北米半導体ファブ建設動向(2024年版)

2024年も北米における半導体製造ファブの推進が続いています。本記事では、どこでファブが建設されているのか、誰が建設しているのか、そしてそれがエレクトロニクス業界にもたらすメリットについて解説します。

北米半導体ファブ建設動向(2024年版)

世界的な半導体需要が急拡大する中、各企業は製造戦略の見直しを進めており、地元への回帰もその一環として注目されています。

北米で新たな半導体ファブの建設が進められる主な理由は、リスク回避です。Taiwan Semiconductor Manufacturing Company(TSMC)は世界の半導体チップの60%以上、先端チップの90%を生産しており、そのほとんどが台湾で製造されています。この一地域への依存度の高さは、米中間の地政学的リスクの高まりとともに大きな懸念材料となっています。

半導体、特に先端品はAI、軍事、通信、ヘルスケアなど重要分野に不可欠であり、自動車やスマートフォン、家庭用サーモスタット、冷蔵庫など、あらゆる製品がスマート&コネクテッド化する中で需要はますます高まっています。

こうした地域依存の状態は、企業にとって不安要因です。中国との政治的不安定化、台風や地震などの自然災害、物流の混乱など、様々なリスクによる生産停止の可能性が製品供給に大きな影響を及ぼすためです。

同時に欧米各国政府も、特に軍事や国家安全保障用途の最先端技術確保において、この依存が戦略的な脆弱性であることを認識し始めています。

こうした課題の解決策として、企業は半導体ファブの分散配置を推進し始めています。この動きは民間投資と政府支援の両方によって後押しされています。

CHIPS & Science Actによる米国半導体製造産業への大幅な支援

2022年にバイデン政権が署名したCHIPS and Science Act(正式名称:Creating Helpful Incentives to Produce Semiconductors and Science Act)は、米国の半導体製造産業を強化するための大きな一歩となりました。この法律は、外国サプライヤへの依存度を下げ、国内での製造能力強化を目的としています。

これを実現するため、約530億ドルの予算が米国内の半導体製造施設建設プロジェクトに割り当てられました。この投資により、重要な半導体技術のためのサプライチェーンをよりレジリエントで自立したものにすることが狙いです。

法施行以降、米国商務省はすでに10件を超える補助金を、半導体製造施設の新設・拡張に取り組む企業へ交付しています。主な受給企業は以下の通りです。

  • GlobalFoundries(補助金15億ドル、ローン16億ドル)
  • Intel(補助金85億ドル、ローン110億ドル)
  • TSMC(補助金66億ドル、ローン50億ドル)

北米における半導体ファブ開発の現状

Z2Data独自のリサーチにより、過去2年間に米国の半導体製造がどのように進展したかを分析しています。主な調査結果は以下の通りです。

  • 現在建設中の新規および拡張ファブの件数
  • 州別・ファウンドリ別の新規半導体ファブ動向
  • 各ファブで生産される技術ノードおよび製品

地域別新規半導体ファブ数(2023年 vs. 2024年)

地域別新規ファブ数(2023年 vs. 2024年)

北米の新規半導体ファブ需要は依然として高いものの、SkyWater Technologyによるインディアナ州での計画が中止されたことにより、2024年に建設されるファブの数は1件減少しました。これにより、建設中の新規半導体ファブ総数は19件となっています。

地域別ファブ拡張数(2023年 vs. 2024年)

地域別拡張数(2023年 vs. 2024年)

新規ファブと異なり、拡張は既存拠点への追加投資で、新規工場建設ではありません。注:欧州の拡張数が減少しているのは、アイルランド・LeixlipにあるIntelのFab 34(2023年後半に量産開始)が生産開始フェーズに移行した影響です。同ファブはIntel所有で、極端紫外線リソグラフィを用いてIntel 4テクノロジーを生産しています。

北米での拡張増加は、TSMCがアリゾナ州フェニックスのFab 21敷地内に追加した新工場(2nmチップ生産)によるものです。

北米半導体ファブ事業者別分布

事業者別北米ファブ数

このグラフは、北米における半導体製造拠点(新規・拡張)の所有企業分布を示しており、地域展開をリードする企業を一覧化しています。トップはSamsung Foundryで、テキサス州オースティンおよびテイラーに計12件のファブ建設を計画中。テイラーのファブは今後20年間で順次完成予定で、初号機は2026年稼働目標です。Samsungによると、同施設は5G、AI、高性能コンピューティングなど次世代技術向け半導体ソリューションの生産強化を担う見込みです。

