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2024年 - 2025年に電子部品供給チェーンを形成する6つのトレンド

2024年 - 2025年に電子部品供給チェーンを形成する6つのトレンド電子部品のグローバルサプライチェーンは、近年、大きな課題に直面しています。COVID-19の混乱から需要の急増、地政学的緊張に至るまで、これらの複合的な圧力は、部品のリードタイムの長期化や、先進材料や希少地球元素を含む重要な原材料の不足を引き起こしました。今年は、米国と中国の間の地政学的貿易緊張がサプライチェーンにさらなる負担をかけ、製品の流れを乱し、不確実性を高めました。これらのエスカレートする緊張は、グローバルに分散した製造モデルの脆弱性を浮き彫りにします。しかし、2024年が進むにつれて、サプライチェーンを安定させるための努力が成果を示し始めています。部品のリードタイムは、2023年と比較して改善されています、特に特殊部品については。この回復は、生産能力の増加、より良い在庫管理、そしてディストリビューターによるより安定した在庫レベルの維持への集中的な努力によって可能になりました。電子部品への需要は、半導体や受動部品のようなカテゴリーを中心に成長を続けています。世界半導体貿易統計（WSTS）機関によると、業界は2024年に16パーセントの成長を見せ、6110億ドルに達すると予測されています。しかし、これが全て良いニュースというわけではありません。多くの業界の専門家は、製造能力の増加がより迅速に行われなければ、需要が供給を上回る場合、業界は再び不足に直面する可能性があると懸念しています。供給＆需要の観点から見たNexar Spectra Nexar Spectraからの無料業界データを見ると、2022年5月から2024年4月までのいくつかの大きなトレンドが見られます。2年間で供給は大幅に改善されました（図1）、一方で需要は2022年5月から2023年4月にかけて減少し、その後1年間ほぼ上向きのトレンドでした（図2）。 2022年5月から2024年4月までの供給指数 2022年5月から2024年4月までの需要指数受動部品のトレンドを見る受動部品の供給は、2022年12月以降ほとんど下降トレンドを見せています（図3）。一方、需要は2023年4月以降ほとんど上昇トレンドにあります（図4）。この供給と需要の不均衡が、一部の受動部品カテゴリーでの不足と長いリードタイムの背景にあります。パッシブコンポーネント供給 2022年5月から2024年4月までパッシブコンポーネント需要 2022年5月から2024年4月まで 2024年以降を形成する主要なトレンド

エレクトロニクス供給チェーンにおける先進材料

エレクトロニクス供給チェーンにおける先進材料電子業界は、急速な変化と革新に慣れています。この業界のミドルネームは「変革」です。過去数年間で、AI駆動の自動化からリショアリング努力に至るまで、業界のサプライチェーンを再形成する一連のトレンドを目の当たりにしてきました。しかし、先を見据えると、これまで十分な注目を集めてこなかった一つのトレンドにもっと焦点を当てる必要があります：電子サプライチェーンにおける先進材料の役割です。サプライチェーンのレジリエンス、サイバーセキュリティ、デジタル化に関する議論が見出しを飾る中、先進材料の重要性は静かに高まっています。これらの材料 – 新しい合金から最先端のコンポジット、ナノマテリアルに至るまで – は、量子コンピューティング、先進半導体、次世代バッテリーなどの技術進歩の次の波にとって不可欠です。特殊材料への需要の増大先進材料の需要 – トポロジカル絶縁体、グラフェン、固体電解質、ペロブスカイト材料、希土類元素を含む – は、技術が前進するにつれて増加しています。IndustryARC^™によると、先進材料市場は 2025年には2.1兆ドルに達すると予測されています、2020年から2025年にかけて年平均成長率（CAGR）は4.5%です（これらの数字は、電子機器だけでなく、産業全体の特殊材料に関するものです）。電子機器業界は、これらの材料ができることの境界を常に拡大しています。例えば、量子コンピューティングには、従来の電子部品には見られないユニークな量子特性 – 重ね合わせやもつれなど –

