世界的なマイクロチップ競争: 追いつくためのヨーロッパの試み

シュトゥットガルトから車で XNUMX 時間の静かな森の端に、ハイキング トレイルが木々の間を蛇行し、なだらかになだらかな丘を横切る場所に、世界で最も先進的な半導体の開発競争におけるヨーロッパの秘密兵器の XNUMX つが置かれています。

南西部のバーデン ヴュルテンベルク州にある人口わずか 8,000 人の小さな町、オーバーコッヘンは、世界最先端のチップ製造装置で使用されるミラーとレンズの唯一のメーカーである Carl Zeiss SMT の本社です。 その超精密ミラーとレンズは非常に正確で、ジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡の 200 倍の精度が可能です。

ツァイスには「独自の能力」があると、ASML の最高経営責任者である Peter Wennink 氏は述べています。最も重要な顧客。

ツァイスの光学系がなければ、ASML は、紫外線を使用してチップ設計をシリコン ウェーハ上に小さなスケールでスキャンする EUV マシンを作成できなかったと彼は言います。 また、ASML マシンがなければ、人工知能、自動運転、量子コンピューティングなどの将来のテクノロジーに必要な最先端のチップを作成することは不可能です。

高度なチップ製造装置は、世界中の国々が、現代経済の中心にあり、ますます地政学的リスクを伴う産業のシェアを獲得しようとしているため、ヨーロッパの隠れた強みの XNUMX つです。 

マッキンゼーによると、半導体市場は 500 年に初めて 2021 億ドルを超え、2030 年までに XNUMX 兆ドル規模の産業になると推定されています。

台湾は最先端のチップ製造の世界的中心地です。 10 ナノメートル未満の半導体 (最先端技術のバージョン) に関しては、台湾は世界市場シェアの 90% 以上を保持しています。

しかし、台湾への中国の何らかの軍事介入に対する懸念の高まりにより、米国、日本、およびヨーロッパ中の多くの政府が自国でのチップ生産の拡大を急ぐようになり、同時に生産能力が過剰になるのではないかという懸念が生じています。時間。

多くの国にとって、半導体は、経済の大部分が半導体が提供する機能にますます依存しているため、国家安全保障の問題です。 パンデミック中の深刻な不足は、スマートフォンやパソコンからサーバーや自動車に至るまで、世界の幅広い産業で生産に打撃を与えました。

この競争が加速する中、ヨーロッパは取り残されることはないと決意しています。 

今年初め、欧州委員会は、ブロック内に工場を設立するように世界最大のチップメーカーを誘惑するために、43 億ユーロを投資する計画を発表しました。 米国のチップ大手である Intel は、ドイツの巨大サイトへの 33 億ユーロを含む、ブロックへの 17 億ユーロの初期投資を約束しました。 STマイクロエレクトロニクスやインフィニオンなどのヨーロッパのチップメーカーも、ヨーロッパでの施設を拡大しています。 EU はまた、世界最大の契約チップメーカーである TSMC を誘い込み、ブロック内で大規模な事業を立ち上げさせようとしています。

ブリュッセルは、この投資により、世界の半導体市場における EU のシェアが現在の 10% 未満から 20 年までに 2030% に倍増することを望んでいます。東西の緊張が供給に潜在的な脅威をもたらす可能性がある時期。

81 年から 2021 年の間に、少なくとも 2025 の新しいチップ施設が建設される予定です。 米国を拠点とする半導体業界団体である SEMI の 10 月の最新データによると、米国で 14 基、台湾で 21 基が製造されるのに対し、ヨーロッパでは XNUMX 基が製造される予定です。

Carl Zeiss SMT や ASML などの企業とそのサプライ チェーンは、ヨーロッパ大陸の化学物質と材料における強固な基盤と共に、最高級チップの世界で最も重要なサプライヤーの XNUMX つになるというヨーロッパの野心の基盤となるでしょう。

しかし、ヨーロッパの半導体の推進には大きなギャップが残っています。 必要な資本の額は手ごわいです。 また、チップ工場への供給を検討している企業は、自社工場の稼働を維持するのに十分な熟練労働者がいないと警告しています。

「20 年までに 2030% の市場シェアに到達できるかどうかは疑問符ですが、何もしなければ状況がさらに悪化するため、圧力が高まっています」と、オランダに拠点を置く NXP Semiconductor の最高技術責任者である Lars Reger 氏は述べています。 .

