■論 文─■

日本の半導体産業復権シナリオ
東京理科大学大学院 経営学研究科 技術経営専攻 教授

若林

秀樹

見えるが、シェア低下を深掘すると、異なる

１．半導体の現状認識と敗因面が見えてくる。
95年当時、日本のシェアは1/3、すなわち、日本の半導体デバイス産業は80年代に、メ世界15兆円、日本５兆円であった。その中身

モリ中心に50％以上のシェアを誇っていたは、DRAMが４兆円市場のうち日本は2.5兆が、直近では、10％を割っている。この事実

円、ロジックの７兆円では１兆円強、アナロからは、日本の半導体の復権は難しいようにグパワー等が４兆円のうち１兆円強であっ〈目た。この時点では、日本が生んだNANDフ次〉

ラッシュメモリやイメージセンサの市場はま

１．半導体の現状認識と敗因だ小さく、ファブレス/ファンドリモデルも２．３つの追い風無い。これが2020年になると、世界は50兆円

３．経産省の施策

へ 成 長 し た が、 日 本 は 横 ば い の ５ 兆 円、４．批判

DRAMは エ ル ピ ー ダ 破 綻 で ゼ ロ、 代 り に

５．ビジネス面での懸念

NANDフラッシュが１兆円強、イメージセ

６．資金問題

ンサが１兆円へ成長、ロジックやアナログパ

７．真の課題

ワー等は横ばいのままであった。世界で伸び８．リスクシナリオ
９．業界構造変化AIとＤＣ、チップレットるロジックであり、ここが日本はゼロに近い。
他 方、 イ メ ー ジ セ ン サ で は シ ェ ア １ 位、10．まとめ14

たのは、ファブレス/ファンドリを中心とす

NANDフラッシュやアナログパワーは、20
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ス産業を支える製造装置は、95年以来、依然もはや、最先端のハイテク生産を中国に依としてシェア30％以上、材料に至っては50％存することは難しく、中国に替わって、日本以上のシェアを維持している。

が半導体の生産拠点を担う責務もある。台湾

こうしてみると、半導体の全ての分野で負や朝鮮半島で有事が起きれば、世界のIT産け、存在感を無くしたわけではなく、イメー業やファブレス産業が影響を受ける。有事でジセンサ、NANDフラッシュ、アナログパなくとも、台湾が香港と同じ状態になれば、ワーは健闘しており、製造装置、材料は世界

中国政府は台湾企業の技術を取り込むだろう

トップ級なのである。

し、米など西側諸国は、台湾で生産されるハデバイスメーカーの敗因は、DRAMでは、イテク製品を使うことは難しいだろう。

トップシェアでいたことの油断や日米摩擦や太平洋戦争までは、石油が戦略物資だった米韓による挟み撃ち、インターフェース標準が、今回は、半導体が鍵になる。日本の国内化などであり、ロジックはインテルの天下で企業も半導体調達が長期に亘り深刻化する。

元々強くはなかったが、垂直統合モデルに拘Rapidusや熊本TSMCの生産体制確保を急ぐり、90年代後半からのファブレス/ファンド必要がある。

リモデルに対応できていなかったことが大きい。

第二は、技術トレンドの変化である。半導体では生産革新において、ムーアの法則、微更にその背景には、自前主義、マーケティ細化による集積度向上が続き、コスト低下やング軽視、経営者の問題など、よくある日本性能向上を遂げてきた。設計面では、ハード企業の問題点が挙げられる。この事実を踏まとソフトに分離するノイマン型（注１）コンピえて、復権シナリオを考える必要がある。

ューティングのアーキテクチャが続いてきた。

２．３つの追い風

しかし、2000年代に入り、微細化では、コストアップが厳しく、技術的にも周波数スピ

この30年近く、シェア低下を続け、逆風だードが飽和した。それゆえ、集積度を微細化った日本の半導体デバイス産業にとって、50ではない方法で達成するようになりつつあ年に一度の３つのチャンスが到来している。

