　　周回遅れの日本半導体が「最先端」に躍り出る日　　　　　　勝又壽良　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 2024/2/11

　「半導体の日本」が復活へインフラ・人材・技術力の三拍子が揃い経済復興のシンボルへ
半導体受託生産の世界最大手、TSMC（台湾積体電路製造）熊本工場は、2月24日に開所式を行う。
22年4月に工事着工以来、18ヶ月という最速で竣工した。 23年末には機械搬入を始めており、24年末には製品出荷の運びである。
熊本工場建設を担ったのは、鹿島である。国策半導体ラピダスの北海道・千歳工場建設も鹿島が行う。
ラピダスは、23年9月に起工式を済ませており、25年4月には「2ナノ」（10億分の1メート）の次世代半導体試作品を発表予定だ。
27年から、量産化という過密スケジュールである。
このように、ラピダスも TSMCに負けないスピードで取り組んでいる。
この裏には、日本半導体産業の持つ潜在的成長力の大きさが、いかほどであるかを窺わせている。
1980年代後半、世界半導体の半分強の生産シェアを誇った日本半導体は、米国の半導体戦略に巻き込まれて力を失った。
現在のシェアは 10% 見当で、「40ナノ」半導体程度の生産である。
だが、潜在的な半導体生産能力を生かし、米国 IBMや海外の半導体研究所と提携して、一挙に「2ナノ」半導体へと飛躍する構えだ。
「腐っても鯛」という言葉どおりに、日本半導体の擁する総合的技術力の高さを証明しようとしている。

　　象徴する TSMC熊本工場
TSMC熊本工場建設過程は、TSMC本社を驚かせるに十分であった。
工事は、新型コロナウイルス禍でも異例の 24時間体制で行われた。
熊本県知事の蒲島郁夫氏は、「10年近くかかってもおかしくない工事と聞く。かつてないスピード感だ」と語ったほどである。
TSMCは、米国アリゾナ州にも工場を建設中である。
だが、同州の労働組合との調整が長引き、2024年末の操業予定が 25年以降にずれ込んでいる。
日本は、工場誘致時期で遅れたが、結果的に遅れを取り戻して米国工場よりも早い操業になる。
TSMC創業者である張忠謀氏は、「米国の労働者は、不器用で勤勉さを欠く。半導体という高度な製品をつくる場所としてふさわしくない」と公言しているほどだ。
一方で、張氏は日本を高く評価する。
昨秋の記者会見で、「日本は（半導体製造に）理想的な場所だ。土地や水、電力が豊富で、仕事文化もよい」と述べたのだ。
日本の半導体事情は、台湾に比べても潜在的な優位性が存在することを再認識させるものである。

それは、次の3点に要約できよう。
　1.　工業用水・水資源・工業用地・電力などが豊富
　2.　専門技術者が多い
　3.　設備・素材などの高い技術水準

　（1）　水資源は、台湾に比べれば豊富である。年間降雨量は、日本が台湾の 6.4倍、韓国の 6.2倍もある。
台湾の水資源の 8割は、台風によってもたらされている。
このため、台風が1回も襲来しなかった 2021年は大変な「水飢饉」となり、半導体がつくれないという騒ぎが起こった。
日本は、地下水が豊富であるからそのような懸念はない。

　（2）　台湾では、兵役に服するか半導体技術者になるかという選択をさせている。
政府が、半導体技術者養成に力を入れている証拠だが、総人口は 2,342万人（2023年）と日本の 5分の1である。
これでは、半導体技術者の確保でいずれ限界に突き当たる。
その点で、日本では多くの国立大学・私立大学が半導体技術者の養成（工学部電子工学科）を行っている。

