ドイツの秘密の半導体独占：なぜテクノロジー業界はシュヴァーベン地方とヘッセン州に依存するのか – 画像：Xpert.Digital
このドイツ製の部品がなければ、世界の半導体生産は停止してしまう。ChatGPTなどのハードウェアを支える部品がなくなるのだ。.
ドイツの技術なくしてAI革命はあり得ない：最新マイクロチップのDNA
政治家や経済戦略家が技術主権、人工知能、半導体産業の未来について議論する際、彼らの焦点は通常、台湾、シリコンバレー、あるいはドレスデンやマクデブルクに建設された多額の補助金を受けた巨大工場に向けられる。しかし、こうしたチップ製造拠点への執着は、業界全体の真の、そして決定的なボトルネックを見落としている。それは、バーデン＝ヴュルテンベルク州とヘッセン州にある、目立たない二つの小さな町だ。オーバーコッヘンとヴェッツラーでは、カール・ツァイスSMT社が、オランダの業界リーダーであるASML社が最新のリソグラフィシステムを構築するために不可欠な、極めて複雑なミラー光学部品を開発・製造している。逆に言えば、シュヴァーベン地方とヘッセン地方の精密光学部品がなければ、スマートフォン、データセンター、AIアクセラレータ向けの高集積マイクロチップは世界中で製造されないことになる。以下の分析は、この前例のない自然な二重独占が数十年にわたってどのように発生したのか、なぜそれがドイツに予期せぬ地政学的な権力をもたらしているのか、そして世界中で次々と建設される新しい半導体工場が、これら2つのドイツ拠点への依存度を低下させるどころか、むしろ劇的に悪化させている理由を明らかにする。.
3億5000万ユーロのボトルネック：ドイツが半導体市場を支配する理由
世界経済のボトルネック：なぜすべての半導体工場がドイツのこの2つの小さな町に依存しているのか
政治家や業界戦略家が半導体製造における技術主権について議論する際、彼らの関心はほぼ反射的に台湾、アリゾナ州の新工場、ドレスデンやマクデブルクの数十億ユーロ規模の資金援助プログラムに向けられる。しかし、業界全体の真の技術的ボトルネックは、ドイツの比較的目立たない2つの場所、バーデン＝ヴュルテンベルク州のオーバーコッヘンとヘッセン州のヴェッツラーにあることがしばしば見落とされている。そこで、ツァイスグループの半導体部門であるカールツァイスSMT社は、オランダの機械メーカーASMLのリソグラフィシステム用の投影光学系を開発・製造している。これらの光学系がなければ、最新のEUVシステムは構築できず、EUVシステムがなければ、スマートフォン、データセンター、そして特に人工知能のアクセラレータチップに必要な、数ナノメートル範囲の高度に集積されたチップを製造することはできない。ツァイスSMTによると、世界中で製造されるマイクロチップの約80％には、ドイツ製のリソグラフィ光学系が使用されている。 AIアプリケーションで使用される最も高度なチップに関しては、その割合はほぼ100パーセントに達する。本分析では、この依存関係がどのようにして生じたのか、それがどのような経済的・地政学的な影響をもたらすのか、そしてなぜチップ主権に関する議論が不適切な場で行われているのかを検証する。.
光学作業台からかけがえのないボトルネックへ
ツァイスとASMLの協力の歴史は、現在のサプライチェーンリスクへの注目が示唆するよりもはるかに古く遡ります。1983年にはすでに、ツァイスはASMLの前身企業に最初のリソグラフィ光学システムを納入しており、両社間の正式な戦略的パートナーシップは1997年から存在しています。数十年にわたり、ツァイスSMTは従来のレンズシステムのサプライヤーから、極端紫外線露光用の非常に複雑なミラー光学系を製造できる世界で唯一の企業へと進化しました。この専門化は決して必然的なものではありませんでした。極端紫外線は空気を含むほぼすべての物質に吸収されるため、技術的に解決がほぼ不可能と長らく考えられていた分野において、数十年にわたる資本集約的な研究の結果です。そのため、従来のガラスレンズシステムは除外され、ツァイスは高真空中で曲面ミラーのみを使用する全く新しい光学コンセプトを開発する必要がありました。 EUV光学系の最初のプロトタイプは2010年に製作され、ツァイスは2012年に量産可能な最初のEUV光学系をASMLに納入しました。それ以来、300セット以上のEUV光学系が生産されています。この長い成熟期間こそが、競合他社が近い将来、技術的に追いつくことができない理由を説明しています。.
