確かに、近年、米国の「チップ法」は米国の半導体産業の活性化に強力な役割を果たし、多くの国際的な巨人が工場建設に投資するようになりました。しかし、このブームの背景には、米国の半導体製造業界も次々と多くの問題を明らかにしています。

安全保障・新興技術センター（CSET）の報告によると、米国は世界で最もチップ工場の建設が遅い国の1つです。CSETは1990年から2020年までのファブ建設を調査したところ、米国での建設開始から試運転までの平均時間は736日で、世界平均（682日）をはるかに上回り、東南アジア（781日）に次ぐ第2位でした。それに比べて、台湾、中国は654日、韓国は620日、日本はわずか584日です。

これまで、米国での新しいファブプロジェクトは頻繁に遅れており、多くのプロジェクトの進捗が不透明で、未来が未完成で終わるかどうかを予測することは困難です。人材不足はさらに大きな問題を浮き彫りにします。

延期！延期！また延期！

TSMCのアリゾナファブは延期されました

2020年5月に米国に工場を設立することが最初に発表されて以来、TSMCはアリゾナ州に3つの工場を建設することを次々と計画してきましたが、4年が経ちましたが、TSMCの最初の工場ではまだチップを生産していません。

TSMCの米国での工場建設計画を検討しています：

2020年5月15日、TSMCは、米国連邦政府とアリゾナ州の相互理解と支援を受けて、米国アリゾナ州に先進的な半導体工場を建設して運営する計画を発表しました。2021年から2029年までのTSMCのプロジェクトへの総支出（資本支出を含む）は約120億米ドルです。工場の建設は2021年に開始される予定で、生産は2024年に開始される予定であると発表されました。しかし、2024年4月8日、TSMCの最新ニュースによると、アリゾナ州にあるTSMCの最初のファブは、2025年前半に4nm技術を使用した生産を開始する予定で、1年以上遅れていました。

2020年12月6日、TSMCはアリゾナ州に2つ目のファブを建設すると発表しました。この工場は当初、2026年に3 nmチップを生産する予定です。しかし、ファブは延長も発表しました。TSMCによると、2つ目の工場では、以前に発表された3nm技術に加えて、次世代のナノシートトランジスタを使用して世界で最も先進的な2nmプロセス技術を生産し、2028年に生産を開始する予定です。

2024年4月8日、TSMCは、アリゾナ州にTSMCの3番目のファブを建設するために、チップおよびサイエンス法に基づいて最大66億ドルの資金を直接提供すると発表しました。3番目のファブの完成により、TSMCの米国への累積投資は650億米ドルに達し、米国史上最大の外国直接投資となります。3番目の工場では、2nm以上の高度なプロセスを使用してチップを製造し、2030年末に生産が開始されます。

当時、工場が建設されたときはとても熱狂的でしたが、現在の文化の衝突はとても痛いです。ニューヨークタイムズ紙によると、幹部を含む12人のTSMCの従業員は、台湾のマネージャーとアメリカ人労働者の間の文化的衝突が双方に不満を引き起こしていると述べています。TSMCは厳しい労働条件で有名で、緊急時に真夜中に出勤するように呼ばれることも珍しくありません。しかし、フェニックスでは、期待をめぐる意見の相違が生じた後、一部のアメリカ人従業員が辞めました。これに加えて、アメリカ人従業員も不必要な会議について不満を漏らしていました。これに応えて、TSMCは緊張した状況を和らげるために、会議の頻度と参加者の数を減らしました。現在、フェニックスで働くTSMCの2,200人の労働者の約半数が台湾から輸入されています。

インテルのオハイオ工場は生産を2年遅らせています

インテルはまた、アリゾナ州、ニューメキシコ州、オハイオ州、オレゴン州に新しい工場を建設したり、工場を拡張したりするなど、米国の多くの地域に工場を建設しています。投資額は今後5年間で1,000億米ドルを超えると予想されています。アリゾナ州では、インテルは2つの新しい最先端の半導体工場を建設中で、それぞれ150億ドルから200億ドルの費用がかかると予想されています。ニューメキシコ州では、インテルの画期的な3Dパッケージング技術であるFoverosを含む高度な半導体パッケージング技術の生産に35億ドルを投資します。オハイオ州では、インテルは200億ドル以上を投資して、州史上最大の民間投資となる2つの新しい最先端工場を建設します。オレゴン州では、インテルはオレゴン工場の拡張と近代化に数十億ドルを費やす予定です。

