中国の紫光集団がDRAM工場を建設する計画がある四川省・成都市の街並み(出所:Wikipedia)


 地域別の半導体市場を見ると、2000年のITバブル以降、日米欧の先進国市場が低迷する代わりに、アジア市場が急成長を始めたことが分かる(図1)。その中でも特に中国市場の成長は著しく、2006年以降は、日米欧を抜いて、世界最大の市場となった。

 半導体の世界市場に占める中国市場の割合を見ても、中国半導体市場の統計データが入手可能な2005年に18.5%だったが、2017年には33.5%を占めるまでになり、今後中国が占める割合はさらに大きくなりそうな勢いである(図2)。

図1 半導体の地域別市場
出所:日経XTECH(ソースWSTS)およびIC Insightsのデータを元に筆者作成


図2 半導体の世界市場、中国市場、中国が占める割合
出所:日経XTECH(ソースWSTS)およびIC Insightsのデータを元に筆者作成


 このように中国半導体市場が存在感を増している理由は2つある。

 第1に、世界最大の人口13.8憶円(2016年時点)を持つ中国が経済発展を遂げ、半導体が搭載されているスマホ、PC、デジタル家電などの製品を大量に消費し始めたことが挙げられる。

 第2に、製造業としては世界最大の130万人もの従業員を要し、世界の約9割のPC、スマホ、デジタル家電などを組み立てているホンハイ(鴻海)の巨大工場が中国にあるからである。これらの電子機器を製造するには大量の半導体が必要であるため、世界の33.5%もの半導体が中国に雪崩れ込んでいるのである。

 本稿では、まず、中国が大量に半導体を必要としているにもかかわらず、その自給率が低いという課題を示す。次に、中国政府が18兆円もの国家IC産業基金をつぎ込んで、自給率を向上しようとしている実態を説明する。そして、このような中国に危機感を持った韓国サムスン電子、韓国SKハイニックス(SK Hynix)、米マイクロンなどのメモリメーカーが、中国対策に動き出したことを論じる。

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中国の半導体産業の課題

 2005年に420億ドルだった中国の半導体市場は、2017年には1380億ドルに成長した。つまり、この12年間で、中国半導体市場は約3.3倍に増大した(図3)。

図3 中国半導体市場、自国の製造売上高、自給率
出所:日経XTECH(ソースWSTS)およびIC Insightsのデータを元に筆者作成


 しかし、中国が製造した半導体は、2005年に25億ドルしかなく、2017年でも185憶ドルにとどまっている。この12年間で7.4倍に成長してはいるが、中国国内の半導体自給率は、2017年時点で13.4%しかない。

 前節で述べた通り、中国が経済発展を遂げ、「世界の工場」となったホンハイが大量の半導体を必要としているが、2017年時点で必要な半導体1380億ドルのうち、86.6%にあたる1195億ドル分は、海外からの輸入に頼っている。

 すなわち、中国の半導体は猛烈な貿易赤字となっている。かつては、石油が最大の貿易赤字だったが、昨今は半導体が最大の貿易赤字となった模様である。

 このような半導体の自給率の低さを解消するため、習近平国家主席は、2014年6月に半導体新興を目指す「国家IC産業発展推進ガイドライン」を制定し、「中国IC産業基金」を設立した。この基金は当初2兆円程度だったが、現在は18兆円にのぼると見られている。

 この莫大な基金を基に、中国は2015年頃、世界の半導体企業を”爆買い“しようとしたが、米国や台湾当局が認可しなかったため、”爆買い“は不発に終わった。そこで、今度は豊富な基金を基に、中国国内に巨大半導体工場を建設しようという動きが活発になった

 以下では、中国の3次元NANDフラッシュメモリ、DRAM、およびファンドリー(受託製造を専門とする半導体メーカー)の動向について報じる。

長江ストレージ製の3次元NAND、中国向けのiPhoneに

 2016年3月に、米スパンションからの委託でNORフラッシュメモリを製造していた中国XMCが、突然、240億ドルを投じて、2020年までに月産10万枚の3次元NANDのファンドリーを3棟、建設すると発表した。

 その後、XMCは紫光集団の参加に入り、長江ストレージと社名が変更された。長江ストレージは、スパンションと技術提携している。また、中国にあるサムスン電子の西安工場からヘッドハントした韓国人技術が多数存在する上、日本人技術者の協力者もいる。彼らの協力の元、長江ストレージは、2016年夏には、NORのラインを使って9層(8層のメモリセル+1層のコントローラ)を試作し、その動作に成功した。

 長江ストレージは、16層と24層を飛び越えて32層の3次元NANDの試作を始め、2017年末には、その歩留りが50%を超え、サンプル出荷を始めたと発表した。そして、48層をスキップして64層の試作を始め、2017年末時点で「歩留りはゼロではない」という話を聞いた。また、2017年末には、月産10万枚の工場棟が完成し、今年2018年には製造装置の導入が開始されるという。

