半導体市場、「ハイパーサイクル」など存在しなかった…メモリ「バブル」終焉の後先


 2016年下半期から半導体市場が前年同月比でプラス成長を続け、これまでの「シリコンサイクル」から「ハイパーサイクル」という言葉が生まれ、絶好調が続いているかのような様相を見せてきた。ところが、半導体チップをつくるための機械(装置)産業に、ここにきて急ブレーキがかかっている。

その要因はどこにあるか。国内のメディアはこぞって「半導体産業は好景気」とあおってきたが、実は「ハイパーサイクル」などはなかった。日本の半導体市場が好調なのは、あくまでも半導体をつくるための製造装置産業だった。それも主に、3次元NANDフラッシュメモリという製品をつくるために新しく開発しなければならない製造工程が必要であり、その工程で使う製造装置の需要が高くなっていただけの話である。牽引役はIoTでもAIでも仮想通貨でもない。半導体産業は、メモリの単価が大きく値上がりしたことによってメモリメーカーが潤ってきただけにすぎない。

●メモリの販売額は61.5%の伸び

2017年の世界半導体産業の売上高を見てみよう。表1に、世界半導体市場統計(WSTS)がまとめた同年の実績を示した。製品のなかで売上金額と伸び率が極めて高い製品がメモリであることがわかる。

同年の年成長率を見ると、全半導体の伸びが21.6%であり、全ICの伸びは24.0%となっている。メモリの項目を見ると、なんと61.5%増と驚異的な伸びを示した。メモリの売り上げ規模は1239億7400万ドル、半導体全体4122億2100万ドルの30%にも及ぶ。

メモリの次に大きな成長率を示したのは、センサの16.2%成長と全半導体の伸びに及ばない。しかもセンサの売上規模はわずか125億7100万ドルと、メモリの10分の1しかない。メモリの次に規模の大きな半導体はロジックで、1022億900万ドルとメモリよりも小さく、しかも伸び率も11.7%にとどまっている。いかにメモリが強い影響を持っているのかがわかるだろう。

●メモリメーカーが大きく成長

メモリが大きく伸びた様子は、世界半導体のランキングを見てもわかる(表2)。インテルを抜いてトップに立ったのは韓国サムスンであり、その伸びは52.6%と極めて大きい。このサムスンはファウンドリビジネスも担っており、メモリ以外の半導体も少し持っている。メモリメーカーの第2位、第3位のSKハイニックスとマイクロンはメモリしかつくっていないため、伸びはもっと顕著だ。それぞれ79%増、78.1%増と大きく伸ばし、上位に食い込むようになった。

表2を見ている限り、メモリメーカーの売上が大きく成長し、その結果、半導体全体が大きく成長した、といえる。メモリ以外の半導体の成長はせいぜい10%前後。第2位に落ちたインテルは6.7%しか伸びていないが、パソコン用CPUに集中してきたインテルにとってこれでも健闘した部類に入る。第10位に入ったNXPはマイナス成長という結果だ。このメモリと非メモリの差は何か。

これを説明するためには、メモリ製品の特徴を理解しておく必要がある。メモリの種類は多いが、大量生産され産業的にインパクトのある製品はDRAMとNANDフラッシュである。DRAMは、パソコンやスマホのなかで一時的にデータを保存するメモリに使われる。スマホのようなコンピュータのなかではメモリ(DRAM)はCPUと絶えずやり取りしており、メモリ容量を増やせば増やすほど、コンピュータは高速になる。フリーズは起きにくくなる。

一方、NANDフラッシュは電源を落としても記憶内容を覚えているため、データを長期的に保存しておく用途に使う。パソコン向けだと、ハードディスクと同じ役割を持つ。スマホではNANDフラッシュの容量が多いほど、音声や動画、写真などのデータをたくさん保存することができる。

さて、表2の黄色で示したメモリメーカーのうち、東芝とウェスタンデジタル(WD)以外は、NANDフラッシュとDRAMの両方を生産している。しかも上位のサムスンとSKハイニクス、マイクロンのDRAMメーカーは、この3社だけで市場の95%以上を占有している。NANDフラッシュは、これらに東芝、WD、インテルも加わるため、比較的シェアは分散している。

