新技術が電子部品業界に与える影響と要求

Oliver J. Freeman, FRSA
|  投稿日 2023/07/18, 火曜日  |  更新日 2024/07/6, 土曜日
未来的な地球儀

世界がさまざまな技術によって動かされるグローバルで相互接続されたエコシステムへと進化し続ける中、電子部品業界は急速な変革の状態にあります。高速接続、エネルギー効率、人工知能(AI)、モノのインターネット(IoT)、自律技術へのシフトは、先進的な部品への需要を生み出しています。画期的な進歩が私たちの生活や仕事の仕方を革命的に変え、電子部品セクターに大きな影響を与えています—時には良い方向に、時には悪い方向に。

電子部品業界へのポジティブな影響

夜の暗闇の後に夜明けの輝きが続くように、技術革新の波は電子部品業界に希望の光を投げかけています。これは革新と性能の新時代を引き起こしていますが、それ自体の複雑さや難問も伴っています。

性能と効率の向上

新しい技術は、より良い性能、耐久性、およびエネルギー効率を提供する電子部品の創造を推進しています。例えば、GaN(窒化ガリウム)およびSiC(炭化ケイ素)半導体のような革新は、従来のシリコンベースの対応物よりも優れたエネルギー効率を示しており、電気自動車からデータセンターまでのデバイスにとって不可欠な大幅なエネルギー節約に貢献しています。

より大きな市場機会

AI、5G、IoTなどの新興技術への需要の増加は、電子部品への需要の急増を引き起こしています。スマートデバイスの普及は、高度なプロセッサ、センサー、メモリデバイス、および電力管理コンポーネントへの需要を促進しています。特に、5Gの展開はRF(無線周波数)コンポーネントへの需要を刺激し、接続速度を向上させ、自動運転やスマートシティなどの分野での発展の道を開いています。

メーカーにとっての追加の利点は、新しいコンポーネントの異なるスタイルと用途です。新しい技術にはワンサイズフィットオールの解決策はありません。実際、消費者向け電子機器と産業用途の要求は大きく異なることがあります。消費者向け電子機器は通常、より小さく、より効率的で、より安価なコンポーネントを要求するのに対し、産業用途ではより頑丈で、長持ちし、高性能なコンポーネントがしばしば必要とされ、革新と最終的には独占のための2つの別々の市場を開くことになります。

革新と多様化

電子部品業界は、新しい技術の要件を満たすために、革新し、多様化し、品質を向上させることが求められています。例えば、AIと機械学習アルゴリズムは、大量のデータを速度と正確さで処理できる強力なプロセッサを要求しています。これは、AIアプリケーションを革命的に変えるアプリケーション固有の集積回路(ASIC)、グラフィック処理ユニット(GPU)、およびテンソル処理ユニット(TPU)の開発につながっています。

業界の連携の拡大

新興技術の複雑なニーズは、しばしば単一の企業の能力を超えるため、企業間での協力と専門知識の共有が促されます。このような協力の増加は、より良い標準、改善された製品の相互運用性、そしてより強固なサプライチェーンにつながることがよくあります。

コンピュータで作業する人々

電子部品産業への悪影響

蒸気機関の進歩が、いかに強力であっても必ず煙を伴うように、技術の急速な成長と進歩は多くの複雑な問題を引き起こします。電子部品産業は、この技術進化の止まらない進行の副産物である一連の課題を乗り越えようとしています。

サプライチェーンの複雑さ

先進的な電子部品への需要の急増は、世界のサプライチェーンに負担をかけています。この問題は、COVID-19パンデミックによって引き起こされた半導体不足が顕著で、メーカーが電子部品の高い需要に応えられず、様々なセクターでの生産停止につながりました。残念ながら、先進部品の生産の複雑さ、地政学的な緊張、そして消費主義の絶え間ない性質—毎年新しく、より良い技術への絶え間ない渇望—が、サプライチェーンのダイナミクスをさらに複雑にしています。

執筆時点でサプライチェーン内で特に顕著な問題は、電子部品の生産に必要な希少金属やその他の重要な材料の調達です。例えば、ロシアとウクライナの間の東欧の紛争が続く中、ネオン、ニッケル、パラジウム、バナジウムへのアクセスは限られています。