ベンダーロックインとPLMソリューション

ベンダーロックインとPLMソリューション：OEMとEMSの視点ビジネスエコシステムの広大な範囲において、ニッチに関わらず企業が繰り返し恐れることの一つがベンダーロックインです。この懸念は、製品ライフサイクル管理（PLM）ソリューションに関しては明らかです。このトピックに踏み込み、オリジナル機器メーカー（OEM）と電子製造サービス（EMS）企業がPLMに対してさまざまなためらいと期待を持つ理由を探ります。そもそもベンダーロックインとは何か？ベンダーロックインは、時に「顧客ロックイン」と呼ばれ、他の選択肢を探求したり、変化する状況に適応したりすることができないように感じさせる関係のようなものです。ビジネス用語では、それは依存についてです。PLMソリューションに焦点を当てると、その意味は深いです。あなたの PLMシステムは、多くの点で、製品の誕生、生涯、そして最終的な引退を指揮します。したがって、製品やサービスの独占的な取引を確定する前に、進化するニーズに合致するパートナーを選択することが重要であることは言うまでもありません。それを見る別の方法は、音楽が変わったり、あなたのダンススタイルが進化したとしても、一芸に秀でたポニーと踊り続けているような状況を想像することです。PLMの文脈では、単一のソフトウェアソリューションプロバイダーに依存することを意味します。これは、製品の設計、生産、管理、廃棄の方法を決定する特定のツールにコミットすることに似ています。かなりのコミットメントですね！ベンダーロックインに関する歴史的視点デジタル製品やクラウドソリューションの時代が始まるずっと前から、ビジネスはベンダーにコミットする際に常に少し不安を感じていました。古くからのストリートマーケットを考えてみてください。特定の魚屋にコミットするかもしれません。そのベンダーが突然価格を上げたり、魚の品質が落ちたりした場合、あなたは厄介な状況に置かれました。今日のベンダーロックインは、特にPLM分野で、これら古くからの市場のダイナミクスを反映していますが、はるかに複雑なスケールでです。単純な依存から始まったものが、ソフトウェアの依存関係、カスタマイズ、統合の複雑なダンスへと変化しました。技術が私たちの仕事の布地に深く織り込まれるにつれて、「ロックイン」されることのリスクは高まる一方です。なぜOEMが躊躇するか複雑な製品構造：詳細：OEMは、複雑な構造を持つ製品を管理します。スマートフォンや自動車のように、多数の部品で構成され、それぞれが異なるサプライヤーから調達され、それぞれが独自のライフサイクルを持っていると考えてください。ロックインの課題：進化しないPLMシステムに縛られていると、OEMは製品の複雑さを管理する際に障害に直面する可能性があり、それによって潜在的な遅延、コスト増加、市場の誤算が生じる可能性があります。 IPセキュリティ：詳細：IPはOEMの最も価値のある宝です。それは研究、革新、そして大きな投資の結果です。ロックインの課題：単一のベンダーにIPを任せることは気がかりです。ベンダーがセキュリティで不足している場合、または別のベンダーへの移行が弱点を露呈させる場合、それは独自の設計、方法論、または技術を危険にさらす可能性があります。コストの懸念：詳細：PLMシステム間の移行は、家を移動するようなものです。それは新しい場所だけでなく、プロセスと潜在的な損失についてです。ロックインの課題：根強いPLMシステムは、大きな移行コストを意味します。金銭的な費用だけでなく、時間、人的資源、潜在的なデータ損失、進行中のプロジェクトへの影響も考慮してください。 EMSの視点柔軟性：

