最先端のAIチップを単独の国で製造することは不可能であり、その背景には世界数カ国に分散した8つの決定的な相互依存関係が存在する。アメリカの設計ソフト、日本の超高純度材料、オランダASMLの露光装置、そして台湾のTSMCによる製造技術が一本の鎖のように繋がり、どれか一つが欠けても世界の電子機器市場が崩壊する仕組みを解説した動画である。
半導体サプライチェーンに潜む8つの相互依存関係
地球上のどの国も、単独で最先端のAIチップを製造することはできません。それとも、本当に不可能なのでしょうか。なぜ地政学的な危機が囁かれるたびに台湾の名が挙がるのでしょうか。なぜこの特定の島が半導体産業の中心地になっているのでしょうか。莫大な資金と製造力を持つ中国が、なぜ自国で最先端チップを作れないのでしょうか。そして、世界を台湾に依存させ続けるために、なぜ台湾はドイツでもスイスでもなく、ヨーロッパの他のどの国でもないオランダを必要としているのでしょうか。今回はAIビジネス、ひいてはチップビジネスの新たなエピソードをお届けします。これを最後まで見れば、半導体ビジネスの全体像、すべての国、すべての依存関係、そしてすべてのチョークポイントが本当に理解できるようになります。誰がこのビジネスを支配しているのか、そしてなぜ、たった一つのリンクが切れただけで世界中の電子機器市場が崩壊してしまうのかが分かるはずです。さあ、詳しく見ていきましょう。
このシステム全体は、8つの重要な相互依存関係によって成り立っています。それぞれが次のリンクに依存しているのです。
依存関係の1つ目は、電子設計自動化ソフトウェア、いわゆるEDAです。シリコンの原子に一歩も触れる前に、チップの全体を設計しなければなりません。これは完全にソフトウェア上で行われます。アメリカの2つの企業、SynopsysとCadenceが、世界のEDA市場のそれぞれ35％を握っています。3つ目のSiemens EDAは、ドイツ企業が所有していますがアメリカを拠点としており、約15％のシェアを持っています。地球上で設計されるすべてのチップ、すべてのAppleのAシリーズチップ、すべてのカスタムASIC、すべてのNvidiaのGPUが、このソフトウェアで設計されているのです。しかし、SaaS企業があふれるこの世界で、なぜEDAはこれら3社だけに支配されているのでしょうか。それは、EDAが普通のソフトウェアではないからです。構築までに40年もの歳月が費やされました。最も難しいのは、何十億ものトランジスタを持つチップが製造前に正しく動作することを数学的に証明することです。なぜなら、設計ミスの代償は1回のデザインにつき1,000万から5,000万ドルにも達するからです。
依存関係の2つ目は、シリコンです。ウェーハは純粋なシリコンの平らな円盤であり、その上にすべてのトランジスタが構築されます。最先端チップに使われる300ミリメートルのウェーハは、99.9999999％の純度のシリコンで作られていなければなりません。比較のために言うと、100％の純度は自然界には存在しません。つまり、これは人類が到達できる限界に近い数字なのです。もし結晶構造の中に汚染された原子が一つでも紛れ込めば、その上に積み重ねられるすべての層に欠陥として伝播してしまいます。この純度の結晶を成長させるには、正確な温度、回転速度、ガス雰囲気が必要であり、表面全体の平坦度の誤差を1ナノメートル未満に抑えてスライスし、研磨しなければなりません。この純度のシリコンを大規模に製造できる会社は世界に2社しかなく、それは信越化学工業とSUMCOです。この2社で世界のシリコンウェーハ市場の72％を支配しています。そして、両社とも日本の企業です。では、なぜ日本なのでしょうか。日本には、1970年代から始まった精密材料製造の歴史があるからです。アジアの他の地域ではなく日本である理由は、同じ産業地域に化学メーカーや装置サプライヤーが近接していること、そして精密さで知られる製造文化があるためです。彼らの最大の強みは、数十年にわたるロット間の圧倒的な均質性にあります。
依存関係の3つ目は、フォトレジストです。フォトレジストは、シリコンウェーハの表面に塗布される化学的なインクです。このインクがなければ、露光装置はチップ上にいかなるパターンも転写できません。しかし、なぜこのインクの製造が難しいのでしょうか。極端紫外線、つまりEUV用のフォトレジストは、99.9999999％の純度を持たなければなりません。ウェーハと同じナインズの純度ですが、こちらは液体の化学化合物なのです。この驚異的な純度に達するには、化学合成における数十年の研究が必要です。この種の化学工学を専門とする国は、地球上でほんの数カ国しかありません。そして日本は、EUV用フォトレジストにおいて100％の独占権を握っています。主なサプライヤーはJSRや信越化学工業などです。日本はこれが武器になることを知っており、すでに地政学的なレバーとして使用しています。フォトレジストがなければ、半導体工場は物理的に露光プロセスを進めることができません。完全にストップしてしまうのです。2019年、日本は韓国への輸出を規制し、これがサムスンやSKハイニックスを即座に脅かしました。SKハイニックスは、高帯域幅メモリ、つまりHBMを製造する地球上で3つの会社のうちの一つです。そして2024年後半、日本は中国に対しても輸出管理を導入しました。
