ファーウェイの要因

徐志軍氏は、現在の世界的な半導体供給逼迫は、主に米国によるファーウェイへの制裁が原因だと考えている。

4月、ファーウェイ輪番会長の徐志軍氏は第16回グローバルアナリスト会議で次のように述べた。

米国によるファーウェイへの制裁措置が半導体サプライチェーンへの信頼を失墜させたため、誰もが不確実性に対応するために在庫を増やしている。中には半年分、あるいはそれ以上の在庫を抱えている企業もある。元々在庫がゼロだったため、パニック買いが起きたのだ。したがって、私はファーウェイに対する米国の制裁措置が供給パニックの主な原因だと考えている。

ファーウェイはかつて世界第3位の半導体購入企業だった。2020年、515条による禁輸措置が発効する前に、ファーウェイは予想外に多くの発注を行い、生産能力を大幅に占有した。ファーウェイの2020年年次報告書によると、在庫の原材料費は2019年と比較して306億7600万元増加した。

ファーウェイの突然の撤退命令は、短期的な混乱を引き起こしたに過ぎない。より重要なのは、ファーウェイが携帯電話市場に一連の影響をもたらしたことである。国内の携帯電話メーカーは、ファーウェイが撤退し、空いた市場を奪取する機会を得られると明確に期待している。

機関調査の結果によると、中国の主要携帯電話メーカーが上流企業に提出した予測計画は、2020年と比較して平均で約50％増加している。

このような混乱の中では、パワー半導体製造会社の黄崇仁会長が、車載用チップは言うまでもなく、5GやAIなどの新たなニーズを満たすことさえ既に困難だと嘆いたのも無理はない。

パニック、逃走、憶測

前述の需給問題は既に頭痛の種となっているが、そこに市場の感情的要因、パニック、取り付け騒ぎ、投機といった要素が加わり、コア製品の不足という波をさらに悪化させている。

長年にわたり、世界の半導体業界と自動車業界は在庫ゼロを目指してきたが、現在、供給不足へのパニックが需要を増幅させている。市場では、複数回の発注や、3ヶ月から半年、あるいはそれ以上の長期在庫サイクルといった現象が見られるようになった。パニック的な在庫確保が、コアの不足をさらに深刻化させている。

自動車サプライチェーンは非常に複雑です。従来のティア1サプライヤーに加え、多数の販売代理店やトレーダーも存在するため、発注プロセスは複雑化しています。一部の半導体トレーダーは、過去3ヶ月間で大量のMCUを買い溜めしています。

混乱が大きければ大きいほど、混戦の中で漁をしようとするのも困難になる。一部の投機家は買い占めを行い、法外な価格を要求している。価格が数倍から数十倍に跳ね上がることも珍しくない。チップをめぐる違法行為や犯罪行為も発生し始めている。偽チップの製造やチップの盗難事件が頻繁に発生している。中国の香港ではチップ強盗事件さえ起きている。

上記の要因に加え、ルネサス、NXP、STなどのメーカーが公式に値上げを発表したことで、間接的に市場価格のさらなる上昇を招き、買いだめ現象を助長した。

三

自動車業界がデジタル化へと移行するにつれ、車載用チップの状況も大きく変化するだろう。

従来の燃料車においては、車載チップの中でMCUが比較的高い割合を占めている。新エネルギー車においては、パワー半導体がより大きな割合を占める。そして将来的には、スマート電気自動車の発展に伴い、様々な高性能コンピューティングチップが車載チップの中で最も価値の高い部分となる可能性がある。

IHS Markitのデータによると、世界の自動車用チップ市場規模は2020年に38億米ドルに達すると予想されており、これは世界の半導体市場全体の10%未満を占めるに過ぎない。

機能に基づいて、車載用チップは、制御、演算（MCUおよびAIチップ/GPU）、パワー半導体、センサー、メモリチップなどに分類できます。

ガートナーのデータによると、車載用半導体の中で、ASIC/ASSPが33%、MCUとディスクリートデバイスがそれぞれ17%と15%を占め、光電子部品、センサー、アナログチップがそれぞれ10%、10%、7%を占め、ロジックチップとメモリチップはそれぞれ5%と2%と最も割合が低い。

