日本の半導体産業

日本が半導体大国として台頭したのは、共同研究開発、政府支援、企業投資によって推進された。1970年代、通商産業省（MITI）は半導体を重点産業と位置づけ、競争力強化のために官民連携による大規模な取り組みを主導した。特に、1976年には、富士通、日立、NEC、三菱電機、NTT、東芝といった大手テクノロジー企業が結集した共同研究コンソーシアムであるスーパーLSIプロジェクトに政府が資金を提供した。^{[ 4 ]}これらのライバル企業は神奈川の共同研究所で協力し、ノウハウの海外流出を防ぎながら最先端のチップ技術を開発した。^{[ 4 ]}当時としては前例のないこうした協力は、画期的な成果をもたらした。4年後、コンソーシアムはチップ製造のための高度な電子ビームリソグラフィ技術を開発し、日本がより複雑な半導体を大量生産するのに役立った。^{[ 4 ]}ニコンやキヤノンがリソグラフィステッパーを市場に投入するなど、製造における革新を商業化することで、日本は半導体生産能力を劇的に向上させた。その結果、世界の半導体販売における日本のシェアは、1970年代初頭の約15%から1980年代には約50%に急上昇し、1950年代に半導体産業が始まった米国を追い抜いた。^{[ 5 ]}日本企業はこの時代のリーダーシップを確固たるものにするいくつかの技術的マイルストーンを達成した。メモリ技術では、コンピュータに不可欠なDRAM（ダイナミックRAM）チップを支配するようになった。1980年代半ばまでに、日本のDRAMは高い歩留まりと信頼性で知られるようになり、日本の企業は世界のDRAM市場の大部分を支配した。^{[ 5 ]} 1987年、増岡富士雄率いる東芝のエンジニアは、新しい形の不揮発性ストレージであるNANDフラッシュメモリを発明した。東芝は1987年のIEEE電子デバイス会議でNANDフラッシュを一般公開し、後にフラッシュドライブやソリッドステートストレージが主流となる技術を紹介した。^{[ 6 ]}高密度メモリチップから製造装置に至るまで、これらのイノベーションにより日本は総合的な優位性を獲得した。1989年までに、世界の半導体企業トップ10のうち6社が日本企業となった。^{[ 7 ]}

1980年代後半から1990年代にかけて経済的、地政学的な圧力が高まるにつれ、日本の半導体における優位性を維持することは困難であることが明らかになった。大きな転換点となったのは、日米間の貿易摩擦の激化である。より広い文脈では、日本が間もなくGDPで米国を追い抜くと予測されていたことから、米国は日本を、特に経済的、技術的な意味で、超大国としての米国の優位性に対する脅威と見なすようになった。米国の半導体メーカーは、日本の企業が半導体を「ダンピング」し、外国製半導体を日本市場から締め出していると非難した。これに対し、米国政府は譲歩を求め、1986年の日米半導体協定が締結された。この協定に基づき、日本は厳しい措置に同意した。特定の半導体の最低価格を維持し、日本における外国製半導体メーカーの市場シェアを10%から20%に倍増させることである。^{[ 4 ]}これらの条件は、日本の半導体メーカーの競争力を即座に弱めました。価格競争でライバルに勝つことができなくなり、国内市場の一部を輸入品に奪われました。日本の企業は制約を受け、アジア四小龍に拠点を置くアメリカや新興アジア企業は市場シェアを拡大​​することができました。^{[ 4 ]} 1987年に米国が特定の日本のメモリチップに懲罰的な100%の関税を課したことで、緊張は一時的にさらに高まりました。^{[ 8 ]}

マクロ経済の変化が課題をさらに複雑にした。1985年のプラザ合意により円がドルに対して上昇し、日本の輸出品の海外での競争力が著しく低下した。円高と生産コストの上昇により、日本の半導体輸出の収益性が圧迫された。その後まもなく、日本経済は1990年頃から「失われた10年」と呼ばれる長期の停滞期に突入した。この「失われた10年」の間、日本国内の電子機器に対する消費者の需要は停滞し、企業は投資を縮小した。日本の半導体企業は、業界が新技術への飛躍を必要としていたまさにその時に、研究開発のためのリソースが縮小している状況に直面した。景気低迷の中で慎重な姿勢をとった日本企業は、既存の統合デバイス製造（IDM）モデルを放棄することに消極的だった。^{[ 4 ]}