アイディアを形にする新しいAIツールの活用
多くの皆さまと同じように、私も起業について考えており、いつも同じアイデアに戻ってきます。私はそれを物理的な製品にしたいと考えています。色々な方向性を検討してきましたが、頭から離れないのは、モジュール式でカスタマイズ可能、高品質でデザイン性の高いものです。人々が実際に毎日使うようなものです。そこで、在宅勤務をする人々のために特別にデザインされたプレミアム家具ブランドはどうかと考えました。しかし、もしこのようなビジネスを立ち上げようとしたことがあるなら、製品そのものが最も難しい部分ではないことにすぐに気づくはずです。製造に1ドルを費やす前に、人々が実際にそれを買ってくれるかどうかを知る必要があるからです。そして、それをテストする最も早い方法は、アイデアを本物のように感じさせることです。ブランド、ビジュアル、クリエイティブな方向性、広告、コンテンツ、流通計画。要するに、小規模なマーケティングキャンペーンです。そのために、私はHicksfieldのスーパーコンピューターを使おうと思っています。これをClaudeに直接接続し、3つの異なる役割として活用するのです。
まずはマーケティング担当者として、自分のアイデアをプレッシャーテストします。プレミアムな在宅勤務用家具を実際に買うのは誰なのか。AIは、集中できる環境、美学、そしてステータスを重視する高所得の専門職へとターゲットを絞り込んでくれます。2つ目はデザイナーとしてです。私のブランドにはセンス、モダンさ、そして洗練さが必要です。それがブランドとクリエイティブの方向性を決定づけます。ブランドはどのような雰囲気であるべきか。言葉にせずともプレミアムであることを伝えるビジュアルとはどのようなものか。その結果、ビジュアルの方向性、広告のコンセプト、そして製品のストーリーテリングを手に入れることができます。そして3つ目は、コンテンツ戦略家としてです。この市場において、このタイプの製品で、すでに効果が出ているフック、動画の構成、フォーマットを分析してくれます。そして最も重要なのは、それらを私の具体的なアイデアに適応させてくれることです。これにより、ソロプレナーであっても、まるで小さな会社であるかのように動かすことができるようになります。もちろん、判断力やセンス、そして何を構築すべきかを決めるのは人間の役割ですが、実行の段階で行き詰まることはもうありません。もしあなたがアイデアをテストしたり、何かを構築しようとしているなら、Hicksfieldは、最初の投資を行う前に、あらゆるビジネスを形にする手助けをしてくれる、マーケティングとクリエイティブのエージェンシーが一つになったような存在です。もしもっとシンプルなバージョンをお望みなら、製品のコンテンツ資産に特化できるMarketing StudioというHicksfieldの独立したサービスを利用することもできます。リンクは概要欄にあります。
プロセスガスとウクライナが果たした役割
では、プロセスガスについてお話ししましょう。チップ製造におけるすべての化学的工程にはガスが必要です。半導体グレードのガスは、純粋で、水分、酸素、炭化水素、そして金属汚染がないものでなければなりません。露光装置を動かすレーザーに使用されるネオンガスは、2022年のロシアによる侵略前、驚くべきことにその70％が私の母国であるウクライナから供給されていました。なぜウクライナだったのでしょうか。実は、ネオンは空気中のどこにでも存在します。問題は、それを抽出して半導体グレードの純度まで精製するには、特殊な産業設備が必要だということです。ガスを分離するために、莫大な量の空気を処理する巨大な装置が必要になります。そしてそれは、そのインフラをすでに必要としている何かに併設されて初めて経済的に成り立つのです。その何かとは、製鉄所です。ウクライナは、冷戦時代にソ連の軍事産業複合体に供給するために巨大な規模で建設された数百ものソ連製鉄所を引き継ぎました。ソ連は実験的な兵器やミサイル、人工衛星のためにネオンなどのガスを回収していたのです。しかし、ソ連崩壊後、ウクライナの2つの会社が半導体グレードへの精製プロセスを習得し、数十年にわたり世界の半導体グレードネオンの約50％を供給するようになりました。