 さらにアップルが、中国向けのiPhoneに、長江ストレージ製の3次元NANDを搭載する計画があることを発表した(日経新聞2018年2月15日)。同記事では、アップルの品質基準が厳しいため、長江ストレージ製の3次元NANDの採用は2020年以降になると書かれている。

 しかし、3次元NANDは世界的に不足している上、長江ストレージにいる元サムスン電子の技術者や日本人技術者の協力により、その採用が早まる可能性は高い。そして、状況次第では、中国向け以外のiPhoneにも搭載される可能性もある。

 3次元NANDでは、既存のサムスン電子、東芝メモリとサンデイスク(親会社はウエスタンデジタル)、マイクロンとインテイル、SKハイニックスに加えて、長江ストレージの5社による競争が行われていくことになる。

3者が計画を進める巨大DRAM工場の建設

 2015年には、紫光集団が230億ドルで米マイクロンを買収しようとしたが、米司法省の反対にあって失敗した。そこで現在、中国では、(1)台湾UMC(United Microelectronics Corporation)と中国のJin Hua Integrated Circuit(JHICC)の合弁会社、(2)RuiLi(旧Hefei Chang Xin)、(3)紫光集団──以上の3者が巨大DRAM工場の建設を計画し、それが進み始めている。しかも、上記はどれも最先端の1Xnm世代DRAMを狙っている。

(1)台湾UMCと中国のJHICC

 電子デバイス産業新聞(2017年12月7日号)によれば、JHICCが、2018年1〜3月に月産6万枚のDRAM工場を新設すると書かれている。ここに、UMCが台湾で開発した40〜28nmのDRAM技術を供与するという。

 ところが、複数の装置や材料メーカー筋の情報によれば、JHICCは最先端の1Xnm DRAMを狙っており、規模も月産10万枚から始めて30万枚まで増産する計画らしい。

 JHICCは、UMCと2016年5月に、DRAMのR&D契約を結んでいる。UMCは、台湾南部の工業団地「Southern Taiwan Science Park」に100人の技術者から成るR&Dチームを編成した。UMCはJHICCにDRAM技術を提供し、そのライセンスによるビジネスを行う。

 確かにUMCの技術だけなら、せいぜい40〜28nmの2周回遅れのDRAM技術がせいぜいであろう。しかし、JHICCには、旧エルピーダのDRAM技術者が多数存在する模様である。彼らが核になれば、1XnmDRAMを立ち上げることも、不可能ではない。

(2)RuiLi(旧Hefei Chang Xin)

 Hefei Chang Xinは、当初、サイノキングと提携し、中国安徽省(Anhui province)合肥(Hefei)市政府から72億ドルの投資を受けて、月産30万枚のDRAM工場を建設する計画だった。

 サイノキングとは、2012年に経営破綻したエルピーダCEOだった坂本幸雄氏が設立したDRAM設計開発会社である。「サイノ=中国の、キング=王」、つまり、「中国で圧倒的に優れたDRAMを作っていきたい」というコンセプトだった。

 坂本氏は、日本と台湾の技術者10人でサイノキングを設立し、日韓台の技術者250人を集め、日韓台中で1000人の技術者集団形成を目指した。サイノ社側が次世代メモリを設計し、生産技術を供与し、上記工場が最先端DRAMを生産するという構想だった。

 その第1弾として、「IoT」用の省電力DRAMを設計し、早ければ2017年後半に量産することを目指していた。その際、技術者250人を3年間、中国へ派遣して、750人の中国人技術者に、DRAMの開発や量産方法をOJTすることを目論んだ。

 ところが、坂本CEOが技術者1人に3年で3億円を要求し、さらに、上記IoT用DRAMのIPの所有権はサイノ側にあり、これを他のDRAMメーカーに対してIPのライセンスビジネスを行うことを条件に盛り込んだため、交渉は決裂し、破談となった。

 また、坂本CEOは、エコノミストの記事で「日韓台のDRAM技術者を180人集めた」と語っているが(エコノミスト2016年6月21日号)、その信憑性は疑わしいことが分かってきた。少なくとも、日本の旧エルピーダからは、ほとんどDRAM技術者を集めることができなかったという話を聞いた。

 これでHefeiはDRAMビジネスを諦めたかに思われたが、その後、社名をLuiLiに変え、DRAMをつくろうとしている。LuiLiは、装置メーカーに対して2017年末に製造装置の導入を依頼し、2018年Q1に装置の据え付けを始めるとしている。また、材料メーカーに対して、DRAM工場が稼働する2018年Q2以降の供給確保を依頼している。

 LuiLiは、マイクロンが買収した台湾イノテラの技術者をごっそり採用した。これに対してマイクロンは、LuiLiを情報漏洩として訴えている。加えて、LuiLiには香港に2つのR&Dチームがあり、1つは前SKハイニックスの技術者、もう1つは前エルピーダの技術者が在籍している模様である。