AIによる電子製造への影響

AIによる電子製造への影響人工知能（AI）は多くの産業にとって変革の源泉であり、電子製造業も例外ではありません。製品開発の加速から品質の向上、サプライチェーンの強化に至るまで、AIは電子メーカーが製品を設計、プロトタイプ作成、調達、および製造する方法を革命的に変えています。電子エンジニアや製造業の専門家にとって、このAIによる変化を理解することは、急速に進化するセクターで現状を維持するために不可欠です。概念から創造へ：AIが設計を加速電子製造におけるAIの最も重要な影響の一つは、製品開発と設計を加速することです。従来の設計は主に反復的で、時間がかかり、エラーの可能性があります。しかし、AIの進歩により、メーカーは以下の能力のおかげで新製品をより速く市場に投入できるようになりました：自動設計ツール–今日のAIによって導かれる自動設計ツールは非常に強力で、信じられないほどの速さでPCBレイアウトを生成できます。これらは数分以内に無数の可能な設計を分析でき、人間のエンジニアが数週間かかる作業です。この超人的な能力は、パフォーマンスを向上させると同時に生産コストを最小限に抑える最適な設計につながります。加速されたプロトタイピング - AIは非常に迅速なプロトタイピングを可能にします。機械学習アルゴリズムを使用することで、AI駆動のツールは迅速に多くの設計代替案を試し、物理的なプロトタイプを作成する前にさえ、性能をシミュレートし、可能性のある問題を特定できます。この仮想プロトタイピングにより、迅速なアイデア出しを実現し、メーカーは概念から最終設計により速く移行できます。 AIが設計にどのように影響を与えるかの優れた例は、スマートフォン業界です。AppleやSamsungのような主要なスマートフォン企業は、AIを使用してチップ設計やバッテリー性能を最適化しています。AIアプリケーションはまた、大量のユーザーデータを分析して使用パターンを予測し、より効率的な電力管理とデバイス性能の向上を可能にします。精密生産：AIがリードを取る予測保守 - 今日のよりインテリジェントなAIシステムから、予測保守が大きな後押しを受けています。製造装置に組み込まれたセンサーからのデータを分析することで、AIは異常を検出し、発生する前に潜在的な故障を予測でき、運用を継続させるためのタイムリーなメンテナンスを可能にします。この予防的アプローチは、生産遅延がしばしば極めて高価である世界で、予期せぬダウンタイムを最小限に抑える貴重な利点です。品質管理－工場の床で、AIは新しい効率性と改善された品質基準を生み出しています。AIベースの視覚検査システムがますます一般的になっています。これらのシステムは、非常に高い生産率の環境でさえ、人間の検査員よりも正確かつ一貫して欠陥を見つけることができます。プロセス最適化－機械学習アルゴリズムを備えたAIシステムは、大量の生産データを分析し、非効率性を巧みに特定し、プロセス改善を提案することができます。これにより、最適化された生産スケジュール、削減されたエネルギー消費、および改善されたリソース配分が実現します。大量生産から大量カスタマイズへのシフト AIは、電子製造におけるカスタマイズの新時代をもたらしています。機械学習アルゴリズムと高度なデータ分析を活用することで、製造業者はこれまでにないレベルの製品パーソナライゼーションを提供することができるようになりました。消費者電子製品セクターでは、AI駆動の製造プロセスにより、企業はユーザー固有の機能を備えたスマートフォンや個々の健康プロファイルに合わせたウェアラブルを生産することができます。例えば、モトローラのMoto Makerプラットフォームは、AIを利用してカスタマイズされたスマートフォンの生産を最適化し、顧客が多様なデザインオプションから選択できるようにしています。