市場の課題と政府からの資金提供が遅れているため、インテルが今年3月1日にオハイオ州政府当局に提出したレポートによると、オハイオ州の2つの工場での生産は、当初の計画より少なくとも2年遅れるとのことです。レポートによると、コロンバスにある2つの半導体チップ工場は、2026年または2027年まで完成せず、2027年または2028年まで稼働しません。

2022年9月の起工式で、インテルは2つの工場が2025年に稼働すると発表しました。オハイオ州プロジェクトへのインテルの総投資額は200億米ドルですが、レポートによると、インテルは15億米ドルを投資し、契約で約束された30億米ドルを加えた場合、総投資額は45億米ドルで、総投資額の4分の1を占めています。

サムスン・テイラーの工場が2年遅れました

2021年、サムスンはテキサス州タイラーに、2つの高度なロジックファブと1つの高度なパッケージング施設を含む半導体クラスターを建設し、少なくとも170億米ドルの投資を行うと発表しました。これは、Samsungが米国で行った中で最大の投資でもあります。1978年に米国で事業を開始して以来、サムスンの米国への総投資額は470億米ドルを超えました。当時、テイラー工場は2024年後半に4nmの量産を開始すると予想されていました。

しかし、今年4月30日、サムスンの四半期決算発表会で、サムスンはテイラー工場プロジェクトの試運転を2024年後半から「おそらく2026年」に延期したと述べました。

2024年4月15日、米国商務省とサムスン電子（サムスン）は、サムスンに64億ドルのチップ補助金を提供する拘束力のない暫定覚書（PMT）に署名しました。これにより、Samsungはこの地域にさらに400億ドルを投資することになります。

サムスンはさらに、テイラーエコシステムには、4nmと2nmのプロセス技術の大規模生産に焦点を当てた2つの最先端のロジックファウンドリ、現在の主要な生産ノード技術の開発と研究に特化した研究開発工場、3D高帯域幅メモリと2.5Dパッケージを製造する高度なパッケージング工場が含まれることを明らかにしました。

上流のサプライヤーの工場も棚上げされました

ファブの建設には、必然的に多くの化学薬品、設備、その他の材料が必要です。TSMCとインテルが米国に工場を建設する計画を発表した後、化学・材料メーカーのLCYケミカル（LCYケミカル）、ソルベイ（ソルベイ）、長春グループ（長春グループ）、KPPCアドバンストケミカルズ（関東PPC）、トプコサイエンティフィックなど、多くの化学・材料メーカーのサプライチェーンもそれに続いて生産工場を建設しました。また、インテルからさほど遠くないフェニックス南東部のカーサにもいます。TSMCのファブであるグランドタウンは、施設を建設するために土地を購入しました。

日経アジアは今年の初めに、完全なチップサプライチェーンの構築に不可欠なこれらの施設の建設が棚上げまたは大幅に削減されたと報告しました。これは、米国のチップサプライチェーンの再構築の課題が予想以上に大きいことを示しています。

影響を受けた企業のほとんどは、建設資材や人件費の高騰、建設作業員の不足がプロジェクトの遅れのせいにしています。

材料サプライヤーの中には、アリゾナに工場を建設するコストはアジアに工場を建設するコストの4〜5倍であり、化学サプライヤーの利益率はチップメーカーの利益率よりも低いため、コストの上昇に敏感であると言う人もいます。さらに、IntelとTSMCの拡大が予想よりも遅いため、現地の需要は地元の供給をそれほど必要としません。化学産業にとって、経済的利益を得るには経済的規模が必要です。

複雑な工場に比べて、材料製造工場は少し早く建設されます。つまり、顧客の準備が整ったときに、準備が整う前に工場を建設できるということです。材料メーカーも米国チップ法の補助金に含まれていますが、米国商務省の手続きによると、材料および化学品サプライヤーへの財政支援は、これらのチップメーカーの補助金が決定された後にのみ提供されます。そのため、現地のニーズを満たすために、工場を建設し、物流を通じて化学物質を米国に届ける計画を脇に置くことにしました。

アプライドマテリアルズは、半導体装置のグローバルリーダーであり、米国最大の半導体機器サプライヤーです。ブルームバーグによると、8月、世界有数の半導体機器メーカーであるアプライドマテリアルズの待望の研究開発センターは、チップ補助金を拒否されました。これはまた、資機材会社が補助金を得るのがいかに難しいかを示しています。

