シンガポール半導体産業の躍進：世界市場の10%を占める成長戦略

シンガポールの半導体産業は、世界的な需要の高まりと技術革新の波に乗り、急速に成長を遂げています。世界の半導体市場が1兆米ドルに迫る中、シンガポールは既に全チップの10%を生産し、製造装置の20%を占める重要な拠点となっています。

政府の積極的な支援策と、グローバル企業の大規模投資が相まって、シンガポールは次世代半導体の開発・製造のハブとしての地位を固めつつあります。AI、電気自動車、5Gなどの先端技術を支える高性能チップの需要増加に応え、シンガポールの半導体産業はさらなる飛躍を遂げようとしています。

しかし、この急成長の裏には、どのような課題が潜んでいるのでしょうか？シンガポールの半導体産業の未来を左右する重要な要因について見ていきましょう。

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シンガポールの半導体産業の現状

半導体に対する世界的な需要は成長を続けており、世界の半導体市場は2030年から2032 年の間に1兆米ドルに達すると予想されている。人工知能 (AI) の台頭と車両の電動化がこの分野の成長を促進するトレンドの1つとなっている。

シンガポールはすでに世界の半導体サプライチェーンに不可欠な部分を占めており、シンガポールは世界中で生産される全チップの10パーセントを占め、世界の半導体製造装置生産の約20パーセントを占めている。また、シンガポールは、集積回路設計、ウェーハ製造からパッケージング、テストに至るまで、半導体バリューチェーン全体にわたる研究開発（R&D）および製造活動を含む多様な半導体エコシステムの本拠地でもある。

シンガポールの STMicroelectronics は、電気自動車 (EV) やデータセンターなどのアプリケーションに電力を供給するための炭化ケイ素 (SiC) チップ、つまり第 3 世代の半導体を製造している。AI の導入が進むにつれて、データセンターは AI テクノロジーの電力を大量に消費する要件に応える必要があり、SiCチップによって可能になる効率的な電力供給がさらに必要になる。

2023年9月にシンガポールに開設されたGlobalFoundriesのFab7Hは、次世代のスマートフォンやEVに不可欠なイメージセンサーと無線周波数チップを生産する予定である。これらの例のようにシンガポールは現在主力となっている半導体の生産供給だけでなく、SiCチップやFab7Hなどのような次世代半導体の重要な供給拠点として、その位置付けが世界的にさらに高まっている。

出典：https://www.edb.gov.sg/en/business-insights/insights/what-makes-singapore-a-prime-location-for-semiconductor-companies-driving-innovation.html

世界的な半導体関連企業がシンガポールに集積される中、半導体企業は、シンガポールで研究開発や製造活動も行う基板会社など、半導体装置会社と材料サプライヤーの強固なエコシステムに支えられている。

一例として、日本のトッパンホールディングスの子会社であるアドバンスト・サブストレート・テクノロジーズ（AST）は、カスタム・プロセッサなどのAIアプリケーションに不可欠なチップに使用されるハイエンド・フリップチップ・ボール・グリッド・アレイ（FCBGA）基板を生産するためのシンガポール初の施設を建設中であり、米国のチップメーカーであるブロードコムがその施設設立を支援している。 このように、ウエハファンドリー、IDM、複合ウエハファブ、アセンブリ・テストファブ、半導体材料会社、半導体装置会社など半導体製造を取り巻くエコシステムが互いに協力しながら機能するように、効率的なサプライチェーンエコシステム、信頼できる知的財産保護体制が構築されている。そしてそれは、シンガポールへの半導体投資を惹きつけている要因の一つとなっている。

過去55年間にわたり、シンガポールはアセンブリとテストのハブから、チップ設計とウェーハ製造を含む繁栄した半導体エコシステムへと進化してきた。インフラストラクチャや研究開発への投資から、イノベーションと業界の成長を推進するための高度なスキルを持つ労働力の育成まで、シンガポールはさまざまな取り組みを続けることにより半導体産業を成長させ続けている。

出典：https://www.edb.gov.sg/en/business-insights/insights/what-makes-singapore-a-prime-location-for-semiconductor-companies-driving-innovation.html

シンガポール政府の半導体に関する政策と動向

シンガポール政府が半導体産業を成長させ続けるために行ってきた支援と政策。

1. インフラストラクチャ準備：シンガポールは、必要なインフラ、強力な公的研究エコシステム、熟練した労働力を構築するための事前投資を行ってきた。
2. 人材育成への取り組み：シンガポールの半導体労働力は約35,000人。EDB、高等教育機関 (IHL)、シンガポール半導体産業協会 (SSIA)、および業界パートナーとの間に関連する人材の強力なパイプラインを育成するための緊密なパートナーシップを形成。一例として、2023年、マイクロンはシンガポールの地元工科大学5大学と広範なパートナーシップに関する覚書を締結。
3. 研究開発とイノベーションへの継続的な投資：半導体は非常に革新的な分野であり、研究開発への継続的な投資が重要なため、シンガポール政府は、研究・イノベーション・エンタープライズ (RIE) 2025 計画に過去数十年にわたり継続的な投資を行ってきた。 2024年予算で、シンガポールはRIE 2025への30億シンガポールドルの上乗せを発表。5年間で合計約280億シンガポールドルが、シンガポールの研究開発エコシステムの成長に充てられることになる。
4. パートナーとサプライヤーの信頼性と回復力に優れたエコシステムの構築：より多くの協力を促進するため、政府は能力変革のためのパートナーシップ（PACT）スキームを強化。サプライヤー開発に対する既存のサポートに加え、能力トレーニング、国際化、コーポレートベンチャリングにおいて多国籍企業（MNC）と地元企業の間の追加のパートナーシップ様式をサポート。

