TSMCの値上げにより、ほぼすべての製品の小売価格が上昇する

TSMC、Samsung Foundry、GlobalFoundries、SMIC、UMCなどの受託半導体メーカーによる、特に成熟ノードで製造されたチップのウエハー見積り価格の最近の上昇は、まもなく実際のハードウェア価格に深刻な影響を与えるだろうと、Counterpointの研究者は主張している。これには携帯電話や幅広い消費者向けハードウェアが含まれ、予想される価格上昇は非常に深刻であるため、アナリストはほとんどの消費者がローエンドのハードウェアを購入せざるを得なくなると予想している。 

現代のPCやスマートフォンには通常、最先端または先進的なノードといった最先端のチップ技術を用いて製造された1つか2つの主要チップ（CPU、GPU、SoC）が搭載されています。しかし同時に、主流／成熟したノード（旧来のチップ技術）で製造された数十個のロジックチップも搭載されています。 

チップ本体を製造するファウンドリは、既に顧客向けの価格を引き上げています。しかし、チップ設計会社や最終製品を製造する企業のほとんどは、価格に敏感な顧客を遠ざけないよう、エントリーレベル製品や主流製品の価格を安定させるため、値上げ分を顧客に転嫁しませんでした。グラフィックカードやCPUではこのような事態は起きませんでしたが（一部のSKUは単に在庫切れになっただけでした）、多くのデバイス（スマートフォン、低価格ノートパソコンなど）は、品薄状態の間も基本的に標準のメーカー希望小売価格を維持していました。そして、この状況は間もなく終わりを迎えます。 

TSMCをはじめとするファウンドリによる最近の見積もり引き上げにより、一部のチップの2020年から2022年にかけての累計コストは30%以上上昇する見込みです。既に利益率が低いため、サプライチェーンを経由せずに30%の値上げを回避しようとする企業は当然のことながら損失を出したくないでしょう。カウンターポイント社は、チップ設計会社がOEMへの価格引き上げを進め、それが2022年には最終製品に波及すると予想しています。 

短期的な価格上昇自体は大きな問題ではありませんが、これらの要因により、今後何年にもわたって価格が高止まりすることになります。

ウェーハ価格：最先端・先進ノード

TSMC の N7 や N5、Samsung Foundry の 7LPP や 5LPE などの最先端の製造技術を使用してチップを製造するのは高価です。これは、契約チップメーカーが、最新ノードを使用してウェハを処理する場合、N12/N16 以上などの後続の（古い）ノードに比べて 2 ～ 3 倍の料金を請求する傾向があるためです。 

N5またはN7テクノロジー向けSoCの開発には莫大な費用がかかり、これらの投資は通常、チップが収益を上げ始める何年も前に行われます。その結果、最先端のプロセスを導入できる企業は世界でもほんの一握りしかありません。  

最先端および先進ノードの需要はある程度限定的で、予測も容易であるため、TSMCとSamsung Foundryは生産能力の拡大を急ぐ必要がありません。そのため、TSMCのN5ノードを使用したウェハーは来年も2021年より価格が上昇することはありませんが、N7ノードの価格は約5%上昇するとCounterpointは予測しています。

今後1～2年間は、どちらの技術も依然として大多数のチップ設計者にとって手の届かないものであり、かなり先進的なチップでさえ16nmや28nmクラスのノードで生産されるでしょう。一方、これらの技術のウェハ価格は10～18%上昇すると予想されており、これは非常に顕著です。  

現在、SSD コントローラーなどのチップは 12/16nm クラスのテクノロジーを使用して製造されており、これらのタイプのチップは最近のクライアント PC の大部分に搭載されています。

ウェーハ価格：主流ノードと成熟ノード

現代のクライアントデバイスに搭載されている高度なチップはすべて、40/45nm以降の成熟技術を用いて製造されたICで囲まれています。電源管理IC、ディスプレイドライバIC、ネットワークコントローラなど、その種類は多岐にわたります。成熟ノードを用いた設計は数万種類に上り、その数は増加傾向にあります。これらのチップは、自動車メーカー、家電メーカー、産業機器メーカー、さらには航空宇宙企業など、あらゆる業界で広く使用されています。

昨今、あらゆる電子機器の需要はすでに高まっています（多くの施設が閉鎖されたままで、人々が商品にお金を使うことが一因です）。さらに、5G、AI、HPCといったメガトレンドが進行中であるため、チップの需要は今後も増加する一方です。その結果、カウンターポイント社は、後進技術で製造されたチップはしばらくの間供給不足に陥り、需給バランスが取れるのは2023年半ばになると予想しています。  