チップ補助金を最も多く受けているのは誰ですか？

現在チップ補助金を受けているメーカーの中で、インテルは間違いなく最大の受益者です。

2022年8月に制定されたチップ法では、米国の半導体の研究開発、製造、労働力開発を支援するために527億ドル以上を割り当てる予定です。このうち、390億ドルは半導体メーカーへの直接補助金に使われました。

3月20日、米国商務省とインテルは、アリゾナ州、ニューメキシコ州、オハイオ州、オレゴン州の半導体プロジェクトを進めるために、チップ・アンド・サイエンス法を通じてインテルに85億ドルの直接資金補助金と110億ドルの連邦融資保証を提供する拘束力のない暫定条項に署名しました。

2023年2月19日、米国政府は、ニューヨークのマルタに新しい半導体工場を建設し、現地とバーモント州バーリントンでの生産規模を拡大するために、Global Foundries（GF）に15億ドルを提供すると発表しました。同時に、16億米ドルの融資も提供されました。

2024年4月8日、米国商務省は、TSMCがアリゾナ州に3つの新しいチップ工場を建設するのを支援するために、66億米ドルの直接資本補助金をTSMCに付与し、50億米ドルの低金利政府融資を提供すると発表しました。

4月15日、米国商務省は、テキサス州のコンピューターチップ製造および研究開発産業クラスターの建設を支援するために、Samsungに64億米ドルの直接補助金を提供すると発表しました。

4月25日、マイクロンは、ニューヨークに2つのDRAMファブ、アイダホに1つの新しいDRAMファブを建設するために、61.4億米ドルの直接資金を受け取ると発表しました。

7月26日、半導体パッケージングおよび試験のアウトソーシングサプライヤーであるAmkor Technology（Amkor Technology）は、4億米ドルの直接的な財政支援と2億米ドルの融資を受けたと発表しました。2023年11月、Ankor Technologyは、アリゾナ州ピオリアに米国国内初のOSAT施設を建設する計画を発表しました。Anjiao Technologyは、新施設に約20億ドルを投資し、約2,000人の従業員を雇用する予定です。完成すれば、米国最大のアウトソーシングされた高度なパッケージングおよび試験施設になります。特筆すべきは、米国が包装部門に合計16億米ドルを割り当てる予定だということです。

さらに、米国のマイクロチップテクノロジー（MicrochipTechnology）は、米国の2つの工場で成熟ノードの半導体チップとMCUの生産を3倍にするために、1億6200万ドルの政府助成金を受け取りました。

チップ補助金は、アメリカの遅い工場建設のペースを揺るがすのは難しいです。ファブを建設するには、土地、水、電気、人的資源などのさまざまな資源を長期的に保護する必要があります。さらに、これらの補助金がいつ実施されるかは不明です。

米国のファブ建設が直面している最大の課題

米国でファブを建設する上での最大の課題は、人手不足です。これには2種類の人材が含まれます。1つは建設業の人材、もう1つは工場の運営に必要な技術スタッフです。

マッキンゼーのレポートと分析によると、20年以上にわたり、米国では大規模なファブを建設したことがなく、これらの専門的なプロジェクトを完了するために必要な経験、能力、専門知識を備えた国内建設業者はほとんどありません。これに加えて、半導体企業は、あらゆるタイプの建設作業員（土工の専門家から熟練した電気技師まで）をめぐって、さまざまな業界（住宅を含む）の企業と競争しなければならず、米国の労働市場自体はすでに非常にタイトです。

ファブの建設が完了すると、ファブの従業員不足に直面します。地元のメーカーであろうと外国のファブであろうと、ファブの建設現場は比較的集中しています。たとえば、TSMCとIntelは米国のアリゾナ州に工場を建設しています。アリゾナ州とテキサス州が投資を呼び込んでいる理由は、すでにファブのエコシステムがあり、地方自治体が常にインセンティブを提供し、このプロセスの調整を支援してきたからです。巨額のインセンティブに加えて、オハイオ州は理想的な場所になりつつあります。たとえば、サムスンはコロンバス工場に200億ドル以上を投資しており、ニューヨーク州も工場の建設を奨励するインセンティブを提供しています。投資を呼び込む他の州には、インディアナ州、ニューメキシコ州、オレゴン州、ユタ州、バージニア州があります。ファブ工場の集中は、人材をめぐる競争も激化しています。