ASML の Wennink 氏は次のように述べています。 「地政学的な文脈で関連性を維持する必要があります。」 

それは理にかなっていますか？

欧州チップ法に基づいて構築された欧州の野心的なマイクロチップ計画は、普遍的な承認を得ていません。

業界幹部を含む一部の批評家は、欧州は無駄遣いをしていると示唆している 納税者のお金。 彼らは、最新のチップを開発しようとする莫大なコストに直面するよりも、自動車や産業用アプリケーションなど、ヨーロッパ自身の産業で消費されている成熟したチップ技術の容量を拡大するためにお金を使う方がはるかに良いだろうと主張している. ヨーロッパの携帯電話産業の衰退により、欧州大陸には高度なチップの明らかな顧客がいなくなりました。

ますます複雑なチップの製造コストが上昇するにつれて、「追いつくことができた企業は少なくなりました」と、あるチップ会社の幹部は言います。 「レースから脱落した人の多くはヨーロッパにいました。」

これにより、ヨーロッパのサプライチェーンは、高度な半導体製造に必要な主要な能力の一部を失っています。

コンサルタント会社 Counterpoint Research のロンドンのシニア アナリストである Yang Wang 氏は、ヨーロッパには 7 ナノメートル以下のノード バージョンのテクノロジで作業するチップ設計者はいないと指摘しています。

「世界トップ 10 のチップ設計者の誰もヨーロッパに拠点を置いていませんが、米国は半導体設計で世界をリードしています」と彼は言います。

EU には、ベルギーのルーベン、ドイツのドレスデン、フランスのグルノーブルなど、既存の半導体サプライ チェーンのクラスターがあります。業界の専門家は言う。

資金調達も重要な要素です。 チップが高度になればなるほど、そのプロセスはより資本集約的になります。 たとえば、TSMC の 2022 年の設備投資額は 36 億ドルで、今月、アリゾナ州への投資を今後数年間で 12 億ドルから 40 億ドルに倍増する計画を発表し、3 年までにさらに高度な 2026nm テクノロジを導入する予定です。

米国は今年、独自のチップと科学法を可決しました。これは、52.7 億ドルのインセンティブと減税のパッケージです。

業界幹部によると、最先端のチップ技術に必要なサプライ チェーンと同じくらい複雑なサプライ チェーンを構築するには、何年もかかり、さらに多くの納税者のサポートが必要になります。 中国、台湾、韓国などの国は、チップ製造業者を支援するために、数十年にわたって数十億ドルを投資してきました。

「欧州チップ法は素晴らしいツールです。世界中で同じレベルのインセンティブが得られるからです。成熟した技術。 「しかし、[高度な技術] と巨大なファブを構築する必要がある場合. . . その場合、競争力はあまり高くありません。」 

しかし、ヨーロッパはゼロから始めたわけではありません。

EU が高度なチップ機器を保持していることは、重要な利点の 3 つです。 ASML の EUV マシンにより、TSMC、Samsung、Intel などの世界最大のチップ メーカーは、ますます多くの処理トランジスタをより小さなチップに詰め込み、物理学の限界に挑戦することができます。 現在、大量生産の最先端は 2nm (チップ上の各トランジスタのサイズの基準) ですが、テクノロジーによってこれは XNUMXnm 以下になっています。

「EUV がなければ、チップ内でこれほど高密度のトランジスタを実現することはできません」と、Zeiss の最高技術責任者である Thomas Stammler 氏は述べています。 「EUV を供給しているのは私たちだけなので、これはチップ業界を拡大し、サポートする義務でもあります。 . . 私たちはすでに次世代の EUV に取り組んでいます。」 

ASML と、ASML が 25% の株式を保有する Zeiss を超えて、ドイツの Trumpf は、EUV マシンで使用されるレーザーの世界的リーダーです。 220,000C で、Trumpf のレーザーによって生成されたプラズマ (EUV 光を生成するために使用される) は、太陽の表面よりもほぼ 40 倍高温です。

このような高度な技術により、EUV は、16 年代の電子デバイスの 1,000 個のトランジスタと比較して、今日の MacBook の中央処理装置に 1970 億個ものトランジスタを詰め込む Apple などの企業を支援することができます。 

ヨーロッパはまた、高度なチップ製造に使用される高度にカスタマイズされた複雑な材料と化学物質を生産する能力においても強力な優位性を持っています。 これらは主に、メルク、BASF、ソルベイなどの少数のヨーロッパ企業と、JSR や信越化学などの日本企業から提供されています。