　（3）　日本は、1980年代後半に世界の半導体で 5割強の生産シェアを誇った。
それだけに、半導体製造設備から半導体素材までワンセットで先端技術を蓄えている。
TSMCは、筑波市に研究所を設けており、日本の半導体素材メーカーが研究に参加している。
TSMCが、もっとも信頼できる国は日本をおいてほかにないのだ。
TSMCは、熊本工場建設過程によって日本が半導体生産で最適性を持っていることを認識した。
この結果、2月24日の開所式では第2工場建設を発表するとみられている。
続いて、熊本に第3工場を、第4工場は福岡県に建設すると報じられている。
九州が、半導体製造基地として最適という判断である。
熊本工場の膝元である菊陽町は、人口流入が続いている。
現在人口は、4万9,318人（23年12月末）と年初から13% という急増ぶりだ。
この結果、市制移行が視野に入ったとされている。
JR 新駅や九州最大級のスポーツ施設も計画されるなど、「21世紀型の企業城下町」へ変貌している。

　　ラピダスは復興シンボルへ
TSMC 熊本工場の動きは、半導体国策企業のラピダス発展へと繋がる要素を持っている。
それは、前記の日本が擁する半導体の発展 3要素が生きるからだ。
ラピダスは、北海道千歳市へ工場を建設中である。鹿島が建設を担う。 TSMC熊本工場とまったく同じ構図である。
ラピダスは、日本の半導体技術が現在「40ナノ」レベルであるにもかかわらず、「2ナノ」を足がかりにして、さらに「1ナノ」へステップ・アップする大計画である。
半導体事情に詳しくない者には、月へ石を投げるような無謀なことに映るようである。
現に、日本の財務省はその立場だ。経済産業省が、自民党の支援でラピダスを発足させたことへ「無言」の批判の目を向けている。
だが、これまでの日本半導体復興計画と異なるのは、過去の挫折を踏まえた慎重な計画に基づいている点にある。
日本半導体が、過去の復興計画で挫折したのは、かつての「栄光時代」を忘れられず「自前技術」へ固執しすぎた結果だ。
ラピダスでは、こうした失敗に懲りて海外研究機関と技術提携する。
また、ユーザーの需要を聞きながらも、単なる「御用聞き」で終わらず、それをラピダスも加わって半導体設計へ結びつける営業方針に立っていることだ。
半導体企業としてみれば、構想の大転換と言える変革である。

ラピダスの小池淳義社長は、次のように具体的な発言をしている。
半導体は、設計、ファウンドリー（前工程）、後工程の 3つの部門間に厚い壁がある。
これら部門間には意思疎通がない。
中でも、一番大きな問題は設計部門である。
半導体設計は、顧客企業に寄り添いながら半導体の最終製品をデザインする。
同時に、ラピダスが必要な提案をして半導体を設計する、というものだ。
つまり、ラピダスは単なる半導体受注企業ではなく、設計段階から参加してよりよい半導体づくりを支援する。
これを、ラピダスの発展基盤にする、としている。
この実現には、ラピダス側にも相当高度の技術蓄積が必要になる。
ここで生きてくるのが、内外の半導体研究機関との連携である。
こういう非メモリー半導体受注企業は、世界にまだ存在しないという。ラピダスは、新しい半導体企業を目指しているのだ。

ラピダスが、「2ナノ」半導体製造で技術支援を受けるのは IBMだけでない。
ベルギーの研究開発機関「imec （アイメック)」から技術指導を受ける。
ラピダスは、量産に向けた技術検証の施設をまだ持っていないため、装置メーカーに加工を委託して半導体ウエハー（基板）を試作し、製造技術開発を急いでいる。
ラピダスは、「2ナノ」の次の段階で「1ナノ」へ進む。
この技術では、東京大学やフランス半導体研究機関の Leti （レティ）と共同で次世代半導体設計の基礎技術を共同開発する。
2024年にも人材交流や技術共有を本格化させるとしている。
レティの半導体素子技術を生かし、自動運転や人工知能（AI）の性能向上に欠かせない 1ナノ品の供給体制を構築する計画だ。