州別半導体ファブ分布

州別ファブ数

TSMCのアリゾナ拠点が注目を集めていますが、米国半導体製造は9州で展開されています。テキサス州が最多となり、アリゾナ州とニューヨーク州が2位争いをしています。

アリゾナ・テキサスが半導体製造拠点に選ばれる理由

Ars Technicaの報道によると、アリゾナ州は以下のような半導体製造事業に適したメリットを持ちます。

  • 年間300日の晴天で太陽光発電の機会が豊富
  • 断層が少なく地震リスクが低い
  • ハリケーンや洪水など他の大規模自然災害が少ない
  • 地勢的に自然に隔離されやすい

さらに、砂漠地帯のため、建設可能な土地が広大で山や樹木といった自然障害物が少ないという強みもあります。

テキサス州にもチップ企業向けの独自メリットがあります。同州は半導体テクノロジーの先駆者(米国初の半導体も当地で誕生)で、2023年には独自のCHIPS Actを制定。これにより新規半導体開発に6億9800万ドル、テキサス大学オースティン校・Texas A&M大学での先端研究開発拠点構築に6億6000万ドルを割り当てています。バイデンのCHIPS and Science Actから約1年後に成立したこの州法の主な目的は:

  • 州内半導体への投資を活用
  • 半導体関連企業の誘致・拡大促進
  • 州内高等教育機関の専門性・能力向上

また、Texas Semiconductor Innovation Consortium(TSIC)、Texas Semiconductor Innovation Fund(TSIF)も設立されました。

これらファブで生産されるテクノロジーの種類

計画中すべての半導体ファブでどのテクノロジーが生産されるかは未発表もありますが、判明している情報は以下の通りです。

TSMC FABS

TSMCのアリゾナファブでは2nm、3nm、4nm、5nmの先端ノードを生産予定です。これらノードはAI・機械学習の基盤となるロジックチップ用途です。

DRAM and Chips Infographic

計画中の26工場のうち8工場が生産予定製品を公表しています。Micron TechnologyのBoiseおよびClayファブはDRAM、Rogue Valley MicrodevicesのPalm BayファブはMEMSおよびセンサーを生産予定です。

また、SamsungのTaylor Fab 1、TSMCのFab 21(1~3)、Texas InstrumentsのSherman Fabはいずれも各種プロセスノードによるロジックチップ製造を担います。

各ファブの完成予定タイムライン

米国内で現在建設中の20件以上のファブの完成予定時期は2024年から2042年まで幅広く、2030年までに多くのファブが稼働を予定しています。

北米半導体ファブ一覧

下記は現在発表済み、または建設中の北米半導体ファブ総覧です。新規建設および既存製造拠点の拡張が含まれます。

アリゾナ州

Fab 52

所有者:Intel

開発タイプ:新設

所在地:Chandler, AZ

完成予定:2025年

ノード:7nm

Fab 62

所有者:Intel

開発タイプ:新設

所在地:Chandler, AZ

完成予定:2025年

ノード:7nm

Fab 21-1

所有者:TSMC

開発タイプ:新設

所在地:Phoenix, Arizona

完成予定:2025年

ノード:4nm・5nm

製品:ロジックチップ

生産能力:20,000/月

Fab 21-2

所有者:TSMC

開発タイプ:拡張

所在地:Phoenix, Arizona

完成予定:2026年

ノード:3nm

製品:ロジックチップ

Fab 21-3

所有者:TSMC

開発タイプ:拡張

所在地:Arizona

完成予定:2028年

ノード:2nm

製品:ロジックチップ

アリゾナ州は1980年からファブ拠点として発展しており、同年にIntelがChandler(フェニックス南東約25マイル)で半導体ファブを開設しました。以来、“半導体の砂漠地帯”として定評があります。

2021年9月、IntelはChandler地区OcotilloキャンパスにFab 52、Fab 62の2拠点の建設着工を発表(完成後同キャンパスに6工場体制)。これらファブでは20A製造技術による7nm製品を生産予定です。

2つの新工場への総投資額は約200億ドル、2024年完成予定です。

このIntelの新工場群に加え、Taiwan Semiconductor Manufacturing Company(TSMC)もフェニックス郊外に新規・拡張含め3件(Fab 21新設+2拡張)のファブ計画を進めています。2020年発表の新設ファブであるFab 21は、4nm・5nmチップを月産約20,000 WSPM(ウェハ投入枚数)で生産します。総投資額400億ドルのこの施設は、TSMCが台湾以外で建設した3番目のファブとなります(他2つはワシントンと中国)。

Fab 21は2025年に量産開始予定ですが、2023年9月の報道でApple向けチップの生産も既に試作段階で始まっていることが判明。Apple A16 Bionicアプリケーション・プロセッサの小規模生産は、設備・システム検証を兼ねた試運転プロセスの一環です。

