世界の半導体生産能力は2024年に過去最高を更新
SEMI（国際半導体製造装置材料協会）が1月2日に発表したWorld Fab Forecastレポートによると、世界の半導体生産能力は2024年に前年比6.4%増となり、過去最高を更新する見通しだ。
報告書によると、新たな生産拠点が2023年に11プロジェクト、2024年に42プロジェクト予定されており、2022年からの3年間合計で、300mmから100mmまでのウェーハサイズを含む82の新しい量産工場の操業がスタートするとしている。
国別では、政府の資金援助やその他のインセンティブに後押しされ、中国が世界の半導体生産に占めるシェアを拡大すると予想される。中国のチップメーカーは2024年に18プロジェクトの操業を予定しており、2024年の生産能力は前年比13%増になると予想されている。
一方、半導体生産能力で第2位を維持する台湾に関しては、2024年に5つの工場が操業を開始する予定で、生産能力は4.2%増となる見通しだ。日本では2024年に4つのファブが稼動するため、生産能力は2%増加すると見られている。
その他、米州は6つのファブを新設し、チップ生産能力は前年比6%増に、欧州と中東では4つの新ファブの稼動開始により、2024年の生産能力は3.6％増、東南アジアは4つのプロジェクトが稼動し、2024年には生産能力が4%増となりそうだ。
半導体の生産能力の増強は世界的な現象であることがわかるが、果たしてこれに見合った需要はあるのだろうか。また、メモリーを中心に落ち込んでいる需要は回復するのだろうか。
日本経済新聞の1月4日付けの記事「半導体、4月から6月に需要好転へ AIやEVがけん引」は、3－4年で周期的に好不況を繰り返す半導体市況の「シリコンサイクル」が好転し、半導体の世界需要が2024年4－6月期にプラスに転じるとしている。
けん引役となるのはAI（人工知能）だ。記事では米調査会社ガートナーの予測を引用し、2026年までに世界の企業の8割が生成AIを業務で活用するとしている。2023年にはわずか5%未満だった割合から急激に増加する見通しだ。このため、生成AIの学習や推論に使う半導体の需要は旺盛だ。
また、低迷していたスマホやパソコンなどのデジタル機器向けに使われるメモリーの価格も上昇しつつあると述べている。メモリー価格は2023年11月、代表的な製品価格が約2年半ぶりに上昇し、米マイクロン・テクノロジー［MU］やウェスタン・デジタル［WDC］、韓国SKハイニックスの大手3社の9月の在庫は1年ぶりの低さとなったという。
メモリー市場の在庫調整、2024年上期に一巡か？
では、米メモリー大手マイクロン・テクノロジーが2023年12月20日に発表した2024年第1四半期（2023年9－11月）の決算を確認してみよう。
売上高は47億2600万ドル（前年同期比13.56%増）、最終損益は12億3400万ドルの赤字だった。赤字額は1年前に比べ拡大しているものの、前期（2023年第4四半期）と比較すると減少傾向にある。売上高及びEPSは、前回の決算説明会で提示したガイダンスの上限を上回る結果となった。
一方、業績の先行きについては力強い見通しを示した。2024年第2四半期（2023年12月－2024年2月）は、データセンターの需要がパソコンおよびスマートフォン市場の回復の鈍さを埋め合わせるとしており、売上高は51億－55億ドルと、アナリストの予想平均（49億9000万ドル）を上回ると見られる。また、1株当たり損益は21－35セントの赤字（アナリスト予想は62セントの赤字）と、より少ない損失にとどまる見通しだ。
会社側は決算発表資料において、2024年を通じて利益率と業績が改善することを見込んでおり、さらに2025年には業界最高のTAM（Total Addressable Market：獲得できる可能性のある市場全体の規模）を記録することを期待していると明らかにしている。
また、メモリーとストレージの在庫については、PC、モバイル、自動車といったほとんどの顧客において、通常レベルかそれに近い水準にあるとしている。一方、データセンター顧客のメモリーとストレージの在庫は改善しつつあり、2024年上半期には正常レベルに近づくと予想している。
マイクロンをはじめとするメモリーメーカーを取り巻く環境が、ようやく改善の兆しを見せつつあるようだ。ブルームバーグの10月13日付けの記事「半導体株に再度脚光か、メモリー市況に底打ち感－サムスン決算も一助」によると、メモリー市場の在庫調整は市場関係者の想定以上に長引いていたが、7－9月期にはメモリー市況が反発し、半導体産業の回復基調が今後鮮明になるとの見方が増えていると指摘している。
過去のケースを見る限り、世界の半導体販売がいったんプラスに転じると販売の増加基調が継続し、半導体株の大幅な上昇につながることが多いという。
生成AIの性能向上の鍵を握るのはHBM（高帯域メモリー）
マイクロン・テクノロジー、最先端メモリーを広島の工場で生産
