DC/DCコンバータの顧客が世界的な半導体不足にどのように苦しんでいるのか

半導体業界は、原材料の生産、チップの製造、組み立て、検査などの複数の段階を含む複雑なグローバルサプライチェーンに依存しています。自然災害、貿易摩擦、物流上の問題など、サプライチェーンのあらゆる段階での混乱によって、部品の流れが混乱し、生産能力に影響が出る可能性があります。

ここ数年、半導体業界の苦境が世界中で大きなニュースになっています。それ以前にも、主に需要と供給の不一致によって混乱が生じたことはあります。しかし、新型コロナウイルス感染症のパンデミックが大きな要因となって、現在の危機を引き起こしました。

サプライチェーンの混乱

パンデミックによるロックダウン、渡航制限、国境閉鎖によって世界中でサプライチェーンの混乱が起こりました。これにより、原材料、部品、完成品の輸送に遅れが生じました。半導体メーカーは、必要なインプットを受け取って製品を提供する際に課題に直面し、生産と流通に影響を及ぼしました。

半導体工場の操業停止

パンデミックへの対応として、多くの半導体製造施設は、健康と安全のガイドラインを遵守するため、または需要の減少により、一時的に操業を停止しなければなりませんでした。これらの操業停止により、半導体の供給が中断され、生産能力にギャップが生じました。

これらの直接的な影響に加えて、いくつかの関連要因が、通常は絶妙に調整されている需要と供給のバランスを崩し、半導体不足の長期化の原因となりました。

• 予想外の自動車需要: 自動車業界 はパンデミックの初期に急激な需要の減少を経験したため、自動車メーカーは半導体の注文を削減しました。自動車工場の減産という見通しを受けて、半導体工場は生産能力を次の顧客に再割り当てしました。自動車に対する消費者の需要が予想よりも早く回復したとき、自動車メーカーは半導体を確保しておらず、生産の遅延と生産量の減少につながりました。ほぼ完成したいくつもの車両がたった1つの重要な電子モジュールを待っている写真を覚えていますか？
• 電子機器の需要の増加: ロックダウンや各種の制限の間、世界中の人々が自宅で仕事、勉強、娯楽を行うことを余儀なくされたため、ラップトップ、タブレット、ゲーム機、家電製品などの電子機器の需要が急増しました。この需要の急激な増加により、半導体メーカーにはさらなる負担がかかりました。
• 消費者行動の変化: パンデミックは消費者の行動に変化をもたらし、eコマース、オンラインストリーミング、デジタルサービスへの依存が高まりました。これにより、データセンター、クラウドコンピューティングインフラストラクチャ、ネットワーク機器の需要が高まり、半導体の需要も高まりました。

DC/DCコンバータのサプライチェーンのいくつかの段階で不足は明らかですが、RECOMとサプライヤーとの長年にわたる取り決めにより、すべての製品に対して十分な在庫が確保されています。

300mmウェーハで製造されたサブ10nmノードを使用する最先端のデバイスが注目を集める傾向がありますが、これらはパワーアプリケーションには適していません。DC/DCコンバータやその他のパワー半導体は、200mmウェーハを使用する古いファブで製造された350nmから90nmの範囲のより成熟したノードを使用する傾向があります。

ここ数年、世界の200mmファブの生産能力は逼迫しています。メーカーは新しい200mmファブを建設し、古いプロセスを200mm生産から300mm生産に移行していますが、新しく生産能力を増やすには長いプロセスが必要になります。ある大手製造業者は、新しいファブの建設には約3年、建設労働者6,000人、100億米ドルがかかると見積もっています。もちろん、既存のファブに生産能力を追加することは可能ですが、それにはプロービングマシン、ポリッシュグラインダおよびエッジグラインダ、フォトリソグラフィー装置などの膨大な追加機器が必要になります。しかし、このような機器のメーカーは、多くの場合、すでに生産がパンク状態になっています。

予測では、いくつかの種類のデバイスで不足が続きます。DC/DCコンバータの製造に不可欠な2つのデバイス、パワーMOSFETs とパワーマネジメントIC（PMIC）は、過去数年間、厳しい供給制約に直面している成熟ノードデバイスの1つです。

抵抗器やコンデンサなどの受動部品のメーカーがパンデミックの影響で従業員を自宅待機させる前から、長期的な傾向としてこれらの製品の需要が大幅に増加していました。積層セラミックチップコンデンサ（MLCC）が良い例です。電気自動車(EV) への切り替えや先進運転支援システム（ADAS）などの高度な機能の増加により、自動車に必要なコンデンサは驚くべき早さで増えています。標準的な内燃エンジン搭載車両には2,000～3,000個のコンデンサが使用されています。消費者の需要と政府の指示により先進機能を備えたEVの市場シェアが拡大し、ADAS機能を備えた1台のEVが22,000個ものMLCCを必要とするなど、部品の数が圧倒的に増加しています。

自動車はMLCCにとって最大の市場ではありません。最大市場の栄誉はスマートフォンが占めています。スマートフォンは毎年約15億台生産されており、主力モデルにはそれぞれ最大1,000個のコンデンサが搭載されています。コンデンサメーカーが、スマートフォンに必要なはるかに小さな値の部品への需要の急増に対応するために、パワーアプリケーションに必要なより大きな値のコンデンサから生産を転換しているため、DC/DCコンバータのユーザーは危機感を覚えています。

半導体製造に使用される主要な原材料のメーカーも、他の企業と同様に工場の閉鎖や混乱の影響を受けました。その結果、需要と供給のバランスに敏感に反応する原材料の価格は、ここ数年着実に上昇しています。銅価格は2019年初めから約80％上昇し、樹脂価格は18％上昇しています。そして2022年のある時期に、世界の供給量の約半分を担うウクライナの半導体グレードのネオンガスの主要サプライヤー2社が、ロシアが同国への攻撃を強め、価格上昇と既存の不足を悪化させる恐れがあるという理由で、操業を停止しました。

配送用のダンボール箱も不足しています。パンデミックが発生し、オンラインショッピングが急増したとき、Amazonなどの小売業者は需要を満たすためにダンボールを備蓄し始め、多くの小規模サプライヤーは手ぶらのままになりました。生産者物価指数と米国労働統計局によれば、2021年初頭にはダンボールの価格が過去最高を記録しました。

少なくとも、この不足は終わりに近づいているかもしれません。業界団体によると、2022年第4四半期に米国の箱出荷量は8.4％減少し、おそらくこれは過剰需要から供給過剰への転換を示しています。

このような厳しい状況の中で、これが DC/DCコンバータの供給にどのように影響するのか 、そしてRECOMが供給を継続し、生産ラインを稼働し続けるために何をしているのかについて、疑問に思っていることでしょう。

第2部でご紹介するように、RECOMは製品ラインに影響を及ぼす市場動向を注視し、お客様への影響を最小限に抑える手順を整えています。次回のブログで詳しくご紹介します。