アイダホ州

Boise Fab

所有者:Micron

開発タイプ:新設

所在地:Boise, Idaho

完成予定:2026年

製品:DRAM

Micronはニューヨーク州のメガサイト計画に加え、アイダホ州ボイジーで新たな半導体ファブ建設予定も発表。総投資額150億ドル規模で、米国で20年以上ぶりのDRAM新設工場となります。2023年着工、2025年完成見込み。完成時には米国内最大のクリーンルームを有します。

オハイオ州

Ohio Fabs(1-2)

所有者:Intel

開発タイプ:新設

所在地:Columbus, OH

完成予定:2026年

ノード:10nm

Intelはアリゾナの新工場に加え、オハイオ州コロンバス郊外にも2つのファブ建設を開始。総額約200億ドル、10nmチップを12インチウェハで生産。2025年完成予定で、今後数年かけて最大8工場規模のメガサイト拡大計画の初期フェーズ(全体総投資1000億ドル超見込み)。

オレゴン州

Gresham Fab

所有者:Microchip Technology, Inc.

開発タイプ:新設

所在地:Gresham, Oregon

完成予定:2025年

バイデン政権はMicrochip Technologyへの国内チップ生産強化のため1億6200万ドルを提供。中でもGreshamファクトリーには7200万ドルを割り当て、国内生産を3倍に引き上げます。資金の大部分は軍事・車載・医療用途向けマイコン生産強化に使用予定で、今後10年で700人の雇用創出も計画しています。

テキサス州

Taylor Fab(1-10)

所有者:Samsung

開発タイプ:新設

所在地:Taylor, TX

完成予定:2023-2042年

ノード:4nm・5nm

製品:ロジックチップ

Sherman Fab

所有者:Texas Instruments

開発タイプ:拡張

所在地:Sherman, TX

完成予定:2025年

ノード:28nm

製品:ロジックチップ

Samsung FoundryはTSMCに次ぐ世界第2位の半導体ファウンドリで、1990年代後半からテキサス州に進出(オースティンのS2ファウンドリを建設)。

2021年、Samsungは既存のS2から約16マイル離れたテイラーに新ファブ建設(投資額170億ドル超、これは同社の米国投資で過去最大)を発表。新ファブはHPC、AI、5G等向け5nmノード生産を目的に、2024年後半から稼働予定。

このテキサス新拠点は、今後20年間で計10ファブ建設・総額1700億ドル超投資の壮大な計画の第一歩。最終ファブは2042年完成予定です。

Samsung Foundry新拠点に加え、2022年にTexas Instrumentsもノーステキサス州Sherman付近で大規模新ファブ建設を開始。2025年完成予定・推定投資額300億ドル、同州史上最大規模事業です(28nmロジックチップを12インチウェハで生産、地元インセンティブの恩恵も受けています)。

ニューヨーク州

Clay Fab

所有者:Micron Technology

開発タイプ:新設

所在地:Clay, NY

完成予定:2029年

製品:DRAM

Fab 8.2

所有者:GlobalFoundries

所在地:Malta, NY

完成予定:2025年

Massey Fab

所有者:Wolfspeed

開発タイプ:新設

所在地:Marcy, NY

完成予定:2024年

Ithaca Fab

所有者:Menlo Micro

開発タイプ:新設

所在地:Ithaca, NY

完成予定:2024年

IntelやTSMCほど注目されないかもしれませんが、Micron TechnologyはDRAM・フラッシュメモリ等のストレージ分野で世界有数の大手です。同社は昨年、ニューヨーク州Clayに「米国史上最大規模の半導体施設」建設を発表。2024年着工・“本十年末”稼働開始を目指し、公式リリースにもある通り、DRAMを生産します。

フロリダ州

Palm Bay Fab

所有者:Rogue Valley Microdevices, Inc.

開発タイプ:新設

所在地:Palm Bay, FL

完成予定:2025年

製品:MEMS・センサー

生産能力:21,000

フロリダ州スペースコーストは従来半導体製造と縁が薄かったエリアですが、Rogue Valley Microdevicesが2件目のファブをこの地に建設予定です。同社は今年Palm Bayの大規模商業ビルを取得し、MEMSおよびセンサーデバイスの生産施設に転換予定です。

ユタ州

Lehi Fab

所有者:Texas Instruments, Inc.

開発タイプ:拡張

所在地:Lehi, Utah

完成予定:2026年

Texas Instruments(TI)はユタ州Lehiに新しい半導体ウェハ製造工場を建設中で、2026年稼働開始予定です。同一拠点内の既存工場と接続され、稼働後はアナログおよび組み込み処理チップを日産数千万個生産、長期的な顧客需要増に対応します。製造だけでなく、STEM教育等地元貢献や環境効率にも注力した先進的なファブとなります。

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