車載用AIチップの分野では、主な用途は自動運転と車載インフォテインメント（IVI）であり、主要メーカーはNvidia、Mobileye、Qualcomm、Huawei、Horizo​​nなどです。AIチップは自動車のデジタル化の中核であり、将来最も有望な市場です。この分野において、我が国は決して弱国ではありません。

パワーデバイスの主な機能は、電圧変換、電流変換、AC-DC変換などです。従来の燃料車は一般的に低電圧MOSFETを使用しています。この規模は年間約1億米ドルです。主に外国資本のメーカーが支配しています。国内メーカーのシェアはほとんどありません。IGBTは主に電気自動車に使用されています。この分野では、BYDなどの少数のメーカーを除いて、中国も輸入に大きく依存しています。

センサーに関して言えば、車載カメラを例にとると、Omdiaのデータによると、2019年には9400万個の車載イメージセンサーが出荷され、車両1台あたり平均1個未満であり、最も一般的に使用されているCISチップの仕様は主に100万～200万ピクセルである。

自動運転技術の発展、自動車への8メガピクセルカメラの導入、自転車用カメラの増加に伴い、この分野は大きな可能性を秘めて爆発的に発展するだろう。

今回の主要な供給不足は、主に電源管理ICとMCUである。日経新聞の最新統計によると、電源管理チップとMCUの納期は最も長く、24～52週間（半年～1年）に達している。

この自動車部品不足で最も大きな影響を受けているのがMCU（マイコン）です。まずはMCUに注目しましょう。

MCU（マイクロコントローラユニット）は、CPUの周波数と仕様を適切に低減し、メモリ（RAMとROM）、各種アナログ周辺機器、デジタル周辺機器、各種入出力およびインターフェースを1つのチップ上に統合して、チップレベルのコンピュータを形成する。

IC Insightsによると、2020年の車載用MCUの市場規模は6.5億米ドルになる見込みだ。

IHSのデータによると、ルネサスは車載用MCU供給の30%を占めており、世界最大のサプライヤー7社（ルネサス、NXP、インフィニオン、サイプレス、テキサス・インスツルメンツ、マイクロチップ、STマイクロエレクトロニクス）で市場シェアの98%を占めている。

車載用MCU市場は、海外メーカーによる寡占状態が著しい。BYDなどの一部のメーカーを除けば、国内メーカーの車載用MCUのシェアはほぼゼロに近い。

近年、自動車の電子システムの増加に伴い、窓、ワイパー、シートからエンジン制御、自動運転など、あらゆるものがMCUチップと切り離せないものとなっている。MCUはこれらの機能を制御する役割を担っている。

車両に使用されるMCUの数は数十個から数百個に及ぶ。通常、車載用MCUの価格は数セントから10ドル以上まで幅がある。もちろん、MCUの供給不足が深刻化するにつれ、MCUは金融商品となり、価格はすでに下落している。

自動車分野において、MCUは主に5つの応用分野を有しています。すなわち、動力システム（燃料車のエンジン、トランスミッション、電気自動車の電子制御）、シャシーおよび安全性、ボディエレクトロニクス、コックピットIVI、そしてADASです。

ビット数と処理能力に基づいて、MCUは8ビットと32ビットに分類できます。8ビットは主にシート、サンルーフ、エアコン、キーなどの車体電子機器に使用され、処理能力の要求は高くありません。32ビットは主にシャーシ、電源、コックピットマルチメディアなどに使用されます。

動力システムに関して言えば、燃料車のエンジン制御は非常に複雑で、経験の蓄積と多くの調整が必要となります。インフィニオンなどの欧州メーカーが主要メーカーであり、その技術的なノウハウを習得するのは困難です。一方、電気自動車の動力は主にモーターによって制御され、パラメータもはるかに少なく、比較的シンプルです。

