2021年から2022年にかけて、新型コロナウイルス感染症（COVID-19）の流行に伴う特需の出現により、世界の半導体市場は急成長を遂げました。しかし、2022年後半には特需が終息し、2023年には史上最悪の不況に陥りました。
しかし、大不況は2023年に底を打つと予想されており、今年（2024年）には全面的な回復が期待されています。
実際、様々なタイプの四半期半導体出荷量を見ると、ロジックはすでにCOVID-19特需によるピークを上回り、過去最高を記録しています。また、MOSマイクロとアナログは、COVID-19特需の終息による落ち込みがそれほど大きくないため、2024年には過去最高を記録する可能性が高いと考えられます（図1）。
中でもモスメモリは大幅な落ち込みを経験した後、2023年第1四半期（Q1）に底を打ち、回復への道を歩み始めました。しかし、新型コロナウイルス特需のピークを迎えるにはまだ相当な時間を要するようです。しかし、モスメモリがピークを突破すれば、半導体総出荷量は間違いなく過去最高を更新するでしょう。そうなれば、半導体市場は完全に回復したと言えるでしょう。
しかし、半導体出荷額の推移を見れば、この見方は誤りであることが明白です。回復基調にあるモスメモリの出荷額は概ね回復している一方、過去最高を記録したロジックの出荷額は依然として極めて低い水準にとどまっているからです。つまり、世界の半導体市場を真に活性化させるには、ロジックの出荷額を大幅に増加させる必要があるのです。
そこで本稿では、様々な半導体の種類と半導体全体の出荷量と数量を分析します。次に、ロジック向け出荷量と出荷量の差を例に、TSMCのウェーハ出荷量が急速な回復にもかかわらず、どのように遅れをとっているかを示します。さらに、この差がなぜ生じているのかを考察し、世界の半導体市場の完全な回復は2025年まで遅れる可能性があると示唆します。
結論として、半導体市場の回復という現状は、NVIDIAのGPUの高価格化によって生じた「幻想」に過ぎません。したがって、TSMCなどのファウンドリがフル稼働し、Logicの出荷台数が過去最高を記録するまで、半導体市場は完全に回復しないと思われます。
半導体出荷額・数量分析
図2は、半導体市場全体と各種半導体の出荷額・出荷数量の推移を示したものです。
Mos Microの出荷量は2021年第4四半期にピークを迎え、2023年第1四半期に底を打ち、回復に転じました。一方、出荷数量は大きな変化はなく、2023年第3四半期から第4四半期にかけてほぼ横ばいで推移し、わずかに減少しました。
モスメモリの出荷額は2022年第2四半期から大きく減少し始め、2023年第1四半期に底を打ち、その後上昇に転じたものの、同年第4四半期にはピーク時の40%程度まで回復したにとどまった。一方、出荷数量はピーク時の94%程度まで回復している。つまり、メモリメーカーの工場稼働率はフル稼働に近づいていると考えられる。問題は、DRAMとNANDフラッシュの価格がどの程度上昇するかである。
Logicの出荷数量は2022年第2四半期にピークを迎え、2023年第1四半期に底打ちした後、回復し、同年第4四半期には過去最高を更新しました。一方、出荷金額は2022年第2四半期にピークを迎えた後、2023年第3四半期にはピーク時の65%程度まで下落し、同年第4四半期も横ばいとなりました。つまり、Logicにおいては出荷金額と出荷数量の動きに大きな乖離が見られます。
アナログ製品の出荷数量は2022年第3四半期にピークを迎え、2023年第2四半期に底を打ち、その後は安定的に推移しています。一方、出荷金額は2022年第3四半期にピークを迎えた後、2023年第4四半期まで減少傾向が続きました。
最後に、半導体全体の出荷額は2022年第2四半期から大幅に減少し、2023年第1四半期に底打ちした後、上昇に転じ、同年第4四半期にはピーク時の約96%まで回復しました。一方、出荷数量も2022年第2四半期から大幅に減少し、2023年第1四半期に底打ちした後、ピーク時の約75%で横ばいとなっています。
以上から、出荷数量だけを見ると、ピーク時の40%程度までしか回復していないモスメモリが問題領域であるように見えます。しかし、より広い視点で見ると、ロジックが大きな懸念材料となっています。出荷数量は過去最高を記録している一方で、出荷金額はピーク時の65%程度で停滞しています。このロジックの出荷数量と出荷金額の乖離の影響は、半導体分野全体に及んでいると考えられます。
まとめると、世界の半導体市場の回復は、MOSメモリの価格上昇とロジック製品の出荷量が大幅に増加するかどうかにかかっています。DRAMとNANDの価格が継続的に上昇する中で、最大の課題はロジック製品の出荷量の増加です。
次に、Logicの出荷数量とウェハ出荷数量の違いを具体的に示すために、TSMCの出荷数量とウェハ出荷数量の動きを説明します。
TSMCの四半期出荷額とウェハ出荷量