なぜ他の国は同じことができなかったのでしょうか。それは、精製ネオンを大規模に生産するためには、製鉄所の規模と精製の専門知識の両方が必要だからです。そして、ほとんどの西側諸国は、ソ連規模の製鉄能力を解体してしまったか、あるいは最初から構築していませんでした。2024年3月にウクライナの工場が停止したとき、ネオンの価格は600％も急騰し、世界のチップ産業は代替品を探して奔走しました。中国が主な代替国として名乗りを上げ、2026年4月現在、韓国のPOSCOもウクライナへの依存度を下げるために産業用ガス能力の拡張を発表しています。
オランダの巨人、ASMLという絶対的チョークポイント
依存関係の5つ目で、ようやくオランダにたどり着きます。台湾が製造するすべてのチップの背後にいるゲートキーパー、オランダの巨人ASMLです。リソグラフィーとは、光を使ってシリコンウェーハ上に回路パターンを印刷するプロセスのことです。この光を生成し、焦点を合わせる装置が極端紫外線リソグラフィーシステム、すなわちEUVシステムです。この装置を作っている会社は、世界にたった一社しかありません。オランダのアイントホーフェンに本社を置くASML、アドバンスト・セミコンダクター・マテリアルズ・リソグラフィーです。同社は世界のEUV市場の100％を握っています。なぜオランダなのでしょうか。ASMLはオランダの電子機器巨人フィリップスからスピンアウトしたため、精密工学を専門とするフィリップスの研究開発ラボと、サプライヤーとの信頼関係の遺産を引き継いだからです。このサプライヤー関係は極めて重要です。なぜなら、ASMLの装置は10万点以上の部品で構成されており、ASML自身はそのうちの15％しか製造していないからです。残りは5,000社以上のサプライヤーネットワークから供給されています。
その中で最も重要な2社が、ドイツのCarl Zeiss SMTとアメリカのCymerです。Zeissは、EUV装置の内部にあるミラーを製造できる世界で唯一の会社です。ZeissとASMLは30年以上にわたり、これらの光学技術を共同開発してきました。そして、このEUVミラーは他のどこにも存在しません。もう一社のアメリカのCymerは、装置の内部でEUV光を生成するレーザーを作っている唯一の会社です。Cymerは2013年にASMLに買収されましたが、その技術はアメリカ起源のものです。そしてこれこそが、アメリカがASMLのビジネスに法的に介入できる重要な鍵となっています。外国直接製品ルールのもとで、アメリカは、自国の重要な技術が含まれているか、あるいはそれを使って作られた外国製製品の輸出を規制することができます。ASMLのEUV装置はCymerのアメリカ起源の光源に依存しているため、これらのスキャナー全体がアメリカの外国直接製品として扱われます。これにより、ワシントンは、私たちの許可なしに中国へ装置を販売してはならない、と言う権利を持つことになるのです。そして当然、ASMLはその許可を持っていません。これこそが、中国が自前のチップ製造工場を建設できない決定的な理由です。彼らはこれらの装置にアクセスできないのです。
しかし、なぜ他の誰もASMLを模倣できないのでしょうか。それは、ドイツの輸出管理下にあるZeissの光学技術が必要だからです。アメリカの輸出管理下にあるCymerのレーザーも必要です。そして、光学、レーザー、真空システムの間で培われた、およそ30年以上の関係性が必要だからです。でも、なぜオランダなのでしょうか。なぜフランスやスイスではないのでしょうか。彼らもドイツと国境を接しています。ドイツと国境を接していることは何の関係もありません。理由はフィリップスです。そして、1960年代にリソグラフィー技術が登場した際、フィリップスがまさにアイントホーフェンにいたからです。フィリップスは当時、すでに自社の家電製品のために精密光学やフォトリソグラフィーを行っていました。フランスにもドイツにもスイスにも、それに匹敵する存在はありませんでした。
後工程の装置と日本の圧倒的シェア
依存関係の6つ目は、リソグラフィー装置による各工程の間で、チップに必要な他のプロセスを行う装置です。不要な材料を削り取り、その上に新しい層を追加し、すべてを固定するために熱を加える。これらのアクションのそれぞれに専用の装置が必要であり、その装置の市場こそが、アメリカと日本による第二の規制のレイヤーが位置する場所です。エッチングとは、リソグラフィーの過程で露出した材料を削り取るプロセスのことです。エッチング装置の世界市場は、50％の世界シェアを持つアメリカの会社、Lam Researchによって支配されています。同じくアメリカのApplied Materialsが残りの大部分を握っています。成膜はその逆です。ウェーハの表面に新しい材料の極薄の層を追加するプロセスです。アメリカのApplied Materialsがこのニッチも所有しています。熱処理、つまり結晶の損傷を修復し構造を固定するためにウェーハを加熱する工程は、日本の東京エレクトロンが所有しています。東京エレクトロンは、これらの装置で世界の90％近い独占権を握っています。