る。すなわち、３次元積層や３Dパッケージ

この機会は2030年までしかなく最後の機会でング、チップレット、等の「モア・ザン・ムもある。

ーア（More than Moore）」技術が注目され第一は、米中対立、地政学リスクの中で、国家安全保障を意識したサプライチェーン変月刊 資本市場ている。
チップレットは、ヘテロジニアスも含める
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（図表１）世界の半導体市場と日本のシェア動向（出所）若林秀樹（図表２）世界のサプライチェーンと中国の狙い（出所）若林秀樹と、前後工程の融合や、異種ウェハーチップ起こす可能性がある。このチップレットに関の接合、設計と後工程の融合など、ファブレ連するパッケージングや基板技術、後工程装ス/ファンドリモデル以来の産業構造変化を置等は、日本が優位であり、TSMCも日本に

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拠点を設けた背景もそこにある。チップレッある。関連技術を持つチップレットが進めば、トになれば、基板上に、先端ロジックやメモ微細化で遅れた日本には相対的にプラスだ。

リ等のシリコン半導体だけでなく、日本が強大きなユーザーであるデータセンタ（以下、いSiCやGaNなどパワー半導体や光半導体もDC）でも、省エネが必須であり、クラウド搭載でき、広い裾野を持つ日本に機会が広がでは学習、エッジでは推論エンジンとなり、る。

汎用のプロセッサからカスタマイズされた

また、設計アーキテクチャ変化もある。生AIチップへ、トレンドが変わりつつある。

成系AIの進化、消費電力の問題を避けるた

IOWN（注２）など、光電融合を使ったアーキめ、非ノイマンアーキテクチャも注目されてテクチャでは日本に機会がある。産業構造変いる。これまでの汎用チップから専用チップ化が起きる場合は、業界の価値が移り、ビジの流れが起きている。

ネスモデルも大きく変わる。こうした大変革

第三は、ビジネスモデルの変化である。シ期にこそ大規模先行投資や量産競争といったリコンサイクルの中、これまでの巨額投資モ体質から脱し、新たな半導体ビジネスモデルデルの常識が問われる。半導体産業は、激しを考えなければならない。

い技術革新競争と先行投資の中、成長率がプ

チップレットの要素技術は日本が強い素材

ラスマイナス10〜30％という激しいシリコンや後工程が鍵ゆえに追い風だが、ビジネスモサイクルの中で長期的に成長してきた。昨今、デルがこれまでのままでは、これまで同様、競争の舞台は、民間企業から国家レベルに移技術で勝ってビジネスで負ける、の繰り返しり、国家間の設備投資競争にもなっている。

だ。チップレットでは、前工程から中工程い2030年に１兆ドルレベルになる中で、これまや統合工程に価値が移り、設計と後工程の結で同様の振幅では、市場規模は10〜30兆円レびつきが重要になる。先端ロジックだけでなベルで増減することになる。これは民間どこく、メモリや光電融合チップ、コンデンサなろか国家財政にも影響が及ぶ。他方、シリコ

どがプリント基板の上で、どう配置されるか、ンサイクルの３年程度の周期の中で累積では熱や三次元の形状も考慮しなければならな黒字でも、単年度会計で常に黒字を維持するい。前工程では、電子だけだが、光や熱や力ことは難しいが、赤字にこそ先行投資できる学、材料など、総合的な設計になり、付加価か否かが鍵となる半導体事業のジレンマをど値がシフト、そこに多様なビジネスモデルがうするかも重要だ。

生まれる。TSMCは、つくば市に３Dパッケ

政治や技術のトレンド変化だけでなく、カージセンターを開設、サムスンも横浜拠点をーボンニュートラル、円安、インフレ等の変おき、まさにチップレット時代に対応してい化を生かせる。円安は、国内生産にプラスでる。 台 湾 のOSATやEMSも 在 り 形 を 模 索、

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（図表３）チップレットで変る価値構造（出所）若林秀樹

更に、国内の総合商社やテストハウスも機会

ポスト５G基金やGI基金で対応している。技を探っている。

術的には、微細化やチップレット関係、短TAT、光電融合、パワー半導体向けに既に３．経産省の施策５兆円の資金が決まっている。
クルマやロボット、DCなどの国内ユーザ