電源、シャーシ、自動運転などのシステムで使用されるMCUは、補助システムレベルでASIL-D機能安全レベルを達成する必要があります。このレベルのMCUの研究開発サイクルは一般的に4年と長く、主に外資系チップメーカーが担当していますが、車載エレクトロニクス向けの参入障壁は比較的低く、これが現在、国内サプライヤーの主要な開発方向となっています。

生産・製造面では、車載グレードMCUには多くのモデルがあり、プロセスは主に40/45/65nmノードです。このプロセスのウェハ工場の生産能力構築コストは約5億ドルで、生産ラインの運用コストも高額です。NXP、ルネサスなどが自社で生産ラインを構築したとしても、生産能力をフルに活用することはできません。そのため、車載IDM工場は主にアウトソーシング戦略を採用しており、TSMC、UMC、GlobalFoundries、Samsungなどの3～500社のファウンドリのみがこうした製品を製造していると考えられます。

2018年、BYDは第1世代8ビット車載用MCUチップの発売に成功し、国産化において画期的な成果を達成した。

BYDセミコンダクターによると、車載用MCUは機能性、安全性、信頼性などに関して厳しい要求があり、研究開発の難しさは4つの側面に表れている。

動作温度 -40℃～125/150℃

配送不良率 0ppm

勤続年数が15年以上

ISO26262の機能安全レベル要件を満たしている

車載用MCU市場は、研究開発期間が長く、設計ハードルが高く、設備投資額が大きく、認証期間も長いという特徴があります。MCU製品は、CPU、ストレージ、シミュレーションなどの技術、そして車両全体に対するメーカーの理解度を試すものであり、安全性と信頼性に関して経験と時間の蓄積が求められます。

BYDセミコンダクターは、中国の車載用半導体の将来的な発展を阻害しているのは、まさに基本部品にあると考えている。国内メーカーが既に展開しているスマートドライビングやスマートコックピット向けチップと比較すると、中国は基本部品の分野でさらに脆弱だ。

BYDセミコンダクターは、パワーデバイス、MCU、イメージセンサーなどの基本部品やその他の製品に注力している。

さらに、BYDセミコンダクターのMCU製品は、国内のファウンドリやパッケージング・テスト工場とも緊密に連携しています。この協力関係から生まれた新製品は来年発売予定です。BYDは、この産業チェーンを開放し、来年までに中国で設計・製造された真の国産車載グレードMCUを完成させることを目指しています。

四

半導体不足への対応において、自動車メーカーは独自の能力を発揮したと言えるだろう。

AMDの創業者には「真の男は半導体工場を持つ」という名言がある。自動車メーカーはもはや自社でチップを設計することで注目を集めることはなく、自動車メーカーが半導体ウェハー工場を所有する可能性がますます懸念されるようになっている。

テスラはかつてフィナンシャル・タイムズ紙によって、半導体不足問題を解決するために半導体工場を買収しようとしていると暴露されたことがある。台湾メディアもテスラのマクロニックス社が所有する6インチ半導体工場を意図的に標的にした。最新の情報によると、この工場はテスラではなく東京エレクトロンが買収する予定だという。

テスラは、現実の問題に対応するため、実用的なアプローチを採用し、新しいサプライヤーからMCUチップを選定し、それに合わせた新しいファームウェアを開発することで、チップ不足の影響を回避しようとした。

現時点では、小鵬汽車も同様のアプローチを採用している。

何小鵬氏は第1四半期決算報告で、昨年第3四半期から半導体不足に気づき、備蓄を始めたと述べた。さらに、小鵬はインテリジェント機能に関して自社で徹底的な研究開発を行っているため、ティア1サプライヤーに依存する従来の自動車メーカーとは異なり、A/Bチップサプライヤーの切り替えにおいてより大きな柔軟性を持っていると付け加えた。

また、配分を削減する方法を採用している自動車会社もいくつか存在する。

高工智能自動車研究所のデータによると、2021年4月には、先進運転支援システム（ADAS）を標準装備した国内新車の販売台数が、2020年5月以来初めて53万台を下回った。