チップの偽造

チップの偽造がどのようにしてより高度になっているか半導体の基準に品質保証と厳格さがあるにもかかわらず、業界は依然として偽造の問題に悩まされており、これが続くほど悪影響を及ぼすことになります。電子部品の購入者や製造業者は、購入を希望する製品に潜在的な問題がないか、調達プロセスをより深く掘り下げるべき要素がいくつかあります。PCB市場の一部で不足が生じている一方で、他の部分では余剰が見られるなど、調達のスピードが速いため、困難な時期に企業を誤った方向に導くことがあります。そのため、品質保証対策に焦点を当てるべきです。偽造製品に対する業界の見通しは、特に過去数年間で大幅に減少したケースを考えると、前向きです。2019年には 963件の部品偽造が報告されましたが、2020年には504件に減少しました。これは、新型コロナウイルスのパンデミックが中国企業の偽造活動を妨げたと言われていますが、今日でもまだ問題は残っています。偽造チップとは何か？偽造チップは、信頼できるメーカーからの既存ユニットを改変すること、電子廃棄物（e-廃棄物）からの中古部品を取得すること、または厳格なテストに合格しなかった部品を再製造することの3つの異なる方法で作成されます。部品の改変：新しいコンポーネントを単に取り、自社の製品として販売する企業によって、法的な問題が生じます。製造業者は、チップを砂をかけたり、再マーキングしたり、または「ブラックトップ」処理をして、日付コードなどの新しい情報を適用します。このような改変は検出が非常に困難であり、コンポーネントが IDEA-ICE-3000偽造ガイドラインに準拠していることを確認するために、専門家の継続的なサポートが必要になることがあります。電子廃棄物：これは半導体供給の減少に対抗するための有用なプロセスのように思えるかもしれませんが、このようなチップを購入する際には、購入者にとって固有のリスクがあります。これらの偽造部品の供給者が、これらを正規の製品として梱包する場合、購入者がそれを知らない可能性が最も高いです。再製造：既存の回路基板から取り外された部品は、さらに一歩進んだ処理が可能ですが、ここでリスクが高まります。今日市場に出回っている一部のコンポーネントは、単に新しいチップとして再マーキングすることによって、電子廃棄物プロセスから再利用されています。これらの部品が正規品であるか、または新品として機能するかどうかを検出することは非常に困難です。 PCB業界で偽造が問題となったのはどうしてですか？単に機会主義的なものである、チップの偽造—その他多くのPCBコンポーネントと同様に—はほぼ10年間問題となっています。電子業界が急速に成長し続ける中、部品の偽造は数十億ドル（あるいは数兆ドル）規模の産業の頭痛の種であり、最も洗練された生産ラインにも影響を及ぼしています。この偽造問題は、問題をさらに遡るとして、国立航空宇宙局（NASA）の注目を長い間引きつけています。米国商務省（USDC）の技術評価局は、2005年に3,868件のインシデントを記録しました。 USDCはこのデータをさらに詳細に分析し、NASAの報告書で共有しています。調査対象の71社が偽造マイクロプロセッサのケースを経験し、52社が改ざんされたメモリユニットを取得し、47社が標準および特殊なロジック回路に影響があったと報告しています。要するに、コンポーネントが適切な基準で評価されない場合、電子機器の性能と安全性が損なわれます。製造業者にとってのパフォーマンス上の危険性は、再利用されたチップが既に受けている可能性のある熱と機械的損傷です。安全性の面では、偽造部品がコンプライアンスのレーダーをくぐり抜けることがあります。これは、満たされるべき品質基準を策定するビジネスと規制機関の両方にとって悪夢です。この問題の規模を理解するために、AS6496基準が2014年8月に作成されましたが、部品がひび割れを通り抜けることがあります。これを認識することで、組織と当局は偽物を捕まえるさまざまな手段を強調することができます。