そして最後に、すべての層で行われる検査、つまり品質管理です。ウェーハ内での主要な変換工程が完了するたびに、ウェーハは欠陥がないかスキャンされます。もう一つのアメリカ企業であるKLAが、世界のプロセス制御および検査市場の80％を握っています。KLAがなければ、製造工場が台湾にあろうが地球上の他のどの国にあろうが、信頼できるチップを一枚たりとも製造することはできません。なぜなら、それなしでは、チップがラインの最後まで到達するまでプロセスが機能しているかどうか分からないからです。その時点に達するまでに、何百枚ものウェーハがすでに台無しになっている可能性があります。ご覧のように、この依存関係は主にアメリカによって支配されており、アメリカ政府は2026年4月に自国企業が中国へ装置を出荷することを禁止しました。これもまた、中国が自前のチップを作れないもう一つの理由です。
依存関係の7つ目は、フォトマスクとペリクルです。フォトマスクは、回路パターンが印刷される元となるテンプレートです。ペリクルは、マスクの上に引き伸ばされた薄い膜で、埃の粒子がその上に落ちるのを防ぐためのものです。この工程を支配しているのは誰でしょうか。ペリクルに関しては、サプライヤーは主にキヤノンと信越化学工業であり、どちらも日本企業です。日本が世界供給の約30％を占めています。しかし、フォトマスクの欠陥を検査するツールであるフォトマスク検査装置においては、日本、特にレーザーテックが100％の世界独占権を握っています。これが重要なのは、理論上、EUVリソグラフィー装置を製造し、ウェーハにフォトレジストを塗布できたとしても、もしフォトマスクに欠陥があり、レーザーテックしか作っていない検査ツールがないためにそれを検出できなければ、そのマスクから印刷されるすべてのチップが欠陥品になってしまう可能性があるからです。レーザーテックの独占は、売上高の面では小さいかもしれませんが、機能的な面では絶対的なものです。
台湾TSMCの独占と追随を許さないデータの壁
そして最後に、依存関係の8つ目で、半導体製造の怪物のところへとたどり着きます。私がこれまで説明してきたこと、ウェーハ、インク、ガス、装置、フォトマスク、そのすべてが製造工場、すなわちファウンドリへと流れ込みます。そして、ファウンドリ市場には、いくつかの巨大なプレイヤーしか存在しません。最先端チップ市場の70％を握る台湾のTSMC、すなわち台湾積体電路製造と、7.2％を握る韓国のサムスンです。1987年にモリス・チャンがTSMCを設立したとき、彼は、ほとんどの半導体企業は工場を持ちたがらないだろうという賭けに出ました。彼らは設計に集中したがるだろうと考えたのです。そして彼の読みは当たりました。Appleはチップを設計し、Nvidiaもチップを設計しますが、彼らはそれらを製造していません。40年近くの間、世界中のすべての主要なチップ企業が、台湾で物理的に製造してもらうために、自社の設計をTSMCに送ってきました。TSMCは、地球上のどの会社よりも長く最先端チップの生産を行ってきたのです。
TSMCの本社から半径60マイル以内には、数百もの専門的な半導体サプライヤー、化学物質のプロバイダー、精密装置のメンテナンス会社、特殊材料のサプライヤー、フォトマスクメーカーが存在し、これらは40年間にわたってTSMCとともに進化してきました。そのため、彼らは生産上の問題に数時間以内に対応することができます。サムスンは、TSMCと並んで最先端の生産に挑戦することさえできる世界で唯一の会社です。装置もありますし、エンジニアもいますし、EUV装置も揃っています。しかし、機能するチップ、つまり歩留まりを上げることに苦戦しています。現在の歩留まり率は約40％です。現在の水準では、正常に動作するチップの製造コストが非常に高くなるため、NvidiaやApple、Metaといった主要な顧客はTSMCに留まり続けています。サムスンは昨年末に36％の成長を遂げましたが、それはGalaxyプロセッサやHBMメモリのような社内製品向けのチップを自社のファウンドリで製造していたためです。外部の顧客に販売できたからではありません。