ゼネラルモーターズは6月8日、2021年モデルとして新たに生産される一部のフルサイズピックアップトラックとSUVには、オートスタート・ストップ機能が搭載されないと発表した。排気量5.3/6.2リットルのV8ガソリンエンジン搭載車は、今後この機能を搭載できなくなる。これらの新車は50ドル安くなる。

5月上旬、2021年モデルのBMW X3が発売された。新型車は、強化型運転支援機能とアクティブクルーズコントロール機能を廃止し、それに伴い価格を引き下げた。

不完全な統計によると、日産、ラム、ルノーなどのブランドはいずれも販売台数の減少に見舞われている。生産停止に比べれば、販売台数の減少はより穏やかな対応であり、多くの消費者もこの特殊な状況下では理解できるだろう。 

モデル変更や装備削減は、自動車メーカーにとって比較的洗練された解決策と言えるだろう。しかし、これらの対策でも問題が解決しない場合は、「見栄えを優先して車種を廃止する」という選択肢しかなく、戦略的なモデルの供給を維持するしかない。

誰を保険対象とするかを選ぶことは、自動車会社にとって戦略的な選択である。

例えば、半導体チップが不足している場合、一部の企業は高付加価値で利益率の高いモデルの生産を優先するだろう。フォルクスワーゲンのブランドCEOであるラルフ・ブランシュテッター氏は、以前フィナンシャル・タイムズ紙のインタビューで、パサートなどのガソリン車は半導体チップ不足の影響を受けているが、IDシリーズの電気自動車は影響を受けないと述べている。フォルクスワーゲンがスマートな電動化開発に強い意欲を持っていることは明らかだ。

あらゆる手段を尽くしても解決できない場合、残された選択肢は生産中止というハードランディングしかない。フォルクスワーゲン、フォード、ゼネラルモーターズ、日産、ホンダ、ステランティスなどの自動車メーカーは、程度の差こそあれ、生産停止を発表している。

しかし、この混乱の中でも冷静さを保っている自動車メーカーもいくつか存在する。BMWとトヨタはその範疇に入る。

BMWは今のところ、ヨーロッパの2つの工場で限定的な生産停止を発表している。BMWはこれまでサプライヤーとの良好な関係を維持しており、サプライヤーに対する敬意は広く知られている。嵐が襲った時、BMWが臨機応変に対応できる企業ではないことは明らかだ。

トヨタは2011年の東日本大震災の教訓を活かし、半導体備蓄量を増やした。そのため、半導体不足が発生した際、他の自動車メーカーよりも迅速に対応することができた。

ルネサスはトヨタの主要サプライヤーである。ルネサスで火災が発生したにもかかわらず、トヨタは依然として「すべてはコントロール下にある」かのように振る舞った。ルネサスの中工場で火災が発生した後、トヨタは工場に人員を派遣した。

しかし、トヨタは5月18日、日本国内の2つの工場が6月に生産を停止し、合計2万台の自動車生産に影響が出ると発表した。

コア部品の供給不足という傾向は、トヨタにとって大きな影響はないだろう。トヨタは今年の全世界販売台数が前年比6.4％増の10.55万台に達すると予想している。この予想は、2021年の世界販売台数首位を前もって確定させるようなものだ。

上記のような短期的な解決策に加え、政府や自動車メーカーはサプライチェーンのリスクを軽減するため、国内でのチップ設計と生産を推進している。

韓国では、生産能力30万個の現代自動車の牙山工場が4回にわたり操業停止に追い込まれた。報道によると、現代自動車のMCUの約97～98%は輸入品に依存している。現代自動車は、海外の半導体サプライヤーへの過度な依存という現状を変えようとしている。

5月13日、サムスン電子と現代自動車は、韓国電子技術研究院、産業通商資源部、韓国自動車技術研究院と協力し、国内サプライチェーンの支援と必要な自動車用半導体の調達に注力すると発表した。