2023年12月中旬、東京ビッグサイトにおいて開催された展示会「セミコン・ジャパン」で、マイクロンの日本法人トップであるジョシュア・リー氏は、2025年から広島県の工場で最先端メモリーを生産することを明らかにした。リー氏によると「（先端の露光技術である）EUVを日本に導入する最初の半導体企業となる」とのことである。
マイクロンは短期記憶を担うDRAMメモリーを日本、台湾などで生産しているが、最先端品「1ガンマ」の立ち上げを広島工場で行う予定で、広島工場では生成AI（人工知能）向けにDRAMを積層させた高性能品「HBM（High Bandwidth Memory：広帯域メモリー）」を生産する計画なども明らかにした。リー氏は「日本の非常に強い半導体のエコシステムはマイクロンのキードライバーになる」と語った。
AI市場の拡大により、大容量化、低消費電力化メモリーとストレージに対する需要が高まっている。マイクロンは決算発表資料で、AIに関して「われわれは生成AIが触媒となり推進する数年にわたる成長段階のごく初期段階にいる。この破壊的なテクノロジーは、やがてあらゆる分野に変革をもたらし、ビジネスと社会のあらゆる側面を変革していくだろう」と述べている。
最先端のHBMソリューションが2024年1－3月から出荷予定
2023年7月にはAI向けデータセンターに求められるメモリー指標（性能、容量、電力効率）で新たな基準を達成した最先端のHBMソリューションである「HBM3 Gen2メモリー」のサンプル出荷を開始したと発表した。すでに台中工場で生産されており、2024年1－3月から出荷する予定だ。
このHBM3 Gen2は、マイクロンが現在出荷しているHBM3ソリューションと比較して50%の高速化が図られ、業界初となる8層で24ギガバイトの大容量化を実現したものとなっている。こうした改良により、チャットGPT-4やこれに続く大規模言語モデル（LLM）の学習時間を短縮できるだけでなく、AI推論向けにも高効率なインフラを構築することが可能になるという。
電子デバイス産業新聞の2023年11月10日付けの記事「第527回 HBM、本格的な競争の始まり 韓国2社の投資拡大、米マイクロンの参入」では、生成AI半導体市場の大きな成長により、AI向けに使用される半導体の需要が急激に高まっているとともに、HBMに対する注目度が高まっていると指摘している。
2022年のHBM市場は、SKハイニックスが市場トップシェアである50％を持っているのに対し、サムスン電子が40％、米マイクロンが10％だったと見られている。HBM市場でトップシェアを持つSKハイニックスとサムスン電子が激しい競争を繰り広げる中、マイクロンもHBM市場に参入すると発表し、次世代のソリューションで勝負をかけるとしている。
期待の星HBMをめぐるメモリー半導体メーカーの争いはこれから激化か
HBMはこれからのAI時代に必須の材料だとされており、最近のメモリー半導体の不況の最中においては大きな収益が見込まれる期待の星でもある。メモリー市場全体における割合はまだ決して大きくないが、収益性は他のDRAMより5から10倍だと言われている。
記事によると、HBMは2013年から半導体市場に登場し、第1世代（HBM）、第2世代（HBM2）、第3世代（HBM2E）、現時点では第4世代（HBM3）まで展開されている。2021年10月にSKハイニックスが業界で初めて、第4世代であるHBM3の開発に成功し、これをAI向けGPUで世界トップのエヌビディア［NVDA］に供給することでHBM市場におけるシェアを獲得してきた。
2023年11月14日付けのロイターの記事「米エヌビディア、ＡＩ用半導体の性能強化 大手クラウドで採用へ」は、エヌビディアがAI向け先端半導体の性能を強化した新製品「H200」を発表、2024年から、アマゾン･ドットコム［AMZN］やアルファベット傘下グーグル［GOOGL］、オラクル［ORCL］などが展開するクラウドサービスで採用されると報じている。
性能が強化された「H200」には、141ギガバイトのHBMが搭載されている。前世代「H100」の80ギガバイトからメモリー容量が大幅に増強されたものだという。メモリー容量を増やして半導体の処理部分との接続を高速化することで、生成AIサービスの速度向上につながるそうだ。
このHBMをどのメモリー半導体サプライヤーが納入しているのかは明らかになっていない。しかし、マイクロンは2023年9月、エヌビディアにHBMを供給するための手続きを進めていることを明らかにしていた。もちろんエヌビディアにはSKハイニックスがHBMを優先的に供給しているのは前述の通りである。競争は始まったばかりであるが、AIの性能はメモリー容量に依存する面があるとすれば、今後のHBMをめぐるメモリー半導体メーカーの争いは熱を帯びそうだ。
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