極限の光と極限の精度が出会うとき
この依存関係の経済的影響を理解するには、製品の物理的および技術的な複雑さを考慮することが役立ちます。EUVリソグラフィは、波長13.5ナノメートルの光を使用します。これは、従来の露光方法で使用されていた波長193ナノメートルの数分の1です。この極めて短い波長により、完成したチップ上に20ナノメートルをはるかに下回る構造が可能になりますが、これは、湾曲ミラーのみで構成され、高真空中で動作するまったく新しい光学系によってのみ技術的に実現できます。十分な光が反射されるように、ツァイスは、厚さわずか数ナノメートルのモリブデンとシリコンの層を最大100層交互に重ねた特殊コーティングを施したミラーを開発しました。これにより、反射率は約1パーセントから約70パーセントに向上します。これらのミラーの表面は非常に滑らかに研磨されているため、ドイツの面積に拡大しても、わずかな凹凸はわずか10分の1ミリメートルにしかなりません。最新世代のHigh-NA-EUVリソグラフィにおいて、ツァイスは再びその複雑さを大幅に高めた。完全な光学モジュールは4万個以上の部品で構成され、重量は約12トン、直径5メートルの真空チャンバー内で計測される。ツァイス製光学系を含む完全なHigh-NAシステムは、1台あたり約3億5000万ユーロの費用がかかる。.
自分の将来を確保するために10億ユーロ
ASMLとツァイスの緊密な技術統合は、2016年以降、資本面でも顕著に表れている。同年、ASMLはカールツァイスSMTの少数株24.9%を約10億ユーロで取得し、さらに高NA技術の研究開発および生産能力増強に7億6000万ユーロを投資することを約束した。この取引は単なる金融投資ではなく、最大の顧客であるASMLにとって、自社製リソグラフィ装置の中核部品を供給する唯一の重要サプライヤーの破綻に対する戦略的なセーフガードであった。ASMLはリソグラフィ用光学部品をツァイスから独占的に購入し、ツァイスはASMLに独占的に供給している。このような資本集約型のハイテク産業において、このような相互独占関係は極めて異例である。ASMLが自社の年次報告書で、生産可能なシステム数がツァイスSMTの製造能力によって直接的に制限されていることを公然と認めているのは、まさにこの状況によるものである。世界の半導体製造における供給限界について語る人は、実際にはバーデン＝ヴュルテンベルク州とヘッセン州中部にあるドイツの2つの工場の生産能力限界について語っているのだ。.
ドイツは世界的なボトルネックを拡大している
このような中心的な位置を考えると、ツァイスSMTが近年ドイツ国内の拠点拡張に多額の投資を行ってきたことは驚くべきことではない。オーバーコッヘンの本社では、2022年5月に建設が開始され、生産および生産関連エリアに約25,000平方メートルのスペースが追加される拡張工事が行われた。約4年間の建設を経て、2026年7月には最初の従業員が新しいオフィスビルに入居するという大きな節目を迎えた。残りの新しい建物は順次稼働開始される予定である。同時に、ディルフェルト地区のヴェッツラー拠点には新しい多機能工場が建設された。将来的には、この12,000平方メートルの施設で約150人の従業員がDUVリソグラフィ用の最先端の照明システムを製造する予定である。この拡張は、ヴェッツラーのグロエル通りにある既存の工場に3,000平方メートル以上を増築した以前の拡張を補完するものである。ツァイスSMTは、この生産能力の拡張は、人工知能によって推進される先端プロセスノード向けチップの需要の急速な増加によるものだと明言している。特筆すべきは、EUVリソグラフィシステム用の完全な光学アセンブリを製造できる場所は、世界でオーバーコッヘンとヴェッツラーの2か所のみであるということだ。米国、台湾、韓国、あるいはその他の地域で最先端の半導体を生産するために建設されるあらゆるチップ工場は、最終的には、その主要部品がドイツのこの2つの小さな町で独占的に製造されている機械に依存することになる。.
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見えない力：なぜ世界のチップ主権はドイツで決定されるのか
地政学は、第二の、目に見えない生産ラインである。
サプライチェーンにおけるツァイスとASMLの中心的な位置づけは、必然的に両社を米国と中国の技術競争の中心に置いた。2019年以来、ASMLは最先端のEUV製品ラインを中国に販売することを禁じられており、この輸出禁止措置は年々徐々に拡大され、旧型のDUVシステムも含まれるようになった。2023年夏、米国政府からの相当な圧力の下、オランダはDUVリソグラフィシステムの輸出規制を強化し、SMICなどの中国のチップメーカーを事実上、最新の露光システムから締め出した。2024年秋にはさらに規制が強化され、中国に既に納入された装置の保守やスペアパーツの供給さえもライセンス要件の対象となった。2026年春、米国の超党派議員グループは、同盟国に輸出管理を米国の規制に合わせることを義務付け、既に販売されたシステムの保守サービスを明確に禁止する法案、いわゆるMATCH法案を提出した。 2026年6月、ASMLは米国商務長官から違反の疑いをかけられた後、中国にEUVシステムを納入した事実を公に否定せざるを得なくなった。これらの出来事は、ツァイスとASMLの技術的独占が単なる経済的事実ではなく、国際安全保障政策の手段となっていることを示している。最先端チップのサプライチェーンを支配する者は、軍事および民生目的で最先端のコンピューティング能力を利用できる国を事実上支配することになるのだ。.