(3)紫光集団

 紫光集団は、以下の3つの半導体巨大工場を建設する計画を発表している。

・240億ドルで、武漢に、月産30万枚の3次元NAND工場を建設する(長江ストレージ)
・300億ドルで、成都に、月産30万枚のDRAM工場を建設する
・280億ドルで、南京に、月産50万枚のファンドリーを建設する

 DRAM工場は四川省の省都、成都での建設が予定されている。同工場について、長江ストレージのActing chairmanで、紫光集団のExecutive VP、Charles Kau氏は、最先端の1Xnm DRAMを量産すると宣言した模様である。長江ストレージの3次元NAND工場のような具体的な動きはまだ見えないが、今後、計画が遂行されていく可能性が高い。

中国最大のファンドリーSMICに新たな動き

 前述の通り、紫光集団が南京に、280億ドルを投じて、月産50万枚の巨大ファンドリーを建設すると発表している。この計画は途方もなく、あまりにも無謀に見える。というのは、世界のファンドリーの売上の約50%を独占している台湾のTSMCは、12インチウエハ換算で月産75万枚の製造能力があるが、この規模に達するまでに30年を要している。

 ところが、紫光集団は、TSMCの3分の2の規模をたった数年で実現するというのである。紫光集団傘下の長江ストレージは、アップルのiPhoneへの3次元NANDの採用が見えてくるなど、想定を超えた速度で進歩しているが、南京のファンドリーについては、無謀な計画と言わざるを得ない。

 一方、2000年に創設され、長らく低空飛行を続けていた中国最大のファンドリーSMICには新たな動きがあった。それは、Co-Chief Executive Officerに梁孟松(Liang Mong Song)氏が就任したということである(図4)。

図4 SMICの梁孟松氏(Co-Chief Executive Officer)
出所:SMICホームページ


 梁孟松氏とは、どのような人物か? かつてはTSMCで辣腕をふるい、その強烈さゆえに、装置メーカーには恐れられていた。TSMC内部では、尖がった性格のために、あまり出世はできなかった模様である。

 その梁孟松氏を、サムスン電子がヘッドハントした。梁孟松氏は、TSMCの当時最先端だった28nmのノウハウを引っ提げて、サムスン電子のロジック・ファンドリーを強力に指導し、iPhoneのプロセッサビジネスに大きな貢献をした。

 これに対してTSMCは、「機密情報の漏洩である」とサムスン電子を訴えた。そのため、サムスン電子は、ボードメンバに梁孟松氏の名前を一切出さなかった。しかし、梁孟松氏は暗躍し、サムスン電子のロジック・ファンドリーを牽引していた模様である。

 その梁孟松氏が、SMICにヘッドハントされたのである。今後、梁孟松氏が、SMICの陣頭指揮を執ることになるのは間違いない。SMICは、泣かず飛ばずの低空飛行が続いていたが、梁孟松氏の加入により、今後、恐ろしい存在になる可能性がある。

既存メモリメーカー3社の中国対策

 このように中国は、3次元NAND、DRAM、ファンドリーの巨大工場を建設しようとしている。これに対して、特に、サムスン電子、SKハイニックス、マイクロンの3社に集約された既存DRAMメーカーが危機感を持っている。

 というのは、3次元NANDは、ビッグデータが本格普及し、サーバー市場が急拡大した結果、つくってもつくっても足りない状態が続いている。したがって、長江ストレージが加わったとしても、その不足感が埋まるとは思えない。

 一方、サーバー市場の急拡大により、DRAMも不足しているが、3次元NANDほど膨大な需要があるわけではない。もし、中国の巨大DRAM工場が立ち上がってきたら、間違いなく市場は壊れ、価格暴落を引き起こすだろう。

 そこで、既存DRAMメーカーは、今年は3次元NAND用の投資をDRAM用に切り替える見通しである。既存DRAMメーカーは3社とも、「1Xnm→1Ynm→1Znm→1anm→1bnm→1cnm」と進化していく新世代DRAMの開発を加速する。当初は、次世代までの期間を10〜12カ月程度としていたが、これを半分の5〜6カ月に短縮する。そして、規模の投資も体力の続く限り行う。

 要するに、たとえ中国が1XnmのDRAMの製造に成功したとしても、そのときは、既存DRAMメーカー3社が数世代先行しており、中国製DRAMが売れないような状況にしたいのである。既存DRAMメーカー3社は、中国DRAMメーカーにはつけ入る隙を一寸たりとも与えないという戦略に出たわけだ。

 新聞などでは、サムスン電子などが3次元NANDの投資をDRAMに切り替えたことを受けて、「3次元NANDが調整局面に入った」という報道をしている(例えば2月19日の日経新聞)。メモリメーカー各社が「3次元NANDの投資をDRAMに切り替えたこと」は事実だが、その理由は「調整局面」に入ったからではなく、中国DRAMを叩き潰すための戦略なのだ。

 今後、DRAMも含めて中国半導体産業がどのように成長していくのか、既存DRAMメーカーの中国対策が奏功するか、その攻防から目が離せない。

筆者:湯之上 隆