図3は、TSMCのノード別売上内訳と、2023年第4四半期の7nm以上のプロセスの販売動向を示しています。
TSMCは7nm以降を先端ノードと位置付けています。2023年第4四半期には、7nmが17%、5nmが35%、3nmが15%を占め、先端ノード全体の67%を占めました。また、先端ノードの四半期売上高は2021年第1四半期から増加傾向にあり、2022年第4四半期に一旦減少しましたが、2023年第2四半期に底打ちして再び上昇に転じ、同年第4四半期には過去最高を記録しました。
つまり、先端ノードの売上実績を見ると、TSMCは好調です。では、TSMCの四半期全体の売上高とウェーハ出荷量はどうでしょうか（図4）。
TSMCの四半期出荷額とウェハ出荷量のグラフはほぼ一致しています。2000年のITバブル時にピークに達し、2008年のリーマンショック後に減少し、2018年のメモリバブル崩壊後も減少を続けています。
しかし、2022年第3四半期の特需ピーク以降の動向は異なります。出荷額は202億ドルでピークを迎え、その後急激に減少しましたが、2023年第2四半期の157億ドルを底に回復に転じ、同年第4四半期にはピーク時の97%にあたる197億ドルに達しました。
一方、四半期ごとのウェーハ出荷枚数は、2022年第3四半期の397万枚をピークに急落し、2023年第2四半期に292万枚で底を打ったものの、その後は横ばいとなりました。同年第4四半期も、出荷枚数はピーク時より大幅に減少したものの、依然として296万枚と、ピーク時より100万枚以上減少しました。
TSMCが生産する半導体の中で最も一般的なのはロジックです。TSMCの2023年第4四半期の先端ノード売上高は過去最高を記録し、全体の売上高は過去最高の97%まで回復しました。しかし、四半期ごとのウェーハ出荷量はピーク時と比べて依然として100万枚以上減少しています。つまり、TSMCの工場全体の稼働率は約75%にとどまっています。
世界の半導体市場全体を見ると、ロジックの出荷量はCOVID-19特需期のピーク時の約65%にまで減少しました。TSMCの四半期ウェーハ出荷量は一貫してピーク時から100万枚以上減少しており、工場の稼働率は約75%と推定されます。
今後、世界の半導体市場が真に回復するためには、ロジックの出荷量が大幅に増加する必要があり、これを達成するには、TSMC を筆頭とするファウンドリーの稼働率がフル稼働に近づく必要があります。
それで、これは正確にいつ起こるのでしょうか?
主要ファウンドリの稼働率予測
2023年12月14日、台湾の調査会社TrendForceは、グランドニッコー東京ベイ舞浜ワシントンホテルで「業界フォーカス情報」セミナーを開催しました。セミナーでは、TrendForceのアナリストであるジョアンナ・チャオ氏が「TSMCのグローバル戦略と2024年の半導体ファウンドリ市場の展望」について講演しました。ジョアンナ・チャオ氏は、ファウンドリ稼働率の予測などについても講演しました（図
Logic の出荷はいつ増加しますか?
この8%は重要なのか、それとも取るに足らないのか？これは微妙な問題ではあるが、2026年になっても、残りの92%のウェーハはAI以外の半導体チップで消費されるだろう。その大部分はロジックチップとなるだろう。したがって、ロジックチップの出荷量が増加し、TSMCを筆頭とする大手ファウンドリがフル稼働するには、スマートフォン、PC、サーバーといった電子機器の需要が増加する必要がある。
まとめると、現状を踏まえると、NVIDIAのGPUのようなAI半導体が救世主になるとは考えにくい。したがって、世界の半導体市場は2024年まで完全に回復せず、場合によっては2025年まで回復が遅れる可能性もあると考えられる。
しかし、この予測を覆す可能性のある別の（楽観的な）可能性もあります。
これまで説明してきたAI半導体は、いずれもサーバーに搭載される半導体を指していましたが、近年ではパソコンやスマートフォン、タブレットなどの端末（エッジ）でAI処理を行うという潮流が生まれています。
例えば、IntelのAI PCの提案やSamsungのAIスマートフォンへの取り組みなどが挙げられます。これらが普及すれば（つまりイノベーションが起これば）、AI半導体市場は急速に拡大するでしょう。実際、米国の調査会社Gartnerは、2024年末までにAIスマートフォンの出荷台数が2億4000万台、AI PCの出荷台数が5450万台に達すると予測しています（参考値）。この予測が現実になれば、最先端ロジックへの需要（出荷額・数量）が高まり、TSMCなどのファウンドリの稼働率も上昇するでしょう。さらに、MPUやメモリの需要も急拡大するはずです。
つまり、そのような世界が到来した時、真の救世主となるのはAI半導体であると言えるでしょう。そこで、今後はエッジAI半導体の動向に注目していきたいと思います。
投稿日時: 2024年4月8日