こうした追い風が最後で最大の機会との認ーにとっても不可欠であり、日本のミッシン識のもと、政府も産業界も、熊本TSMC誘致

グリンクであった先端ロジックの議論だけでに象徴されるステップ１、Rapidus設立に象なく、メモリやセンサやパワー半導体、それ徴されるステップ２、IOWNなど光電融合やらを支える製造装置や材料への強化、更に人ディスアグリゲーションに象徴されるステッ材育成や計算基盤の強化等もあることも忘れ

プ３の半導体戦略を策定している。2030年１てはならない。

兆ドルの中で、シェア低下に歯止めをかける

いずれにせよ、これまで、「少ない遅い絵べく、これまで横ばいだった５兆円を15兆円に描いた餅」だったが、「巨額投資を早く社にする目標を掲げた。これを、先端ロジック、会実装」が進んでおり、海外からも驚きの目

先端メモリなど分野毎に、製造装置や材料もで注目されている。

含め、ロードマップを作成している。

他方、国内では、当初、Rapidusはおろか、TSMC誘 致 やRapidus立 上 げ だ け で な く

半導体政策そのものにも否定的な見解が多か

IBMやIMEC（注３）に対するサポート、メモった。中には、資金が少ない、TSMCが来るリやパワー半導体等の支援も含め、NEDOのわけがない、国内メーカーだけの日の丸連合

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ではダメだ等の事実誤認もあった。また、経も、判断は難しいだろう。微細化は、開発で産省は何時も失敗するという結論ありきのも進んでいても量産段階で逆転する場合もあるのもあった。しかし、最近は、半導体政策にからだ。さらに、EUVも高NA（注５）機、レついては、TSMC誘致や多彩な資金投入、人チクル（注６）やペリクル、レジストなどの状材 育 成 な ど に つ き 評 価 す る 声 が 増 え、況、エピウェハーの結晶構造など周辺技術もRapidusは別にして、半導体産業の凋落を止不明確な点も多い。
エ ン ジ ニ ア 数 や 経 験 や 知 見 に お い て、めるとの見方も増えてきたようだ。

TSMCが圧倒していることは事実だが、AI４．批判

学習が進んだ時代では、後追いの利点もあるのではないか。

最 近 は、 批 判 の 矛 先 は、 主 と し て、

なお、日本は28nmより粗い微細化技術しRapidusの 成 否 に な っ て き て い る。 資 金 がかないというのは誤解であり、先端ロジック700億円では少ないとの批判が１兆円になるで は そ う だ が、 メ モ リ で は、NANDで はと、またそれで批判する。国内だけでなく、15nm、DRAMでは11nm級という微細加工IBMやIMECが参加と分かると、海外は信用線幅を達成している。FEOL（注７）のトランできない、との批判になる。その他、メモリ

ジスタ構造は無いが、BEOL（注８）の配線工も含めた半導体投資の資金回収性の議論もあ程では十分な経験はある。

る。
Rapidusに関しては、IBMからのビオンド５．ビジネス面での懸念

２nm技術移転が妥当で立上げが可能なのか、もし、技術移転ができたとしても、ビジネスビジネス面で指摘されるのは、ユーザーがが立ち上がり、キャッシュフローが黒字とないるのか、巨大なTSMCに少量多品種で勝てり、TSMCやサムスン等と伍していけるのか、る の か、 等 だ。 ユ ー ザ ー に 関 し て は、という懸念がある。

Rapidusへ投じられている資金はNEDOポス

IBM技術の筋がいいかどうかは極めて専門

ト５G基金であり、５G本格化時代のアプリ的技術な議論であり、日本の技術陣は何度もケーションにおけるDCでのGPUや、基地局、議論と確認はしたというが判断は難しい。そASRAプロジェクト自動運転向けなどは当

もそも、ビオンド２nmはTSMCもサムスン然、候補になる。Rapidusの出資社や、ビオ（注４）

ン ド ２ nm 技 術 を 供 与 す る IBM は じ めのデバイス構造について、IBM、TSMC、サGAFAM、既に提携しているカナダAIベンムスンの全ての詳細が分かっていたとしてチャーのテンストレント等は当然ユーザーにも苦戦している。微妙に異なるGAA