出典：https://www.edb.gov.sg/en/business-insights/insights/what-makes-singapore-a-prime-location-for-semiconductor-companies-driving-innovation.html

シンガポールが目指す中長期的なマイクロエレクトロニクス研究の柱は次のとおりになっています。

1. 異種統合（例: アプライド マテリアルズと A*STAR の IME Center of Excellence in Advanced Packaging、NUS のシンガポール ハイブリッド統合型次世代μエレクトロニクス センター（SHINE））で、より高速なパフォーマンスとより小さなフォームファクターを可能にするチップのパッケージング。
2. ワイドバンドギャップ半導体（例: 200mm SiC パイロットラインや国立 GaN テクノロジーセンター）でEVなどのアプリケーションを可能にするデバイス。
3. センサーとアクチュエーター（STMicroelectronics や IME の MEMS ラボインファブなど）で、応答をトリガーする前に状態や信号を監視する日常生活のデバイス。

他の分野には、ミリ波以降、エッジ AI、高度なフォトニクス (国立半導体翻訳およびイノベーション センターなど) が含まれ、シンガポールのチップメーカーが生成AIブームの中でどのように成長しているかを明らかにするというもの。 一方、シンガポール政府は、メーカーがより持続可能な方法で運営できるサポートを提供。 シンガポールはすでにメーカーと提携して、クラス最高の温室効果ガス削減とエネルギー効率の高いシステムを導入している。 また、企業はさらなる脱炭素化を達成するために、新しい排出削減ソリューションを試験的に導入している。 たとえば、STMicroelectronics は SP Group と協力して、STMicroelectronicsの製造工場とオフィスエリアの1つを冷却するシンガポール最大の産業地域冷却システムに取り組んでいる。 2025年に完成すると、STMicroelectronics は冷却関連の年間電力消費量を20%削減し、STの二酸化炭素排出量を年間最大120,000トン削減することになる。

出典：https://www.edb.gov.sg/en/business-insights/insights/what-makes-singapore-a-prime-location-for-semiconductor-companies-driving-innovation.html

主要企業

2023年9月12日、GlobalFoundries（GF）は、シンガポールに40億ドル規模の拡張施設を正式に開設し1,000人の新規雇用を創出したことを発表した。1,000人の雇用のうち95パーセントは装置技術者、プロセス技術者、エンジニアといった高価値人材。2021年に着工したこの新施設は、シンガポール、米国、欧州にわたるGFの世界的な製造拠点を強化し、サプライチェーンの柔軟性とビジネスの回復力を強化するもの。シンガポールのこれまでで最も先進的な半導体施設として、この拡張工場はさらに年間45万枚のウェーハ（300mm）を生産し、GFシンガポール全体の生産能力は年間約150万枚に増加。

シンガポールの半導体生産量は現在、世界の半導体市場の 11% を占めている。 シンガポールが先進製造業の世界的ハブとなるという「製造業 2030」ビジョンに向けて前進するにつれて、この数字はさらに拡大すると見込まれている。「シンガポールにおけるグローバルファウンドリーズの工場拡張は、この分野の力強い長期成長が期待される中、半導体製造におけるGFのリーダーシップをさらに拡大することになる。新しい施設は23,000平方メートルを超えるクリーンルームスペース。最初の生産設備は、起工式からわずか1年以内の2022年6月に施設内に移動された。

出典：https://gf.com/gf-press-release/globalfoundries-officially-opens-us4-billion-expansion-facility-in-singapore-creating-1000-new-jobs/

2024年5月21日、UMCシンガポールは、Fab 12iが新たなフェーズ3拡張のための最初の生産設備の搬入を行ったことを発表した。既存の300㎜ファブのFab12iの隣に新しい高度な製造施設を建設する拡張計画は2022年2月の取締役会で承認され発表されたもの。まず第一段階として月産3万枚のウェハーが2024年後半に生産開始される計画。Fab12iフェーズ3と呼ばれるこの拡張計画により、UMCは22/28nmプロセスを提供するシンガポールで最も先進的な半導体ファウンドリの1つになる。このプロジェクトへの投資予定額は50億ドル。