3つ目のプレイヤーとして、中国のナショナルチャンピオンであるSMIC、中芯国際集成電路製造もあります。SMICは純粋に能力の高い企業ですが、輸出管理によって激しく阻まれています。彼らは確かにHuaweiのチップを製造していますが、オランダからトップラインのASMLの装置を手に入れることができません。SMICは中国の国内市場にとっては真剣なファウンドリですが、現時点では、世界のAIチップ競争においては無関係な存在です。
さて、なぜどの国も単独でチップを製造できないのか、という問いに戻りましょう。このビジネスは、非常に強く相互に接続されているため、短期間で模倣することは不可能です。物理的な施設を建設するだけでも150億から200億ドルかかります。それだけで、ほとんどの国にとっては手が届かないものになります。しかし、資本コストは最も難しい部分でさえありません。西半球で最も高い建造物であり、9.11の灰の中から世界で最も高価な不動産の上に再建されたワン・ワールド・トレード・センターの建設費は51億ドルでした。ワールド・トレード・センターを3つ建てても、まだ、たった一つの半導体製造工場のコストに達する前に資金が余るのです。
しかし、TSMCの本当の堀は、何百万ものチップからデータを蓄積し続けてきたことにあります。あらゆる欠陥、あらゆる調整されたパラメータ、あらゆる微調整は、代替不可能な組織的知識なのです。サムスンはTSMCの能力に追いつくために数百億ドルを費やしてきましたが、依然として大きく遅れをとっています。世界最大の半導体研究開発予算を持つIntelは、2025年後半に大量生産に参入しました。しかし、現在でも、その予算があるにもかかわらず、彼らの歩留まりはTSMCを大幅に下回っています。
日本とオランダが製造に参入しない戦略的理由
ここでズームアウトしてこのマップを見てみると、依存関係ごとに何度も登場する国があることに気づくでしょう。そうなると、論理的な疑問として、なぜ日本は独自のTSMCを建設しないのか、なぜオランダは直接チップを製造して市場を100％所有しないのか、という疑問が湧いてきます。興味深いことに、日本は実際に独自のチップ製造を行っており、1980年代には支配的な地位にありました。しかし、最先端の製造における経済性が非常に資本集約的になったため、日本企業はついていくことができなくなりました。彼らはチップの設計と製造を同時に資金調達することができなかったのです。その上、日本のチップ企業は、自社の製品や国内市場のために設計・製造を行う体制をとっていました。このモデルは、自社のテレビ用のチップを作る分には機能しますが、それぞれ異なるアーキテクチャや要件を持つAppleやNvidia、あるいはMetaのためのチップを製造しなければならない場合には機能しません。そして最後に、日本は製造そのものではなく、インプットとなる要素を支配するという意図的な選択をしました。彼らにとっては、地球上のすべての製造工場が依存している材料を所有する方が、防衛しやすく、より収益性が高かったのです。
オランダに関しては、ASMLは装置を1台あたり2億から4億ドルで販売しており、実質的に競争相手がゼロであり、サプライチェーンにおける最も重要なツールに対して100％のマージンレバレッジを持っています。もしASMLがチップ製造業者になろうとすれば、製造工場を建設し、TSMCやサムスン、Intelといった自社の顧客と競争し、何万人ものエンジニアを雇い、TSMCが40年かけて蓄積してきた歩留まりの専門知識を開発しなければならなくなります。そしてその引き換えに、誰もが依存している中立的なサプライヤーとしての地位を失うことになるでしょう。現在、TSMCもサムスンも、同じようにASMLを必要としています。ASMLがチップの製造を始めた瞬間、自社の顧客にとっての競合相手となり、それらの顧客は独自のサプライヤーを構築する強力な動機を持つことになります。ASMLの独占は、まさに自らの本分に留まっているからこそ、より価値があるのです。
ですから、なぜ台湾が半導体の紛れもないメッカなのかという問いに戻るなら、それは、これまですべての依存関係がそこに収束したからです。アメリカの設計ツール、日本の材料、オランダの装置、ドイツの光学技術、東ヨーロッパのガス、そのすべてがTSMCで行き着くのです。そして最後に、なぜどの国も単独でチップを作れないのか。それは、チップ製造というものが、一握りの国々に分散し、半世紀にわたって組み立てられた、8つの鍵を持つ錠前だからです。単一の国でそのすべてをコントロールしている国はありません。そして、どの国も、数十年にわたって構築されたシステムの崩壊と地政学的危機を引き起こすことなしに、そこから離脱することはできないのです。これが皆さまの役に立つことを願っています。またAIビジネスの次回のエピソードでお会いしましょう。それでは、また次回。
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