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なるだろう。

TSMC誘致やRapidus設立で先端ロジックのさらに、台湾有事などの場合には、米など貿易赤字が減り、国内生産になり、輸出とな

西側諸国は、台湾や中国にあるTSMC工場をれば、GDPに貢献し、貿易赤字が減る、プ使えず、日本にあるRapidusに依存せざるをラスのスパイラルになっていく。半導体は乗得ない。

数効果が大きい上、雇用創出効果もあり、人同じ先端ビオンド２nmでも、TSMCの主口減少を防ぐ効果も大きい。

たる領域はスマホ等の標準的大量生産品であ財政を考えると、民間自身の意識改革も重るのに対し、RapidusはDCなどインフラか要だ。カーボンニュートラルのために、GXら車載や産機などの多品種中量でカスタム品移行債を発行し、半導体産業もGXに貢献すが多い。これまでの経済常識では、標準品のるが、CO2削減だけでなく、EBITDA改善も大 量 生 産 の フ ァ ウ ン ド リ が 優 位 だ が、求められ、公益と私益の両利きが求められ、Rapidusは設計から後工程まで一貫生産で、その意味でもビジネスモデル変革は重要だ。

チップレット化を活かし、短TATを実現す

また、多様なファイナンスのあり方を議論するRUMS（注９）というビジネスモデルの付加る必要があるだろう。

価値で差別化する。ファブレス同様の受託生

2027年の離陸までは政府に依存するが、そ産ではEMSでの巨人である鴻海に対し、売の後は、債券、最終的には、IPOが望ましい。

上規模1/200の沖電気が多品種少量生産で同

ただ、そこで注意すべきは、株主構成やガバ水準の収益性を維持している先行事例がありナンスであり、短期視点のアクティビストや、不可能ではない。

西側諸国と同じ価値観や利益を共にしない株主が入ることは難しいだろう。

６．資金問題
７．真の課題資金投入の効果については、Rapidusだけで な く、 全 体 で 考 え る べ き だ ろ う。 既 にもちろん、半導体もRapidusも課題もある。

TSMC熊本誘致では、大きな経済効果があり、一般的には指摘されていないが、大きな問題

地価アップ、雇用効果、などが九州全体に及は、むしろ、LSTC（注10）と人材や人事制度んでいる。の問題だろう。

今後2030年に向け、チップ、デジタル、エ

本来、LSTCは、IMEC、DARPA、フラウネルギー、それぞれ10兆円の三大赤字になる

ンホーファー研究機構と同様の実用化と探索可能性がある。それが円安を生み、さらに赤の両方を担うべきである。先端ロジックでは、

字 が 広 が る マ イ ナ ス ス パ イ ラ ル に な る。

当面のビオンド２nm、メモリでは、新アー

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（図表４）Rapidusの市場での棲み分け（出所）若林秀樹

キテクチャ、チップレット、新型パワー半導術の開発だけでなく同時にビジネスモデル開体もある。基礎研究や技術者育成もあるだろ

発する組織が必要だ。ガイアXを生んだのはう。しかし、これらは本来、大学が担うべきフラウンホーファー研究機構傘下のそうした分野だ。日本では産総研や理研、LSTCの棲組織である。しかし、日本には、産総研や理み分けや役割が不明確である。

研、LSTCにも、技術のみの組織はあっても、日本のR&Dの問題は、研究と開発の位置ビジネスモデルや社会実装に向けての部署は付け関係、研究から実用の橋渡しが無い事でない。旧来型のイノベーションモデルの志向ある。基礎から応用開発、量産というリニアが強く、収益化や社会実装に意識が薄い。かモデル型の中で、技術や発明が生まれれば、つて、SIRIJ（注12） には、そうした機能もあマーケティング、標準化やエコシステムの形ったが、日本の半導体産業衰退と共に解散し成は、実用化フェーズで行われた。技術的にたが、再び必要であろう。