●DRAMは3社が95%以上のシェア

DRAMを独占する3社は、実は2017年の半導体ブームの時にDRAMの生産量をほとんど増やさなかった。このためパソコンやスマホのメーカーではメモリが不足し、DRAMの単価はどんどん上がっていき、最低値だったときの2倍にも高騰した。2018年第3四半期(7~9月)に入っても値上げは止まらなかった。DRAMメーカーはカルテルを結んでいたわけではないが、3社だけならライバルが値下げしない限り、値上がりを楽しんで待ち続けることができた。供給不足をDRAM3社は知っていながら、DRAMの生産量を増やさずに、NANDフラッシュへの投資を行った。

だが、トップ3社もいつまでも単価の値上がりに期待しているわけにはいかない。顧客から不満が出るからだ。トップ3社のうち、サムスンとハイニクスはライバル意識むき出しの犬猿の仲であり、ハイニクスとしてはいつまでもサムスンの後塵を拝しているわけにはいかない。最初に生産量を増やしたのはハイニクスだ。サムスンを追撃するためだが、サムスンも黙っていない。生産を増強し始めている。その結果、サーバー用DRAMの5%値下がりを韓国のこの2大メーカーが見込んでいるようだ。

2018年第3四半期までDRAMは値上がりを続けてきたが、第4四半期にはようやく値下がりする気配を見せてきた。メモリ価格を調査する市場調査会社トレンドフォース社のメモリ部門DRAMエクスチェンジは、第4四半期のメモリ単価は、前四半期比1~3%値下がりと当初は見ていたが、9月26日のニュースリリース(参考資料1)によれば、5%値下がりと見方を変えた。

●NANDフラッシュは歩留まり向上で生産量増加

一方、NANDフラッシュは「ムーアの法則」の行き詰まりが表れ、平面ではなく3次元に移行していった。メモリセルをシリコンの中に埋め込むようなかたちで64層(64セル)にも埋め込み、最下層のセルから電極を取り出すための深いエッチングや堆積技術が求められるようになった。このため製造プロセスを大きく変えざるを得なくなり、新たな製造装置が求められるようになった。この結果、東京エレクトロンや日立ハイテクノロジーズ、日立国際電気などの製造装置メーカーが大いに潤った。

3次元NANDフラッシュメモリの深いエッチング技術では、ばらつきの少ない安定したプロセスを確立することが容易ではなかった。このため、ほとんどのプレイヤーが歩留まり(良品率)改善策に全力を投じてきた。これが2017年いっぱい続いた。エンジニアたちの努力が実を結び、2018年に入りようやく多数のチップを量産できるようになってきた。その後は順調に生産を増やすことができ、製造コストが下がり、販売単価も下げられるようになってきた。

ここにきて、3次元NANDの歩留まりが上がると、ある程度の生産量を確保するための製造装置を大量に揃える必要がなくなったため、製造装置の出荷が6月に大きく落ちてきたのである。製造装置メーカーは今、慌てているが、これまで3次元NAND向けの装置で大儲けしてきたことへの反動であり、これからは減速というよりも安定期に入ることになる。

●メモリ単価の下落で用途・容量が拡大

ただし、メモリビジネスは今回のバブル期を除き、新製品が市場に出てくるとメモリ単価はじわじわと値下がりしてきていた。値下がりするのは、歩留まりが増え、生産数量を増やせるようになるからだ。メモリのような大量生産製品では、供給が増えると値下がりする。その分生産量を拡大できるため、用途や容量が広がることになる。DRAMはコンピュータ用途だけだったが、スマホやテレビなどにも使われるようになってきている。

また、スマホならこれまで2Gバイトを搭載していた機種が3Gバイトを搭載できれば、高速処理が可能になる上に、画像をもっときれいに見せることができるようになる。NANDフラッシュでは、従来の携帯電話やデジカメからスマホへと拡大してきて、それがパソコンやハイエンドコンピュータにまで広がってきた。

このようなメモリビジネスの特徴を押さえておけば、メモリ単価の値上がりはこの2年間、異常なバブルであったといえ、「スーパーサイクル」は起きていない。ただし、これからIoTやAI向け半導体チップが少しずつ生産され、新分野への期待は膨らむ。
(文=津田建二/国際技術ジャーナリスト)

参考資料
1.DRAM Products May Experience Steeper Price Decline of 5% QoQ in 4Q18 Due to Oversupply and Weak Demand, Says TrendForce(2018/09/26)

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