経済協力開発機構によって部分的に提供された、挙げられた要素の重要性を示す例:

  • 半導体製造に使用されるレーザーの製造は、スマートフォン、車両、コンピューターなどの電子機器の生産に不可欠であり、ネオンに大きく依存しています。
  • ニッケルは、ステンレス鋼、磁石、建設用合金、交通、医療機器、電子ガジェット、発電など、幅広い分野で広範囲にわたる用途があります。電気自動車のバッテリー用カソード材料の製造において重要な役割を果たしています。
  • パラジウムは、宝飾品、歯科、エネルギー貯蔵用コンデンサーなど、さまざまな分野で不可欠です。特に、排出ガスの削減を助ける触媒コンバーターでの役割が注目されています。
  • バナジウムは、宇宙船、原子炉、飛行機の製造に使用される鋼鉄合金の耐久性と耐食性を向上させます。再生可能エネルギー貯蔵用のバナジウムレドックスフローバッテリーにおいて重要な要素であり、電気自動車のバッテリーでの使用が検討されています。

上記のリソースリストは、地政学的な感受性が産業にとって重大なリスクを示す多くの例のうちの一つです。これらのサプライチェーンの課題を軽減し、一貫した製品の流れを確保するためには、メーカーは堅牢なサプライチェーン管理と多様化戦略への大規模な投資が必要です。

増加する投資

先進的なコンポーネントへの移行は、研究開発(R&D)、生産ラインのアップグレード、従業員のトレーニングに多額の資本投資を必要とします。自動化、ロボティクス、その他のインダストリー4.0技術は、電子部品の生産に大きな影響を与え、ある程度、革命をもたらす可能性があります。これらの技術をプロセスに成功裏に統合するメーカーは、生産性、精度、コスト効率の面で競争優位を得ることができるかもしれません。

物理的な製品はさておき、技術の急速な進歩は、先進的なコンポーネントの設計と製造が可能な高度にスキルを持ち、適応性のある労働力を要求します。教育、トレーニング、人材の保持への投資は、先を行く企業にとって重要かつ高価なものになる可能性があります。

残念ながら、小規模な企業やメーカーは、新技術やスキルセットへの投資により多くの財務資源を投じることができる大企業と競争するのに苦労するかもしれず、市場の集約化につながる可能性があります。

急速な技術の陳腐化

新技術は急速に進化し、電子部品メーカーが追いつくのが難しくなっています。今日の最先端のコンポーネントはすぐに時代遅れになり、メーカーは新しい技術に対応するために生産ラインを常に革新し、調整する必要があります。この絶え間ない製品の進化の要求は、サプライチェーンの苦闘と組み合わせると、災害のもとになるだけです。

生産コストの上昇

高性能コンポーネントへの需要とコストの増加は、生産コストを必然的に押し上げます。メーカーは、最先端の機械、洗練された設計ソフトウェア、高度にスキルを持つエンジニアへの投資が求められます。これらのコストを市場の価格に敏感な性質とバランスさせることは、業界のプレイヤーにとって大きな課題です。

環境への懸念

電子部品の生産は資源を大量に消費し、重大な環境問題を引き起こす可能性があります。部品に使用される有害物質、電子廃棄物、生産時の高エネルギー消費は、対処が必要な問題です。業界は、より環境に優しいプロセスを採用し、部品設計にライフサイクルの考慮を取り入れるよう、ますます圧力を受けています。

電子部品業界が直面している持続可能性の問題の一つの顕著な例は、半導体です。現代史上最も重要な発明の一つとも言える半導体の製造プロセスは、大量の水を必要とし、有害な化学廃棄物を生み出します。需要が増加するにつれて、環境への影響も増大し、業界の主要プレイヤー(TSMC、Intel、Qualcommなど)がより持続可能な製造プロセスを生み出す必要性を強調しています。

電子部品業界への要求

まるで名手のバイオリニストが魅惑的なメロディを奏でるために楽器に高い要求をするように、新興技術は電子部品業界に深い期待を寄せています。この技術革新のますます洗練されたオーケストラは、挑戦であり、また機会でもあり、業界のプレイヤーには例外的なパフォーマンスと適応性が求められています。以下は、今日の電子部品業界における最も切迫した要求のリストです:

  1. 先進製造への適応:新興技術は、より高性能で低消費電力のコンポーネントを要求しており、極端紫外線(EUV)リソグラフィーのような先進的な製造技術が必要とされています。メーカーは、これらの新しいプロセスに適応することで競争力を維持する必要があります。
  2. コンポーネントの小型化:デバイスがよりスマートで小さくなるにつれて、それらを動かすコンポーネントも性能を損なうことなく縮小する必要があります。この要求は、メーカーに対して小型化の限界を常に押し広げる重大な負担をかけています。
  3. 接続性:家庭およびビジネスでのIoT強化デバイスの急速な採用が進む中(後者の場合はIIoT)、信頼性の高い接続性は周囲の世界の日常運営にとって絶対に不可欠になっています。物のインターネットは、シームレスで高速かつ安全な接続に大きく依存しており、Wi-Fi、Bluetooth、Zigbeeなどのさまざまな接続プロトコルをサポートし、堅牢なデータセキュリティを提供できるコンポーネントに対する需要が急増しています。
  4. データのプライバシーとセキュリティ:デバイスが相互に接続されるようになるにつれて、データセキュリティは消費者と規制当局にとってますます懸念される問題となっています。電子コンポーネントのメーカーは、特にそれらが重要なインフラや機密性の高いアプリケーションにより統合されるにつれて、製品がデバイスの全体的なセキュリティにどのように貢献するかを考慮する必要があります。
  5. 持続可能性への注目:環境への懸念が高まる中、メーカーには持続可能な実践を採用する圧力が増しています。これには、エネルギー効率の向上、水使用量の削減、有害廃棄物の最小化が含まれます。
  6. グローバル競争と規制:世界中に技術ハブが台頭するにつれて、競争はもはや地元市場に限定されません。コンポーネントメーカーは、より多くのリソース、安価な労働力、またはより少ない規制制約へのアクセスを持つかもしれない国際的な競争相手と対処する必要があります。同時に、安全基準、環境への影響、公正取引慣行に関するグローバルな規制も、これらのメーカーの運営環境に影響を与えます。
  7. R&Dへの投資:メーカーは、先進的なコンポーネントを開発し、技術曲線の先を行くために、R&Dに大きく投資する必要があります。これには、新しい材料の探求、設計の最適化、システムレベルでのコンポーネントの統合が含まれます。

新しい技術は電子コンポーネント業界にとって魅力的な機会をもたらしますが、同時に大きな課題も提示します。例えば、電気自動車(EV)と物のインターネット;これら2つの革新的な技術は、日常生活とそれに伴う電子コンポーネント業界において深刻な変革をもたらしています。両技術は成長と革新を促進し、経済的にも驚異的ですが、電子コンポーネントのメーカーに新たな課題と要求を課しています。

私たちが自分たちを見つけた新しく、ダイナミックな環境で成功するためには、業界のプレイヤーは頻繁な変化に積極的に適応し、研究開発に大きく投資し、供給チェーンの複雑さを軽減し、製品の円滑な供給を保証する戦略的パートナーシップを開発する必要があります。製造業者は、技術の進化する風景に適応するために、革新し、先進的な製造に投資し、急速な技術進歩の中で競争力を維持し、関連性を保つために持続可能性に焦点を当てる必要があります。電子部品業界は重要な岐路に立っており、新興技術への対応は今後数年間の軌道を形作るでしょう。社会の要求を満たす能力は、将来の成功の重要な決定要因となります。そして、技術の最近の進化と私たちのそれに対する依存を考えると、失敗は選択肢ではありません。

筆者について

筆者について

Oliver J. Freeman, FRSA, former Editor-in-Chief of Supply Chain Digital magazine, is an author and editor who contributes content to leading publications and elite universities—including the University of Oxford and Massachusetts Institute of Technology—and ghostwrites thought leadership for well-known industry leaders in the supply chain space. Oliver focuses primarily on the intersection between supply chain management, sustainable norms and values, technological enhancement, and the evolution of Industry 4.0 and its impact on globally interconnected value chains, with a particular interest in the implication of technology supply shortages.

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