロとは、CPUを搭載していて、複数の機能・装置をまとめてチップ化したもので、パソコンの心臓部を構成しています。
マイクロは、ロジックと類似していて、ロジックに含まれて分類されていることもあるので、確認が必要です。
マイクロは、マイクロコントローラー、MCUとマイクロプロセッサー、MPUの2つに大きく分けることができます。
プロセッサーは、高性能のため、機械に対応しています。
一方で、マイクロコントローラーは小さいため、制御回路の部品を少なくすることができ、電子機器の小型化を実現することができます。
そのため、電気ポットなどの家電製品から、安価なガングマンなどの製品に対応することができます。
アナログとは、アナログ信号の処理や、電源、動力制御などの機能を持つICです。
アナログ信号は、電気や音声、圧力、温度など、電子機器に対応することができます。
アナログ信号は、電気や音声、圧力、温度など、電子機器に対応することができます。
アナログ信号は、電気や音声、圧力、温度など、連続していて、数値化されていない情報のことです。
そうした情報を、コンピューターが処理できるデジタルの0と1の信号へ変換する役割を持っています。
また、電圧をON、OFFだけでなく、少し高め、少し低めなど、細かく制御できるのもアナログ半導体の特徴です。
これ以降は、非ICについて解説していきます。
まず、個別半導体とは、一つの機能だけ備えている単純な半導体のことです。
ディスクリート半導体とも呼ばれています。
従来別々だったディスクリートの機能を、シリコンチップの上にまとめたものがICです。
時代とともにどんどん集積化が進んでいますが、集積化しにくい大電力のパワートランジスタは単体が多いです。
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また、個別半導体は大量生産が行われるため、使用が決められており、同じ製品が多くのメーカーによって製造されています。
次に、オプトエレクトロニクスとは、光光学と電子光学の技術を合わせてできた半導体です。
オプトの部分が光光学、エレクトロニクスの部分が電子光学を意味しています。
代表的な例として、LEDが挙げられます。
LEDは電気エネルギーを光エネルギーに変換することで発光していて、従来の白熱電球のように物質を熱していません。
LED以外にも、マウスやレーザープリンターで使用されているレーザーも代表例の一つです。
最後に、センサーとは、物理的・科学的な現象を電気信号やデータに変換して出力するデバイスや装置のことです。
具体的には、光や音、温度、湿度などの物理的現象と、待機中のガスなどの科学的現象が挙げられます。
本記事には、半導体業界や代表的な企業、半導体の製造工程についても触れられているので、ぜひ記事のほうもご覧ください。
それでは、半導体不足の理由や見通しについて見ていきましょう。
半導体は、新型コロナウイルスが拡大してきた2020年春頃から不足し始めました。
では、なぜ不足しているのでしょうか。
半導体不足には2つの理由があります。
1.新型コロナウイルス感染拡大による新たな需要拡大
2.需要の急拡大による供給体制の逼迫
新型コロナウイルスの感染拡大で外出自粛を余儀なくされました。
それにより、テレワークの普及やすごもり需要が急拡大し、PCや家電に含まれている半導体が大きく不足しました。
個人だけではなく、企業でもデジタルトランスフォーメーション化を推進するなど、半導体不足に拍車をかけました。
加えて、供給体制も逼迫しました。
需要が高まった家電などに使用される半導体は、最先端の半導体が製造されている工場ではなく、1世代前の工場で生産されていました。
しかし、そうした工場は老朽化が進んでいたため、多くの半導体メーカーがコストカットのためにファンドリに委託しました。
そんな中で、コロナによって需要が拡大し、各ファンドリは大量の注文に対応できなくなってしまったのです。
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また、米中貿易摩擦で米国が中国のファンドリ企業に事実上の金融制裁を行い、台湾や韓国のファンドリ企業に注文が殺到し、半導体不足が顕著になりました。
さらに、2020年秋ごろには当面回復しないと思われていた自動車市場が回復しました。
半導体メーカーは、家電やPCなどの生産ラインを増やし、車などの生産ラインは減らしていたため、自動車向けの半導体も大きく不足しました。
加えて、2021年以降は、相次いで発生した自然災害や工場での水不足、火災によって半導体不足が加速しました。
それでは、半導体不足は今後どうなるのでしょうか。
今後の見通しについては様々な見解が出されていますが、2022年の夏ごろから徐々に解消し始めるという予想が出ています。
半導体不足を背景に、2020年末から2021年初頭にかけ、多くの半導体メーカーが製造ラインの増強を発表しました。
その大半は最先端製品向けですが、不足している成熟プロセス製造の工場の投資も一部では行われています。
早期に投資した工場が稼働するのが2022年の夏で、その頃には製品が出回り、不足状況は解消されるという見方が出ています。
最後に、この記事の重要なポイントをまとめます。
1.半導体は7種類に分類でき、大きくICと非IC半導体が存在する。
2.ファウンドリ企業は重要な役割を担っている。
3.半導体不足は受給のバランスが崩れたことで発生した。
本編では、ファウンドリ企業などについて詳しく触れることができませんでしたが、記事にはしっかり載っているので、ぜひ記事の方もご覧ください。
半導体は今話題のAIやメタバースにも使われており、最先端の技術に欠かせない存在であることは間違いありません。
今後も半導体業界の動向に注目していきましょう。
それでは本日の息抜きです。
本日は半導体にまつわるエピソードだったので、半導体不足の影響の一つをご紹介します。
ソニーは皆さんにも馴染みのある企業だと思いますが、プレイステーション5が入手困難であると話題になりました。
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PS5は2020年11月12日に発売し、約8ヶ月で1000万台を突破しました。
PS4よりも1ヶ月近く早い記録で、その後の売上も期待されていましたが、半導体不足の影響を受け供給がペースダウンしました。
2021年5月の時点では年度販売台数1480万台を目指すとしていましたが、2月2日に1150万台に過方修正したことを明かしました。
また、ソニーは当初PS4の製造を2021年度末に終了する計画でしたが、2022年を通し継続する予定であると、米国時間1月11日にブルームバーグが報じました。
ソニーによる正式な発表はないものの、ブルームバーグによると、2013年発売のPS4はより安価で製造が容易であり、高度なチップの使用量も少ないため、当社はさらに100万台のPS4を製造する計画だということです。
本日も最後までご視聴いただきありがとうございました。
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