実際、製造装置メーカーによると、後進ノード向けに設計された装置の需要は、最先端ノード向けのツールの需要よりも急速に増加している。 

「今後数年間で、実際には後進国（ウェーハファブ装置、WFE）が全体よりも速いペースで成長すると見ています」と、ラムリサーチの最高財務責任者（CFO）であるダグ・ベッティンガー氏は、アナリストや投資家との電話会議で述べた（SeekingAlpha経由）。「今でもそのように考えています。この事業を牽引しているのは、後進国です。IoT、RF、パワーデバイス、自動車などです。[…]半導体業界のこの分野への需要は非常に旺盛です。」 

Counterpoint社によると、TSMC（そしておそらく他のファウンドリも）は2020年半ば以降、40/45nm、55/65nm、90nm、そしてそれ以上のノードの見積もりを複数回引き上げている。その結果、90nm技術で処理されたウェーハの価格は、2020年と比較して2022年には38%上昇するだろう。

「ファウンドリー顧客（ファブレスおよびIDM）にとって、供給不足の影響は、最終顧客（デバイスODM/OEM）に転嫁される可能性のあるウェハコストの10％～20％の増加に比べて、ビジネスにはるかに大きな負担をかける」と、カウンターポイントのリサーチディレクター、デール・ガイ氏は述べている。

ファブ稼働率が100%を超える

現在、ほとんどのファウンドリーは100%を超える稼働率で稼働しています。TSMCは稼働率を公表していませんが、財務報告によると、SMICの2021年第2四半期の稼働率は100.4%、UMCの2021年第2四半期の稼働率は100%を超えています。これは、ファブがウェーハ処理に多くの時間を費やし、メンテナンスに費やす時間が少なくなっていることを意味し、これはリスクを伴います。 

しばらくの間、受託半導体メーカーは、後続ノード向け、さらには200mmウェーハを採用する旧式ノード向けにも装置を追加購入してきました。しかし、需要が供給を上回っているため、彼らはさらに装置を購入しており、今後数年間でそれらの装置を減価償却する必要があるため、需給バランスが安定しても価格引き下げに消極的になるでしょう。

エントリーレベルのデバイスは成功するのか?

アナリストの予測が正しく、後進ノードを使用して製造されたチップの価格が原因でハードウェアの小売価格が著しく上昇すると、市場に興味深い影響が現れるかもしれません。 

主流のスマートフォンやPCを購入する価格に敏感な顧客は、メーカーがミッドレンジ製品に付加価値を加え、購入者の期待価格帯を逸脱しない限り、エントリーレベルのデバイスを購入し始める可能性があります。GPU市場では既にこのような現象が見られており、今後はより人気の高いデバイスにも同様のことが起こる可能性があります。

まとめ

ハイエンドスマートフォン向けCPU、GPU、SoCの価格は、主に需要の高さに加え、歩留まりや供給不足といった要因によって左右されます。TSMCとSamsung Foundryは、5nmおよび7nmクラスのノードの製造能力が比較的限られていますが、最先端ノード向けチップの開発能力を持つ企業との長期的な関係構築を重視しているため、最先端ノードの見積もり価格を引き上げたり、入札システムを通じて割り当てを販売したりすることはありません。 

しかし、後続ノードに関しては、需要が供給を明らかに上回るため、ファウンドリは見積もり価格を引き上げます。この状況は今後何年も続くでしょう。28nm以前のプロセス技術で製造されたチップは、最先端ノードで製造されたチップをベースにしたものも含め、数万ものアプリケーションで使用されています。現在、一部のファウンドリは、安価なチップの需要を満たすために、100%を超える稼働率で稼働しています。これはリスクを伴います。 

成熟ノードで製造されたチップの価格上昇は、 あらゆる デバイスの最終コストに影響を与えます。ハイエンドPCやスマートフォンの場合、追加コストは推奨価格にほとんど影響を与えません（あるいは影響を与えないかもしれません）。しかし、主流のデバイスの場合、追加コストはメーカー希望小売価格に劇的な影響を与える可能性があります。そうなれば、購入者はミッドレンジ製品の購入をやめ、エントリーレベルの製品に乗り換える可能性があります。 

アントン・シロフはTom's Hardwareの寄稿ライターです。過去数十年にわたり、CPUやGPUからスーパーコンピュータ、最新のプロセス技術や最新の製造ツールからハイテク業界のトレンドまで、あらゆる分野をカバーしてきました。