半導体製造をより持続可能にするための化学プロセス

半導体製造をより持続可能にするための化学プロセス現代生活に不可欠である半導体製造は、エネルギーと資源を大量に消費する産業であり、電気、水、化学薬品、プロセスガスの消費が増えることで、エネルギー使用量と環境への影響が大きくなるという不幸な現実があります。これは、高度なチップ製造の複雑さが増すことと需要が増加することでさらに悪化しています。「現在の成長パスがそのまま続けば、今後数年間で半導体生産による炭素排出量は年約8%増加し2045年ごろにピークに達するだろう」とボストン・コンサルティング・グループは述べています。これらの課題に対応し、世界中の政府がより厳しい環境規制を実施し始める中での圧力が増す中、半導体産業は、より環境に優しいプロセスに向けたイノベーションイニシアチブと研究開発努力を目指しています。代替ソリューションが注目を集め始めています。ここでは、企業が直面する主要な課題と、半導体生産をより持続可能なものにするために化学プロセスがどのように進化しているか、そしてその移行を先導している業界リーダーについて詳しく掘り下げます。持続可能性を達成するための重要な課題地球温暖化ポテンシャル（GWP）：特定の期間（通常は100年）にわたって、温室効果ガスが大気中に閉じ込める熱の量を、二酸化炭素（CO₂）と比較して測定したものです。GWPが高いガスは、地球温暖化により大きく寄与します。半導体製造をより持続可能なものにする最大の障害の一つは、製造に使用される多くの化学物質が、プロセスに不可欠でありながら環境に有害であるという事実です。必要であるとしても、適切に管理されない場合、これらの物質はしばしば有毒であり、人の健康と環境にリスクをもたらします。これらの化学物質から生じる廃棄物も処分が困難であり、さらなる環境問題を引き起こすことがあります。半導体産業は、高いGWPガスの放出や膨大な水とエネルギーの消費により、その顕著な環境への影響で批判を受けています。これらの化学物質は半導体の機能性と性能には不可欠ですが、その環境への影響を完全に理解するには、少し遡って考えるだけで十分です。 1970年代から1990年代にかけて、アメリカ合衆国が半導体生産の主要勢力であった時期には、製造工場に関連する環境ハザードが広く認識されていませんでした。この期間中、多数のファブ（半導体工場）が存在するシリコンバレーは、連邦政府の清掃対象リストである国家優先事項リストに掲載されるほど汚染されたスーパーファンド（環境浄化対象地域）の場所となりました。例えば、1968年から1981年にかけて稼働していたIntelのサイトでは、EPA（環境保護庁）が地下水中にヒ素、クロロホルム、鉛を含む十数種の汚染物質を特定しました。現在、業界は持続可能性に対して積極的かつ先見的な姿勢を取っていますが、これらの出来事は技術進歩と環境保全のバランスの重要性を強調しています。半導体製造における化学物質の役割半導体製造は、エッチング、クリーニング、ドーピング、材料のパターニングに不可欠な様々な化学プロセスを含みます。これらの化学物質は高性能チップの生産に必要ですが、しばしば危険な廃棄物や温室効果ガスの排出といった重大な環境上のデメリットを伴います。例えば：エッチング：ウェハー表面から材料の層を取り除き、チップの機能を定義する複雑なパターンを作成します。エッチングプロセスに使用されるパーフルオロカーボン（PFC）は、高度なマイクロチップに必要な詳細な構造を作成する効果があるため、ほぼ置き換えが不可能です。残念ながら、これらのガスは二酸化炭素よりも何千倍も高いGWP（地球温暖化ポテンシャル）を持っており、気候変動への影響が不釣り合いに大きいです。クリーニング：ウェハーは、不純物を取り除くために、さまざまな段階で入念にクリーニングする必要があります。溶剤、酸、および塩基の使用は、半導体デバイスに必要な極端な純度レベルを達成するために不可欠です。残念ながら、これらの化学物質はしばしば有害であり、大量の廃棄物を生じさせます。ドーピング：半導体材料に不純物を添加してその電気的特性を変更するプロセスです。アルシンやフォスフィンのような非常に有毒な化学物質がドーピングに一般的に使用されます。持続可能性のための化学プロセスの革新これらの化学プロセスの環境への影響を認識し、半導体産業は生産をより持続可能にするための代替手段や革新を積極的に探求しています。ここでは、最も有望な開発のいくつかを紹介します：より環境に優しい溶剤と洗浄剤

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