実用化したあとで、マーケティングや事業化

人材については、経産省と文科省、業界団をするという価値観、良いものを安く作れば体であるJEITA半導体部会（JSIA）が連携し、儲かるというものだった。

大学高専も含め教育や人材拡充に努力してい（注11）

しかし、近年、欧州のガイアXでみられるように、R&D段階からO/C戦略を考え、エコシステムを形成する動きもある。技月刊 資本市場る。これは、中長期的な対応と、小学生からの教育が必要である。
カリキュラムも、これまでの日本の縦割り
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（図表５）R&Dの課題

ストークスの４象限でLSTCはどこか（出所）若林秀樹

的知識詰み型でなく、生成系AI時代に、考える力、横グシをさせる力、実践力を身に着けるものにする必要がある。そこで参考にすミアの確保や処遇面でも重要だろう。
もし、Rapidusなどで成功すれば、良い先行事例になるだろう。

べきは、台湾の教育体系、カリキュラムであろう。既に、九州では、TSMCのものを参考８．リスクシナリオに導入されているようだ。
さらに、人材面で必要なのは、シニア層のRapidusの業績は2027年以降、量産立上げ処遇である。Rapidusには既に、海外で活躍段階時点では、歩留り改善が遅れた場合、していた多くのシニアの技術者がUターンしEUV等の先行投資負担で、累損が１兆円級ているが、さらに、最先端技術だけでなく、になる可能性も否定できない。

材料や製造装置、後工程まで含めた工場運営

しかし、その場合でも、Rapidusの企業価など、ものづくりを熟知する技術者が必要で値は、１兆円を遥かに超えるであろう。そのあり、シニア層も多い。

時点では、EUVも数台立上げ済みであり、海外のトップ企業で働く人材を正当な対価

千歳での前工程から後工程まで一貫生産体制で雇用する場合、年金問題も含め日本の従来も整い、IBMからGAAを習得した世界トッ型の雇用制度、処遇では難しい。そこでは、プ級の技術陣もいる。ユーザーも獲得していストックオプションの導入や、シリコンバレる。そうした有形、無形の資産価値は大きい。

ーなどの最先端の人事制度を導入しなければこれを最初から備えるなら、数兆円は必要だ。

ならない。これは、LSTCに参画するアカデ

他方、TSMCも地政学リスクだけでなく、

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台湾５欠問題（水、電力、土地、ワーカー、系AIの進化で変る。言うまでもなくデジタ技術者が不足）で日本に更に工場を拡大する

ル時代においては、多様な構造のデータが経必要がある。その場合にビオンド２nm級な営の鍵であり、それゆえDCを社内に持つこら５兆円規模の投資が必要だが、既にあるとも重要である。

Rapidusと連携すれば良いのではないか。

エネルギー消費問題を重視していないスマ

Rapidusに、国内ユーザーやTSMCも出資

ホやゲーム向けに特化したファブレスでは、し、JVを作り、TSMCからもビオンド２nm設計が難しい。そこで、既にGAFAMは、フを学び、他方、Rapidusからは、後工程も含め、ァブレスでなく、自社において、プロセッサ短TAT技術をgiveすればよい。

を設計するようになっている。GAFAMだけTSMCが 参 画 す れ ば、Rapidusの 懸 念 は、でなく、小売りなども含め、DCを内製、既技術面でもビジネス面でも全て解消される。

存のファブレスでなく、スタートアップを使

この「リスク」シナリオは、ネガティブな話う場合も出ている。さらに、チップレットででもなく、あるべきチップレット時代の必要は、他から、チップを買えば、設備投資負担なビジネスモデルの対応にもなるだろう。

が少ないことから、スタートアップ自身が、チップレットを使い、それをDC業者や最終９．業界構造変化AIとＤＣ、チップレットユーザーが使う可能性も増えるだろう。
もう20年以上、半導体業界は、ファブレスとファウンドリが牛耳ってきたが、チップレチップレットに加え、生成系AIの進化のットとDCがこれらを中抜きする構造変化が中で、DCも、ファブレス/ファンドリモデル始まりつつある。図表６で①〜⑤等のパター登場に匹敵する業界構造変化をもたらすだろンがあろうが、それは各社の力関係やビジネう。かつては、エレクトロニクス企業は、家スモデルの競争、アプリケーションによるだ電やメインフレーム向けにIDM垂直統合でろう。