1990年代後半までに、業界の重心はより専門化されたモデルへと移行し始めていた。米国をはじめとする各国の企業は、チップ設計と製造をますます分離し、ファブレス設計会社は研究開発と製品開発に注力し、一方、専用の半導体製造工場（1987年に設立されたTSMCなど）は大量生産のチップ製造を担うようになった。^{[ 4 ]}水平的な専門化モデルにより、イノベーションの加速とコスト効率の向上が可能になった。しかし、日本の統合デバイスメーカーは適応が遅かった。日本のチップ企業のほとんどは、設計から製造、販売まで全てを社内で行おうとし続け、その結果、世界的な優位性を失った。^{[ 7 ]}

この期間中、次世代プロセス技術の進歩を目指し、SoC技術と高速生産に重点を置いたAsukaプロジェクトやMIRAIプロジェクトなどの共同イニシアチブも実施された。^{[ 9 ]}しかし、これらの取り組みは限定的な成功にとどまった。かつては日本の企業が世界のチップ市場を支配するのに役立った長年の日本企業間の連携と標準化は、今やアプローチの均一性と多様性の欠如につながっている。^{[ 4 ]}

1990年代から2000年代にかけて、日本の企業は韓国や台湾の半導体メーカーに徐々にシェアを奪われていった。韓国のサムスン電子とSKハイニックスは政府の支援を受けて大規模な工場を建設し、メモリ市場に参入して、日本の企業が開拓したDRAM事業を乗っ取った。^{[ 10 ]}一方、台湾はTSMCやUMCなどのファブレス半導体企業の世界的な製造拠点となり、日本のIDM中心のモデルにはほとんど居場所がなくなった。かつて日本に脅かされていたアメリカ企業は、マイクロプロセッサ（インテル）やファブレス設計（クアルコムとNVIDIA）に注力することで自らを改革した。2000年代初頭までに、これらの傾向の結果は明らかだった。日本の半導体産業はリーダーシップを譲り渡した。多くの伝説的な日本のチップ部門は統合されるか、最先端から撤退した。 （例えば、1999年に日立とNECはメモリ事業を統合してエルピーダメモリを設立したが、同社は何年も苦戦し、最終的に2012年に倒産し、その後マイクロン・オブ・アメリカに買収された。）日本の世界半導体市場シェアは、ピーク時の約50％から2017年には10％を下回り、劇的に低下した。^{[ 11 ]}

今日、日本の半導体産業は1980年代の全盛期に比べて規模ははるかに小さいものの、グローバルサプライチェーンにおいて重要な役割を果たし続けている。日本は、世界の半導体製造を可能にする装置や材料の不可欠な供給国であり続けている。日本の企業は、世界の半導体製造装置の売上高の約30%を占めている。^{[ 12 ]}東京エレクトロン（TEL）（ウェーハエッチング、成膜、洗浄装置）やスクリーンホールディングス（フォトリソグラフィコーター/現像システム）などの日本企業は、世界中で製造装置の主要サプライヤーとなっている。

2020年代の活性化への取り組み

2019年5月、米国がファーウェイに対して大規模な制裁措置を課し、中国と台湾間の緊張が高まったことを受け、日本の経済産業省の職員は、日本が半導体へのアクセスを失う可能性があると懸念し始めた。2020年後半から、 2020年から2023年にかけての世界的なチップ不足が現実のものとなった。^{[ 13 ]}

2020年7月、TSMCの主要顧客であるソニーは、ソニーの半導体専用の工場を設立するようTSMCに要請し、TSMCは ソニー専用の28nm生産ライン（Fab14B）の設置を検討した。約4,760億円の補助金パッケージの下、台湾のFab14Bの計画全体が熊本に移管された。^{[ 13 ]}これにより、熊本県菊陽市に230億ドルの半導体工場（TSMC Fab 23）を建設・運営するために、日本先端半導体製造機構（JACSM）が設立された。

Rapidusは、2022年に設立された半導体製造会社で、 2027年までに日本で2nmプロセスによる高度な半導体製造能力を確立することを目指しています。同社は、デンソー、キオクシア、MUFG銀行、NEC、NTT、ソフトバンク、ソニー、トヨタの8つの日本の大手企業から支援を受けています。^{[ 14 ]}試験生産は2025年4月に開始される予定です。^{[ 15 ]}さらに、日本は半導体材料における強みを活かし、2nmプロセスに基づく高度なパッケージング技術の開発にも取り組んでいます。^{[ 16 ]}