また、ブリュッセル郊外のナノテクノロジー研究センターであるIMECには、世界有数の研究ハブがあり、最先端のチップメーカーがプロトタイプを構築するために使用しています。 他の世界的に有名な研究センターには、ドイツのフラウンホーファー研究所やフランスの CEA-Leti などがあります。

しかし、まだ課題があります。 他の国々は、ヨーロッパよりもはるかに多くの投資を行って独自のチップ製造能力を構築しており、エコシステムはすでに新しい工場を中心に発展し始めています。

ヨーロッパでは、重要な化学および材料のサプライヤーは、米国や台湾のサプライヤーよりも投資が遅れています。 業界内の一部は、欧州チップ法がチップ製造以外の投資を十分にカバーしていないため、または欧州の環境規制により化学施設の拡大がより困難になっているためであると示唆しています。 そしてもちろん、ヨーロッパのガス危機は、すでに高いエネルギー価格を押し上げ、ブロックのエネルギー集約型の化学産業は、一部の製品の生産を停止または停止することを余儀なくされています. 業界幹部は、強力なインセンティブがなければ、現在ヨーロッパで事業を拡大することは魅力的ではないと述べています。

「新しい半導体工場への化学物質の供給には、専用の資産への投資が必要です。 したがって、国の支援がなければ、化学品の供給者にとって間違いなくハードルになるでしょう」と、ソルベイのロドリゴ・エリゾンド社長はフィナンシャル タイムズに語っています。 「私たちの見解では、化学物質の地域的な安定した供給がないことは、ヨーロッパの半導体工場の操業を確実に危険にさらすでしょう。」

BASF と Solvay は、これらの分野への投資が行われない限り、新しいチップの生産能力が増強される今後数年間で化学物質と材料が不足すると予想しています。

「誰もが半導体製造について話しますが、これらのマイクロチップの製造に必要な化学物質には十分な注意が払われていません」と、BASF の電子材料担当シニア バイス プレジデントである Lothar Laupichler は述べています。 「化学物質は水や電気のように見え、蛇口を開ければすぐに出てくるような気がしますが、これは誤解です。」 

メルクの執行委員会のメンバーであり、エレクトロニクス部門の最高経営責任者であるカイ・ベックマンは、次のように付け加えています。ヨーロッパの野望。」

スタッフを見つける

ヨーロッパは、十分な熟練労働者を見つけるという、さらに基本的な問題に直面しています。 EU における最大の労働力不足に関する欧州労働局の調査によると、チップ業界の柱であるエンジニアと技術者は、10 カ国で人材不足のトップ XNUMX に入ることがわかりました。

ドイツのインフィニオン、英国のエドワーズ バキューム (ASML にとって重要なコンポーネントとサブシステムのプロバイダー)、オーストリアの AT&S (半導体が搭載されるハイエンド チップ基板の大手サプライヤーの XNUMX つ) などの企業は、すべて次のように警告しています。外国の才能は、ヨーロッパの半導体産業のさらなる発展と持続可能性にとって極めて重要です。

AT&S の最高経営責任者である Andreas Gerstenmayer 氏は、同社がオーストリアの新しい研究開発センターに必要な 800 人の熟練労働者を見つけるのに苦労していると述べています。 「（チップ基板の）経験と技術はまだここでは利用できないため、人材を雇うために世界的に手を差し伸べる必要があります。」

インフィニオンの人事部長であるマーティン・ストックルは、サプライチェーン全体が同じ人材を追い求め、事態を悪化させると述べています。 「ヨーロッパでは人材不足の問題が深刻です」と彼は言います。 「簡単に計算すると、私たち（インフィニオン）は新しいファブを建設し、STマイクロエレクトロニクスとインテルも拡大しています。 私たち [企業] は、今後数年間で少なくともさらに数千人のエンジニアと技術者を必要とするでしょう。」 

しかし、業界幹部は、戦いは決して負けたわけではないと述べています。

すべての課題にもかかわらず、業界幹部は、この重要な業界におけるヨーロッパの見通しについて楽観的です。 ASML、Zeiss、Trumpf などの企業を持つことは、始めるのに悪い場所ではありません。

「ヨーロッパは、半導体製造装置で何年にもわたって真の強さを維持してきました」とインテルの上級幹部は言います。 「これにより、市場に再参入する機会が本当に与えられました。 これらの橋頭堡がなければ、ヨーロッパが復活することは非常に困難だったでしょう。」

Peggy Hollinger と Joe Miller による追加報告

によるカートグラフィとデータの視覚化 リズ・ファウンス および アラン・スミス

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