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新しいPCBおよび半導体のための労働力プログラム
1 min
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購買・調達マネージャー
技術マネージャー
2030年までに、米国は世界で最も先進的なロジックチップの5分の1を製造することになり、原材料からパッケージングに至るまでの国内供給チェーンによって支えられると、 商務長官のジーナ・ライモンドが発表しました。 しかし、業界および政府の関係者は、新しい工場が大幅な労働力の投資なしに失敗する可能性があることを強調しています。予測によると、米国は2030年までに 9万人の技術者が不足する可能性があり、これは世界で最も先進的なチップの少なくとも20%を生産するという目標と一致しています。 国内の半導体生産を危険にさらす可能性のある労働力不足を防ぐため、バイデン政権は米国のチップ労働力を開発するプログラムを立ち上げています。この「労働力パートナーアライアンス」は、新しいNational Semiconductor Technology Center (NSTC)のために指定された 50億ドルの連邦資金の一部を利用します。NSTCは、予算が50万ドルから200万ドルの範囲の最大10の労働力開発プロジェクトに助成金を授与します。 今後数ヶ月にわたり追加の申請プロセスが開始され、すべての提案を評価した後に総資金額が決定されます。この取り組みは、 2022年CHIPSおよび科学法によって資金提供されており、この法律は米国のチップ製造に390億ドル、半導体R&Dに110億ドル(NSTCを含む)を割り当てています。 企業は、連邦政府のインセンティブの10倍を超える投資を約束しており、これは世界の半導体供給チェーンに大きな影響を与えています。この努力は、法律の下で初めての労働力に焦点を当てた資金提供の機会を示しています。 「業界の予想される成長を支えることができる国内半導体労働力エコシステムを開発することが不可欠です」と、NSTCを運営するために設立された非営利組織、 Natcastの労働力開発プログラムのシニアマネージャーであるマイケル・バーンズは述べました。 Chips法による最大の4つの製造賞—Intel、台湾セミコンダクター製造、サムスン電子、マイクロンテクノロジー—は、それぞれ労働力資金に4000万ドルから5000万ドルを専用しています。これら4つの巨人がこれまでに何を成し遂げたか、いくつか見てみましょう。 政府、産業、および学術のコラボレーション CHIPS and Science
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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
1 min
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購買・調達マネージャー
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
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ベンダーロックインとPLMソリューション:OEMとEMSの視点
1 min
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購買・調達マネージャー
ITマネージャー
製造技術者
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:
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AIがエレクトロニクス製造に与える影響
1 min
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電気技術者
購買・調達マネージャー
製造技術者
人工知能(AI)は多くの業界に変革をもたらす存在であり、電子機器製造も例外ではありません。製品開発の迅速化から品質向上、さらに サプライチェーンの強化に至るまで、AIは電子機器メーカーが製品を設計し、試作し、調達し、製造する方法を大きく変えています。電子機器エンジニアや製造分野のプロフェッショナルにとって、こうしたAI主導の変化を理解することは、急速に進化するこの業界で最新動向に対応し続けるうえで不可欠です。 コンセプトから製品化へ:AIが設計を加速 電子機器製造におけるAIの最も大きな影響の1つは、製品開発と設計のスピードを高めることです。従来の設計は、多くの場合、反復作業が中心で、時間がかかり、ミスも発生しやすいものでした。しかしAIの進歩により、メーカーは次のような能力を活用して新製品をより早く市場投入できるようになっています。 自動設計ツール–今日のAIに導かれた自動設計ツールは非常に強力になっており、驚異的なスピードでPCBレイアウトを生成できます。人間のエンジニアなら数週間かかるような膨大な設計候補を、わずか数分で解析できます。この人間離れした能力により、性能を高めながら製造コストを最小限に抑える最適な設計が実現します。 試作の高速化–AIは超高速なプロトタイピングも可能にします。機械学習アルゴリズムを活用することで、AI搭載ツールは多数の設計案をすばやく検証し、性能をシミュレーションし、物理的な試作品を作る前の段階で潜在的な問題を特定できます。この仮想プロトタイピングにより、アイデア創出が加速し、メーカーはコンセプトから最終設計までをより短期間で進められます。 AIが設計に与える影響の好例が、 スマートフォン業界です。AppleやSamsungのような大手スマートフォン企業は、チップ設計やバッテリー性能の最適化にAIを活用しています。また、AIアプリケーションは膨大な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ています。 高精度な生産:AIが主導権を握る 予知保全–予知保全は、今日のより高度なAIシステムによって大きく前進しています。製造装置に組み込まれたセンサーのデータを分析することで、AIは異常を検出し、故障が発生する前に潜在的な不具合を予測できます。これにより、適切なタイミングで保守を実施して操業を継続できます。この先回り型のアプローチは、予期しないダウンタイムを最小限に抑えます。生産遅延のコストが非常に大きくなりがちな現代において、これは大きな価値を持つメリットです。 品質管理–製造現場では、AIが新たな効率化と品質基準の向上をもたらしています。AIベースの外観検査システムはますます一般的になっています。