ほぼ完全な独占の経済的論理
純粋に経済的な観点から見ると、ツァイスとASMLの関係は、参入障壁が極めて高い、いわゆる自然的二重独占の典型例と言える。新世代光学部品の開発コストは数億ユーロから数十億ユーロに及び、開発期間は10年から15年に及ぶ。必要な技術力はごく限られた人材に集中しているため、たとえ潤沢な資金を持つ競合他社であっても、近い将来に追いつくことは困難だろう。この市場構造により、ツァイスSMTはサプライチェーン内で圧倒的な価格決定力を持つ。もっとも、同社は一般市場向けに完成品を提供しておらず、一般にはほとんど知られていない。同時に、この緊密な統合は、世界の半導体産業全体にとって重大な集中リスクをもたらす。オーバーコッヘンやヴェッツラーの生産施設で火災、地震、長期停電、あるいは標的型サイバー攻撃が発生すれば、その影響はドイツ国内にとどまらず、スマートフォン、データセンター、自動車、軍事機器などのサプライチェーンを世界規模で急速に混乱させる可能性がある。この脆弱性は、半導体主権に関する世論の議論とは興味深い対照をなしている。世論の議論は主に新たな製造施設の建設に焦点を当てており、サプライチェーンにおける実際の重大なボトルネックについてはほとんど議論されていない。.
新しい工場を建てても本当の問題は解決しない理由
ここ数年、アリゾナ州へのアメリカの投資から、ドレスデンとマクデブルクでの計画工場、そして日本と韓国での拡張プロジェクトに至るまで、国家補助金を受けた半導体工場がまさに波のように押し寄せてきた。これらのプロジェクトはすべて、台湾における半導体製造の地理的集中を緩和し、地域生産能力を構築するという目標を掲げている。しかし、これらのプログラムが構造的に変えることのできないのは、これらの新工場のほぼすべてが、先端プロセスノードでチップを生産しようとする場合、ASMLのリソグラフィシステムに依存しており、そのコアコンポーネントはドイツでのみ製造されているという事実である。したがって、半導体製造の地理的分散は、基盤となる技術サプライチェーンの分散に自動的にはつながらない。それどころか、世界中で稼働する工場が増えるほど、ツァイスの光学部品の需要が増加し、事実上、ドイツの2つの拠点への依存が強化される傾向がある。経済政策の観点から言えば、これは、ウェハー製造の場所だけに焦点を当てた半導体主権に関する議論は、サプライチェーンの実際の脆弱性を見落としていることを意味する。世界の半導体供給の回復力を真に強化したいと考える者は、新たな組立工場の立地を最優先するのではなく、オーバーコッヘンとヴェッツラーの生産能力をいかに保護、拡張、そして冗長性を確保できるかに、より集中的に取り組むべきである。.
ドイツ精密工学の静かなる力
ドイツにとって、この状況は産業政策の出発点として非常に意義深い。ドイツ産業に対する世間の認識は、自動車産業、エネルギー価格、脱工業化といった危機的な物語に支配されがちだが、ドイツはツァイスSMT社を通じて、世界の技術サプライチェーン全体において戦略的に最も重要な地位の一つを占めている。その重要性は、世間の注目度をはるかに超えるものだ。この地位は、原材料の埋蔵量や大量生産における規模の経済に基づくものではなく、数十年にわたって培われてきた精密工学の専門知識、光学精密製造、そして持続的かつ長期的な研究投資の組み合わせに基づいている。これは、技術主権とは必ずしもサプライチェーンのあらゆる生産段階を支配することではなく、サプライチェーン内で可能な限り最も不可欠な地位を占めることであるということを示している。同時に、ドイツと欧州連合は地政学的な野心や国際貿易紛争における潜在的な影響力の標的になりつつあるため、この地位には大きな責任が伴う。この極めて機密性の高いインフラを、人員面とサイバーセキュリティの両面から物理的にいかに安全に確保するかという問題は、今後数年間におけるドイツの最も重要な産業政策課題の一つとなる可能性が高く、それは両拠点の当面の経済的重要性をはるかに超えるものである。.
次の圧縮段階
高NA EUVリソグラフィの導入により、業界はすでに次の技術革新の瀬戸際に立っており、ツァイスは再び光学系の複雑さを大幅に高めました。新しいシステムは、前世代の0.33と比較して0.55の開口数で動作し、約8ナノメートルのフィーチャサイズを実現し、トランジスタ密度を前世代の技術の1.7倍に高めることができます。この新世代の最初のシステムは2025年初頭にインテルに納入され、2026年夏にはインテルはこの技術に基づく最初の量産チップを確認しました。これらのシステムはそれぞれ、約25,000個の部品で構成され、重量が6トンを超える照明システムと、40,000個以上の部品で構成され、重量が約12トンの投影光学系を備えており、どちらもドイツで独占的に製造されています。こうした技術の複雑化に伴い、潜在的な競合他社にとっての参入障壁は、他の多くの技術分野で一般的に見られるように時間とともに低下するのではなく、新世代の技術が登場するたびに上昇し続けている。したがって、この支配的な市場地位は今後10年から15年間は大きく変化しないと予想される。世界経済にとって重要な問題は、新たな半導体工場が米国、日本、あるいはヨーロッパに建設されるかどうかではなく、ドイツの2つの小さな町の生産能力が、急速に拡大する先進半導体の世界的需要に追いつけるかどうかである。.
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