マッキンゼーの新しい調査によると、米国で発表された投資に関しては、現在利用可能な人材供給をはるかに上回っています。2032年までに、米国の半導体産業を急速に拡大するための官民投資総額は2,500億ドルを超えるでしょう。この投資により、エンジニアリングとテクニカルサポートの求人が16万件以上増え、建設技術関連の仕事にもさらに求人が生まれます。

マッキンゼーはまた、近年、チップ法の推進により、毎年約1,500人のエンジニアが半導体業界に加わっていますが、エンジニアリング系の卒業生のうち、エンジニアリング職の3％に入るのはわずか52％であると指摘しました。これとは対照的に、半導体エンジニアの需要は2029年までに88,000人に達すると予想されており、これは潜在的な人材ギャップを示しています。

十分な技術者とエンジニアがいなければ、プラントはフル稼働できません。その結果、メーカーの生産性が低下し、チップの販売価格が上昇する可能性があります。

これに応えて、米国では若い才能を養成するためのプログラムもいくつか開始しました。例えば：

パデュー大学は、国防総省が資金提供している学術プログラムであるSCALEを主導しています。これは、22の大学の学生をマイクロエレクトロニクスエンジニア、ハードウェア設計者、製造の専門家になるための教育プログラムです。

サムスンオースティンセミコンダクターズは、将来のキャリア開発に役立つ貴重なスキルを開発し、学生にインターンシップを提供するために、タイラー独立学区と提携しています。

マイクロンテクノロジーは、毎年5,000人の学生にクリーンルームでの体験学習と記憶関連の研究を提供するために、6,000万ドルの費用をかけて11の大学（米国に6つ、日本に5つ）と協力しています。

ミシガン州経済開発公社（MEDC）は、半導体のトレーニングと教育を促進するために360万ドルを投資し、デトロイト大都市圏の4つの高等教育機関、オークランド大学、ミシガン大学、ウォッシュトノーコミュニティカレッジ、ウェイン州立大学に寄付しました。さらに、MEDCはミシガン州のアッパー半島にあるミシガン工科大学に838,000ドルを提供し、マイクロサーティフィケートプログラムを通じて半導体のトレーニングと教育を拡大しました。

さらに、次のような短期間の技術スタッフ研修プログラムもあります。

アリゾナ州のマリコパ郡コミュニティカレッジ地区は、インテルや台湾の半導体製造企業とのパートナーシップを通じて、4,000〜6,000人の技術者を養成する予定です。両社は半導体製造工場に多額の投資を行ってきました。

オレゴン州とワシントン郡も、インテルと提携してポートランド・コミュニティ・カレッジを支援し、半導体技術者向けの10日間の有料トレーニングコースを提供しています。

ミシガン州は、登録された見習いプログラムを通じて求職者を支援し、半導体人材を引き付けるために、SEMI財団に150万ドルを提供しました。

GlobalFoundriesは、ハドソン・バレー・コミュニティ・カレッジおよびニューヨーク州立大学と提携して、ニューヨーク州マルタの製造拠点で約18か月間のフルタイムの有給実習プログラムを提供しています。実習生は実地訓練を受け、ニューヨーク州立大学が資金提供するコースに参加します。

これらの短期集中コースは緊急のニーズを解決できますが、チップ工場には依然として高度なスキルを持つ人材が多数必要です。これらの高度に熟練した才能はさらに重要です。

実際、マッキンゼーは、現在の成長率と予測される需要を考えると、半導体業界の潜在的な人材ギャップは、2029年までにエンジニアと技術者の労働力の約59,000人から146,000人に達すると予測しています。予測範囲の下限は、CHIPSプロジェクトオフィスが支援するプロジェクトの見積もりを完全に満たしていることを表し、上限は、プロジェクトまたは資金調達レベルが予想を下回った場合に何が起こるかを反映しています。

最後に書いてください

このような大きな動きがあった場合、米国の半導体製造のレベルはどうなるのでしょうか？SIAによると、2032年までに、世界の半導体生産におけるアメリカのシェアは、現在の10％から14％に増加すると予想されていますが、これは30年前の37％にはまだほど遠いです。アメリカの半導体製造目標はまだ遠いです。

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