UMCはシンガポールで 20年以上にわたり純粋なファンドリーサプライヤーとして運営されており、Fab12iがある場所はUMCの高度な特殊技術のR&Dセンターがある場所でもある。この新しいファブは、2024 年以降の生産能力を確保するために複数年にわたる供給契約を結んだ顧客によって支持されており、これは 5G、IoT、および自動車のメガトレンドであるUMCの22/28nmテクノロジーに対する今後数年間の堅調な需要見通しを示している。生産設備搬入の記念式典には、シンガポール経済開発委員会（EDB）、ジュロン市議会（JTC）、マイクロエレクトロニクス研究所（IME）、建設パートナー、主要な設備および材料ベンダーの代表者が出席した。

出典：https://www.umc.com/en/News/press_release/Content/events/20240521

https://www.umc.com/en/News/press_release/Content/corporate/20220224-1

2024年6月5日、Vanguard International Semiconductor Corporation (VIS)はNXP Semiconductors N.V. (NXP)と製造合弁会社 Vision Power Semiconductor Manufacturing Company Pte Ltd (「VSMC」) を設立し、シンガポールに新しい300mm半導体ウェーハ製造施設を建設する計画を発表した。この合弁会社は、自動車、産業、民生、およびモバイルのエンド市場をターゲットとし、130nm～40nmのミックスドシグナル、電源管理、およびアナログ製品をサポートする。基礎となるプロセス技術はライセンス供与され、TSMCから合弁会社に移転される予定。

この合弁事業は、2024年後半にウェーハ工場の初期段階の建設を開始し、2027年中に初期生産を開始する予定。 この合弁事業は、独立した商用ファウンドリサプライヤーとして運営され、両資本パートナーに比例した生産能力を保証し、2029年には月産55,000枚の300mmウェーハの生産が見込まれている。 この合弁事業により、シンガポールで約1,500人の雇用が創出される。最初のフェーズが成功裏に完了したら、両資本パートナーによる第2フェーズが検討される予定。初期建設の総費用は 78 億ドルと予想されている。VISは合弁事業の60％の株式ポジションに相当する24億ドルを注入し、NXPは残りの40％の株式ポジションに16億ドルを注入する。さらに両社は19億ドルを拠出し、残りは融資を含む第三者によって合弁会社に提供される。

出典：https://www.vis.com.tw/en/press_detail?itemid=19824

2024年5月、Micron Semiconductor Asia Pte Ltdはアイダホ州ボイジーおよびシンガポールで開発された最大2テラバイト (TB) のデータを保存できる層モノリシック 1TB QLC NAND チップのMicron 25001 SSDを紹介した。マイクロンは現在、世界で最も先進的な QLCベースのソリッドステートドライブの開発において先頭に立っている。NAND フラッシュは、電力が供給されていない場合でもバイナリデータのビットを保持する不揮発性記憶媒体の一種で、個人データ、オペレーティング システム、およびその上にあるアプリケーションを保存するために、サムドライブ、iPod、およびほとんどすべての最新のPCで広く使用されている。

これは、0 または1の論理2値状態を表す電子をトラップして保持するようにハンブルMOSFETトランジスタを変更することで実現している。 変更された各トランジスタまたはセルが 1つのバイナリビットのデータに保持する場合は、シングルレベルセル（SLC）と呼ばれる。ただし、何らかの方法で 2ビットのデータを単一のトランジスタに保持できれば、マルチレベルセル（MLC）と呼ばれる。同様に、セルあたり3ビットのデータを単一のトランジスタに保持できれば、トライレベルセル (TLC) 、4ビットのデータを保持できればクアッドレベルセル (QLC) と呼ばれる。

出典：https://www.micron.com/about/blog/storage/ssd/how-a-few-trapped-electrons-changed-the-world

2023年4月13日、STMicroelectronics（ST）は乗用車、商用車、産業技術向けのシステムを提供し、次世代のモビリティを実現する世界的なテクノロジー企業ZFとの間で炭化ケイ素デバイスに関する複数年契約締結を明らかにした。これにより、STは2025年に量産を開始するZFの新しいモジュラー・インバータ・アーキテクチャに統合される2桁数百万個の第3世代炭化ケイ素MOSFETデバイスを供給する予定。STは、イタリアとシンガポールにある生産工場で炭化ケイ素チップを製造し、STが開発した高度なパッケージであるSTPAKにチップをパッケージングし、モロッコと中国にあるバックエンド施設でテストすることになる。一方、ZFは、ヨーロッパとアジアにおけるSTの垂直統合型炭化ケイ素製造を活用して、エレクトロモビリティにおける顧客の注文を確保する。 現在、ZFの2030 年までのエレクトロモビリティの受注残高は300億ユーロを超えている。 ZFは、2025年に生産開始が予定されている欧州自動車メーカーの車両用インバーターに炭化ケイ素デバイスの技術を採用する。インバーターは電気自動車の頭脳、バッテリーから電動モーターへ、またはその逆のエネルギーの流れを管理する。インバーターの設計と炭化ケイ素などの半導体の組み合わせが、電気自動車の性能向上の鍵となる。

出典：https://newsroom.st.com/media-center/press-item.html/c3173.html