1ナノ品は、2030年代以降に普及が見込まれる半導体である。
2ナノ品と比べ電力効率や演算性能が 1～2割も高まるという。ラピダスは、将来の技術的発展を見据えているのだ。
これを支援するのが、世界半導体研究のメッカとも呼べる超一流機関との提携である。
繰返せば、米国 IBM、ベルギー imec （アイメック)、フランス Leti （レティ）、そして東京大学である。

　　周回遅れが最先端へ躍り出る
2ナノ半導体は、国内で主流の汎用品半導体と比べ単価が 10倍にもなると言われている。
ラピダスは、これだけ高価な半導体を購入できる顧客企業を開拓しなければはらない。
ラピダスへ出資する日本企業 8社のほかに、米IT（情報技術）大手などに打診を続けている。 IBMも顧客開拓で積極的に協力しているのだ。
米国で、販売パートナー探しを始めている。
IT大手企業の GAFAM （Google、 Apple、 Facebook、 Amazon、 Microsoft）の一部企業と既に協議を始めているとされる。
具体的には、データセンター需要だ。
GAFAMが思い描く半導体を作れる会社は現在、TSMC しかないのだ。
ラピダスは、この分野で世界的な競争の輪に入ろうという意思を固めている。
現状では、「2ナノ」半導体が遠い未来の製品と考えてられがちである。だが、必需品となる時期は意外に近いのだ。
まず、安全保障などの領域で高性能半導体の需要が拡大する。
さらに、自動運転やロボットなどの民間向けで、より電力消費の少ない半導体の「2ナノ」ニーズが増すとみられている。
こういう中で、日本が次世代半導体へ踏み出したことは、日本経済が世界の先端に立ち続ける上でも極めて重要な選択である。

日本が、「失われた30年」と揶揄されてきた裏には、半導体という高付加価値製品のシェアを落としたことも影響している。
現状は、「周回遅れ」と言われる中で、あえてラピダスを国策企業として推進する意義を考える必要があろう。
それは、日本経済が再び「立ち上がる」という強いシグナルだ。
日本製鉄の USスチール合併や、積水ハウスが米国住宅企業を合併して全米 5位へランクインするなど、
日本企業が米国を舞台に「戦う意思」を鮮明にしている。
半導体産業の巻き返しは、こういう一連の企業活動を刺激しているのだ。

　　NTTは光半導体で世界初
半導体では、電力消費を大きく削減する「日本発半導体」が脚光を浴びている。
NTTは次世代通信基盤「IOWN（アイオン）」の中核技術で大幅な消費電力削減につながる光半導体を開発する。
米インテルなど半導体メーカーと連携し、韓国半導体大手の SKハイニックスとも協力する方向で調整している。
日本政府が、計約 450億円を支援する。
データインフラはデジタル社会の要となる。光半導体は、日米韓連合で国際標準のデータ基盤技術の確立を狙うものだ。
IOWNは、NTTが得意とする光技術を使い、低消費電力で大容量データをやりとりできる。
2030年ごろの普及が見込まれる次世代通信規格「6G」の通信・データインフラ網への活用を見込み、国際標準を狙っている。
低消費電力を実現するカギとなるのが「光電融合」の技術とみられている。
光電融合は、電子処理を光に置き換える技術で、半導体内部に組み込めれば大幅に消費電力を減らせると期待されている。

現在、コンピューターでの計算と記憶をつなぐのは「電気通信」が担っている。
だが、大量の電気を消費するという難点が存在する。
NTTは、これを「光通信」に代替させるという革新技術である。
生成AI（人工知能）の普及により、世界のデータセンターの電力消費は急増する。
日本の科学技術振興機構は、30年の消費量が 18年比で 14倍以上になると予測している。
NTTによる「光電融合」は、大きく世界へ羽ばたく技術となる。
日本発の技術が、世界を席巻する時期が、すぐそこまで迫っているのだ。
ラピダスによる「2ナノ」や「1ナノ」の最先端半導体と、NTTの光半導体が両翼になって、「半導体日本」の地位を築けるであろう。
時代のムーブメントが、日本へ向っていると言えるのだ。

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