サムスンとヒュンダイは、イメージセンサー、バッテリー管理チップ、およびIVIアプリケーションプロセッサを共同開発する。

サムスンとの協力に加え、ヒュンダイは車載用MCUなどの製品開発を支援するため、より多くの国内チップ設計会社への支援も計画している。

こうした一連の危機を経験した後、自動車会社はサプライチェーンを再編成する必要がある。

世界の自動車メーカーはこれまで一貫してジャストインタイム（JIT）生産方式を採用してきた。在庫ゼロは運用効率に優れているが、同時にサプライチェーンシステムは非常に脆弱でもある。今回のチップ不足を受け、OEMメーカーとティア1サプライヤーは、一部のコアデバイスについて2～3ヶ月分の在庫バッファーを確保し、「膝の軟骨がない状態で走る」という悲惨な状況を回避する必要がある。

ファイブス 

危機の中には、しばしばチャンスが生まれる。

記事の冒頭で述べたように、コア不足は2つの傾向を加速させると考えています。

デジタル化

デジタル化は自動車産業を変革し、その様相を一変させるだろう。

自動車業界において、デジタル化はもはや説明不要の共通認識となっている。ほぼすべての自動車メーカーが、組織から製品に至るまで、デジタル化を推進している。

この場合、コア部品の不足傾向は、自動車メーカーを押し上げる見えない手のようなものだ。

デジタル化によって、自動車会社はできるだけ早くデジタル技術から脱却せざるを得なくなっている。

従来の自動車メーカーのサプライヤー関係には、ティア2、ティア3、ティア1など多数のサプライヤーが存在し、ティア1は自動車メーカーがこれらのサプライヤーを統合するのを支援します。自動車メーカーの多くの機能、例えばコードやソフトウェアなどは、サプライヤーから提供されています。

かつて自動車製品は主に機械加工部品で構成されていたため、サプライヤーに依存するのは当然だった。しかし今日、自動車製品は急速にデジタル化の方向へと発展しており、一部の重要な能力を持つサプライヤーはそうした能力を備えていない。このような状況下で、依然としてサプライヤーへの期待は高いが、彼らは共に海の底に沈むつもりなのだろうか？

今回の半導体不足の波の中で、新進気鋭の自動車メーカーの迅速な対応と比べると、多くの従来型企業は制約を感じざるを得なかっただろう。チップを変更しようと思えば、サプライヤーに再開発を依頼しなければならない。一つの問題を解決するまでに、多くの人とのやり取りが必要となる。結局、彼らの熱意は薄れ、激しい闘志ではなく、ただ疲労感だけが残るのだ。

サプライヤーにとっては、再考の時が来た。

スマート電気自動車の時代に突入し、電動化によって部品の集中化が進み、インテリジェンス化によってさらに集中化が進むだろう。将来的には、自動車業界はこれほど多くの分散したサプライヤーを必要としなくなり、統合サプライヤーであるティア1は当然影響を受けることになる。

例えば、自動車会社とNVIDIAの自動運転における協力において、NVIDIAの公式アイデンティティはTierである。

2. しかし、具体的な協力においては、NVIDIAはそれをTier 0.5に組み込んだ。OEMとNVIDIAはまず協力を確認し、その後Tier 1をドメインコントローラーとして指定した。

今回の半導体不足の波の中で、自動車メーカーは半導体の重要性を認識し、ティア1サプライヤーを介さずに半導体メーカーと直接契約を結ぶようになった。半導体メーカーと自動車メーカーは強固な関係を築きつつある。加えて、自動車メーカーの技術力はますます向上しており、ティア1サプライヤーのインテグレーターとしての地位は次第に低下している。

ローカリゼーション

現地化もまた、コア不足の傾向によって加速されたプロセスの一つである。

他人に締め付けられるのは、いつだって不快なものだ。例えば、以前は半導体チップの流通において、自動車用チップメーカーの各市場への割り当ては透明だったが、今は不透明になっている。ルネサスは以前は中国市場への割り当てを30%としていたが、今年はひっそりと17%に増やした。