こうしたシステムは、生産速度が極めて高い環境でも、人間の検査員より正確かつ一貫して欠陥を特定できます。 工程最適化–機械学習アルゴリズムを備えたAIシステムは、膨大な生産データを分析し、非効率な箇所を巧みに特定して工程改善を提案できます。これにより、生産スケジュールの最適化、エネルギー消費の削減、資源配分の改善が実現します。 大量生産から大量カスタマイズへの転換 AIは、電子機器製造における新たなカスタマイズ時代を切り開いています。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、メーカーはこれまでにないレベルの製品パーソナライズを提供できるようになりました。コンシューマーエレクトロニクス分野では、AI主導の製造プロセスにより、ユーザーごと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機器の製造が可能になっています。たとえば、 Motorola's Moto Maker platformは、AIを活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、顧客が非常に多くのデザインオプションから選べるようにしています。 医療分野では、AIが個別化された補聴器や義肢の製造を可能にしています。 Phonak
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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
1 min
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PCB設計者
電気技術者
購買・調達マネージャー
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。
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半導体製造をより持続可能にするための化学プロセス
1 min
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購買・調達マネージャー
製造技術者
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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エッジコンピューティングとリアルタイムデータ処理への影響
1 min
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購買・調達マネージャー
システムエンジニア/アーキテクト
ITマネージャー
ミリ秒が重要となる時代において、エッジコンピューティングは産業のデータ処理方法を変革し、リアルタイムの意思決定に前例のない機会を生み出しています。医療、製造、交通など、一瞬の判断が成功と失敗の違いを意味する業界では、大きな利益を享受しています。ほとんどの企業データが近いうちにエッジで処理されると予測されている中、市場は急速に成長しており、企業はカーブを先取りしようと奮闘しています。 エッジコンピューティングとは何か? エッジコンピューティングは、IoTデバイスやローカルエッジサーバーなどのデータ源の近くでデータを処理する分散コンピューティングの一形態です。従来のデータセンターやクラウドコンピューティングは、遠く離れた中央集中型のデータセンターに依存してデータを処理することが多いのに対し、エッジコンピューティングはデータが移動しなければならない距離を最小限に抑えます。これにより、エッジコンピューティングは即時のリアルタイム応答を必要とするアプリケーションにとって非常に価値があります。 エッジコンピューティングの成長は著しいものがあります。2018年には、企業が生成するデータの約10%しかエッジで処理されていませんでした。 Gartnerは、しかし、2025年には、すぐそこまで来ているにも関わらず、データ処理の75%がエッジで行われると考えています。そして、 Grand View Researchによると、グローバルなエッジコンピューティング市場は、2023年から2030年にかけて年間複合成長率(CAGR)37%で成長し、2030年には1400億ドルに達すると予測されています。この印象的な成長は、IoTデバイスの普及、5Gネットワークの展開、そして多くの新興産業でのリアルタイムデータ処理への増大する需要によって推進されています。 リアルタイム処理を再形成するエッジの6つの利点 エッジでデータを処理する利点は、説得力のある利益を提供し、以下を含みます: 遅延の削減:データをその発生源の近くで処理することにより、データストアやセンサーから処理へ、そして戻るまでの時間を短縮します。これは、リアルタイムロボティクスやスマート交通制御システムのような、高い要求を持つアプリケーションにとっては神送りの技術です。 最適化された帯域幅管理:エッジコンピューティングは、データをローカルで処理およびフィルタリングし、必要な情報のみを中央サーバーに送信することで、帯域幅を最適化します。これにより、ネットワークリソースへの負荷が軽減され、ネットワークの混雑を防ぐことができます。これは、接続されたデバイスの数が増えるにつれて特に重要です。 リアルタイムでの意思決定:データソースに近いコンピューティングにより、リアルタイムでの分析と意思決定が可能になります。医療分野では、これにより診断と治療が迅速に行え、患者の成果が向上します。製造業では、リアルタイムモニタリングにより、機器の故障を防ぎ、生産プロセスを最適化できます。 自律システム:エッジコンピューティングは、自動運転車やドローンの機能に不可欠です。センサーデータをローカルで処理することで、これらの車両や航空機はリアルタイムで自己ナビゲーションを行い、障害物を回避できます。これにより、安全性が向上し、より高度な自律システムの開発が可能になります。 持続可能性:エッジコンピューティングは、エネルギー使用量を削減することで 持続可能性への取り組みに貢献します。ローカルでのデータ処理により、長距離データ転送が最小限に抑えられ、電力消費と炭素排出量が大幅に低下します。エッジコンピューティングへの移行は、より緑豊かなITインフラストラクチャを目指すイニシアチブと一致し、より持続可能なITに向けた正しい方向への一歩となります。 波に乗る6つの産業 自動車:低遅延エッジコンピューティングは、 自動車業界、特に自動運転車の安全な運用において重要です。 NVIDIAのDRIVE
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