あったが、90年代後半から、PCへ、ユーザ通常は、ファブレスの要求に応え、ファウーの変化、WINTELの影響、スマホの登場、ンドリとOSATまで一気通貫で機能を果たす

設備投資の巨大化から、水平分業の中で、フが、生成系AIなど場合によっては、ファブ

ァブレス/ファンドリモデル、またOSATやレスを飛びこえて、最終ユーザーとコミュニEMSが台頭した。しかし、こうしたモデルケーションをして、多様な専用チップを製造はサプライチェーンの複雑化を生み、また、できる。現在のファブレスやファウンドリは、DCにおいては、エネルギー消費の増大となスマホやゲーム等、大量生産の汎用チップでった。それが、カーボンニュートラル、生成あり、熱やデータ構造も含め、ユーザーのカ

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（図表６）チップレットで変る構造変化（出所）若林秀樹

スタムに対応できない。しかし、生成系AIがある。そうであれば、設計段階で、メモリ向けチップでは、PCBやパッケージまで含め側とロジック側、センサ側、さらに、後工程たチップレットの設計まで含めた専用チップの基板等についても、十分にコミュニケーシが求まれる。

ョンをとって設計する必要がある。そこでは、Rapidusの機会もここにある。これまで、ソニーやキオクシアなども巻き込み、統合設

Rapidusの付加価値は、２nmGAAと短TAT計アーキテクチャ、短TATなど、共有できが中心だったが、エッジ側で重要な専用省エる部分は共有して、工場も連携し、いわば、ネチップや、お好みの好きなチップを作るこバーチャルONEカンパニー的な対応もあるとにも広がる。多品種少量もできるが、中にだろう。

は、カスタムでも中量品もあるだろう。つまり、TSMCは汎用最先端の大量・エネルギー

10．まとめ消費大・後工程は無しに対し、Rapidusは専用最先端の変量・エネルギー消費少・後工程

国 家 安 全 保 障 な ど 政 治 情 勢 変 化、Morethan Mooreのチップレットなど技術トレンあり・設計から一気通貫である。
チップレット時代には、先端ロジックチッド変化が、ファブレス/ファンドリモデルにプだけに価値があるだけではなく、多くのロ匹敵する業界構造変化をもたらす中で、ビジジックチップやHBM、新たなNANDフラッネスモデル変革が必要である。

シュ、光電チップなどもいる。AI推論チッ

半導体産業の勝ち筋は、技術開発だけでなプではメモリのアーキテクチャも変える必要

く、技術の特性を踏まえ、如何にエコシステ

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ム形成し、O/C戦略を考え、どういうビジネ* 筆者は、経済産業省の半導体デジタル戦略検討会議の有スモデルを構築するかにかかっている。

識者メンバー、JEITA半導体部会政策提言タスクフォー
ス座長であるが、本論文はあくまで個人の見解である。

（注１） フォンノイマンによるコンピュータの設計思想、プログラムをデータとしてメモリに格納、順番に読み込んで実行する（注２） IOWN（Innovative Optical and Wireless

Network）、NTTが推奨する光電技術を使ったICT構想（注３） IMEC（＝Interuniversity Microelectronics

Centre）ベルギーにある研究開発機関（注４） GAA（＝Gate All Around）次世代のトランジス

タ構造、ビオンド２nmに必要（注５） NA開口率（注６） レチクルは露光機に使われる設計パターン原版、ペリクルはその保護膜（注７） FEOL（＝Front End Of Line）トランジスタ形成までの工程（注８） BEOL（＝Back End Of Line）配線形成以降の工程（注９） RUMS（＝Rapid & Unified Manufacturing

Service）短TAT実現に設計と前工程後工程を繋ぐビジネスモデル（注10） L S T C （ ＝L e a d i n g - e d g e S e m i c o n d u c t o r

Technology Center）技術研究組合最先端半導体技術センター（lstc.jp）（注11） ガイアＸ

GAIA-Xは欧州が提唱する自律分散型のデータ連携の仕組み
Home - Gaia-X: A Federated Secure Data Infrastructure（注12） SIRIJ（＝Semiconductor Industry ResearchInstitute Japan ）半導体産業研究所 - SIRIJ

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