産業チェーンにおける分業という観点から見ると、半導体製造が中心的な役割を担っている。世界の生産能力の約75％と、シリコンウェハー、フォトレジスト、その他の特殊化学品といった主要な材料メーカーの多くが東アジアに集中している。世界の生産能力の約15％は米国にあり、ヨーロッパはわずか5％に過ぎない。

不安定な地政学的要因により、各国は半導体生産を自国で担おうとする動きを見せている。米国、欧州、日本、韓国、中国はいずれも、積極的な国内半導体製造キャンペーンを発表している。

欧州は、世界の半導体生産における市場シェアを2030年までに10％から20％に拡大し、半導体分野における栄光を取り戻すことを計画している。

米国は52億ドルの補助金計画を策定しており、インテルのIDM 2.0計画がその先頭に立っている。 

韓国は450億ドル規模の投資計画を進めており、成熟したプロセスに重点を置いている。

半導体産業は、常にグローバルな分業体制の典型例であった。チップを製造するには、世界中の多くの国や地域との緊密な協力が必要となる。

今日では、各国の政策の影響を受けて、すべての国が自国の半導体産業を支援している。

しかし問題は、半導体業界の参入障壁が非常に高く、後発企業がコスト、性能、品質の面で大手企業と競争するのは難しいということだ。車載用チップに関して言えば、国産チップが自動車に搭載されるチャンスは全くないというのが、実に嘆かわしい点である。

コア部品の不足が、国内製チップにとって市場参入の機会を与えたことは疑いの余地がない。

以前は一部の国内メーカーは、特定のOEMのサプライチェーンに参入するために価格を下げる必要があったが、今後はOEM担当者が自主的に注文を出すようになるだろう。

新旺威は中国のMCUメーカーである。CEOの丁暁兵氏は「建岳自動車評論」のインタビューで、「以前は『これはどこから来たのか』と聞かれていましたが、今は『これはどんな仕様なのか』と聞かれています」と語った。

もちろん、中国のメーカーが基本的なデバイスで画期的な進歩を遂げるには、まだまだ長い道のりがある。

こうしたMCU不足の状況下でも、多くのOEMメーカーは品質基準を下げている。しかし、環境性能、製品の成熟度、顧客からの信頼といった点で、代替可能な国産チップは多くない。

海外メーカーはこれらのチップに関して数十年の経験を有している。国内メーカーは今、30年前に他社が製造していた技術に追いつこうとしている段階であり、海外の大手企業は新規参入を阻むために数多くの障壁を設けている。

さらに、現在国内で自動車専用製品を製造している企業は基本的にスタートアップ企業であり、資本、人材、市場、そして自動車への応用に関する理解といった面で、まだ蓄積に時間を要する。

短期的には、コア部品の不足は自動車メーカーやサプライチェーン企業に苦痛をもたらすだろうが、長期的には、これは中国自動車産業にとってまさに嵐のような事態となるだろう。

end

台湾メディアの報道によると、TSMCは6月22日、自動車用チップとアップルの第3四半期の受注への生産能力配分を優先した。

TSMCが車載用チップを最優先事項としたのは今回が初めてだ。TSMCは世界の半導体ファウンドリ市場の半分を占めているが、車載事業は売上高のわずか3%に過ぎない。この巨大企業を自動車業界のために動かすには、自動車メーカーからの多額の資金と、世界各国の政府からの度重なる圧力が必要となる。

これは、張忠謀氏が引退時に述べた「世界が不安定になれば、TSMCは軍事戦略家たちの戦場となるだろう」という言葉と完全に一致する。

自動車業界は、世界的な半導体コア不足の波の中で最初に警鐘を鳴らした業界であり、同時に、コア不足の問題を解決する最初の業界となる可能性もある。

（以上）

免責事項：この記事は「建月自動車レビュー」からの転載です。この記事は著者の個人的な見解のみを表しており、サッコマイクロおよび業界の見解を表すものではありません。転載および共有のみを目的としており、知的財産権の保護を支持しています。転載の際は、元の出典と著者を明記してください。著作権侵害がある場合は、削除いたしますのでご連絡ください。

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