研究開発から製造までのギャップを埋めるイノベーターたち
SF作家のOctavia Butler氏やIsaac Asimov氏が考えそうなことだが、電子工学に特化した研究開発機関で行われていることはすべて現実のことである。

EE Times がこの秋に調査した革新的な R&D 機関では、電気ネットワークをフォトニクスに置き換えることで航空機を軽量化し、ドローンの翼に電子機器を印刷、データを蓄積して回路基板の耐用年数を決定し、電気光学機器用のロボット組立工を訓練するなど、ムーアの法則の 2 年のタイムラインを 6 ヶ月に縮めているところがちらほらと見られる。

AIM PhotonicsのフォトニクスエンジニアリングマネージャーであるNicholas Fahrenkopf氏は、「私たちは、米国における集積フォトニクスの製造状態を向上させようとしている。その最大の方法は、学術研究者の研究開発と大量生産との間にある『死の谷』を埋めることである」と述べている。

国内では、AIMはオバマ政権が米国の産業を発展させるために設立したマニュファクチャリングUSA研究所のネットワークの一部である。製造業の研究所には、ロボット工学のARM研究所、フレキシブル・ハイブリッド・エレクトロニクス（FHE）のNextFlex、そして他の研究所が製造したものをすべて埋立地から排除するだけでなく、循環経済を促進することを任務とするREMADE研究所がある。

世界的には、Imec（Interuniversity Microelectronics Centre）が半導体のスケーリングロードマップの地図作成者となっている。また、Imecは先端半導体技術の専門性を活かし、気候、ヘルスケア、モビリティ、エネルギー、農産物などの分野における主要な課題に取り組んでいる。

ImecのEVP兼チーフ・マーケティング＆コミュニケーション・オフィサーのKatrien Marent氏は、「デジタル・アプリケーションとデータ処理の急増により、コンピューティングパワーのニーズが爆発的に高まっている。 気候変動や食糧不足など、現代の大きな課題に取り組むために人工知能の利用が拡大しており、今後、コンピューティングニーズは半年ごとに倍増すると予想されてる。 指数関数的に増加するデータを持続的に処理するためには、高性能な半導体技術の向上が必要だ」と述べている。

Marent氏たちは、地図作成ツールを使って、いわゆるオングストローム時代のためにナノメートルを投げ出している製造への橋渡しのためのロードマップの拡張を提案した。このロードマップでは、高開口数（NA）の極端紫外線（EUV）リソグラフィ、新しいトランジスタアーキテクチャ、3Dシステムオンチップ（SoC）統合、新しいシステム・テクノロジー協調最適化プログラム、持続可能性研究への取り組みが目印となっている。

ロボットが新たな役割を担う：
ARM（Advanced Robotics for Manufacturing）研究所では、ロボットをAIで強化し、電気光学の組み立てなど、より多くの製造業務をこなせるようにするための研究が多く行われている。新旧の役割のためにロボティクスを採用するリスクを取り除くために、研究所はペンシルバニア南西部新経済共同体の一部として、Build Back Better Regional Challenge助成金を獲得し、ロボティクス採用のリスクを取り除くセンターを設置した。
ARMは、その後、AIや機械学習を使って、製造業を改善するために情報を使用する人々を訓練する際に使用できるデータを集めている。

REMADEは電子機器の寿命を見直す：
ARMがロボットに求めるのは工場での組み立てだが、REMADE社は電気自動車のバッテリーの分解や使用済み基板の検査などのツールとしてロボットを捉えている。REMADEは、”Reducing Embied Energy and Decreasing Emissions “の頭文字をとったものである。

REMADEの再生産ノードリーダーであるMike Thurston氏は、「（基板が）戻ってきたら、何が問題で、再製造や修理が可能かどうか検査する必要がある。故障の原因の中には、発見が困難なものもあるが、私たちはビジョンベースのシステムとAIを使って、回路基板の状態を評価し、それが再製造の良い候補であるかどうかを判断している」と述べている。

REMADEは、バッテリーモジュールが再利用、リサイクル、再製造できるかどうかのテストに現在かかっている時間を、数分にまで絞り込もうともしており、また、電池モジュールが再利用可能かどうかを確認するための試験時間を、数分に短縮することにも取り組んでいる。

Silicon LabsのCEOがIoTチップの設計者に転身
Silicon LabsのCEOであるMatt Johnson氏は、ワイヤレス接続とIoTデバイスに関連しない事業からの撤退について、同社が「ピュアプレイ」IoTチップデザイナーになるための出発点であると述べている。

Silicon Labsは2021年度の売上を2年間で2倍の7億2,100万ドルにしている。Technalysis Researchの社長であるBob McConnell氏によれば、同社はIoTデバイスに用いられるさまざまな規格の統一にいち早く貢献した企業の1つであるという。

10月4日、The Connectivity Standards Allianceとメンバーは、Matter 1.0規格と認証プログラムを発表し、シリコンから店頭まで、これまでバラバラだったIoTデバイスを統一することに貢献した。
これまでIoT業界には、複数の機器ベンダーのインターネットデバイスを連携させるための規格は存在していなかった。

Silicon Labsは、2019年にAmazon、Apple、Googleが立ち上げたアライアンス「Matter」に参加した。目的は、コネクテッドホーム機器向けの統一アプリケーション層規格であり、このアライアンスは、メーカーがAppleのSiri、GoogleのAssistant、AmazonのAlexaと相互運用可能な、安全で信頼性の高いシステムを作ることを支援している。

またSilicon Labs は、Amazon Echoデバイス、Ringセキュリティカム、屋外照明、モーションセンサーを家庭内でよりよく動作させるための共有ネットワークであるAmazon Sidewalkネットワークに接続するデバイスのチップも提供する。

競争は続く：
Silicon Labsは、Broadcom、Infineon、MediaTek、Qualcomm、STMicroelectronics などの大規模かつ長い歴史を持つ企業との競争に直面している。例えば、スマートスピーカー「Amazon Alexa」のチップを設計する台湾のMediaTekは、2022年第2四半期にIoTデバイスから約19億ドルの売上を上げた。
Silicon Labsは今年第2四半期に2億6,300万ドルという過去最高の売上を記録したが、Johnson氏は、新たな売上高記録が予見できるかどうかについては言及を避けている。

需要が低迷している例として中国を挙げ、最近の中国でのCovidのロックダウンで、3億人もの人々が家に閉じこもったと言う。同社は、売上の4分の1を中国に依存している。

デジタル・ラベル：
デジタル・ラベルは、カラーまたはクロームの電子ディスプレイを備えた無線機器で、小売店が採用し始めている。このラベルを使用する店舗は、在庫水準に応じた価格をリアルタイムで顧客に提供することができる。小売業者は、従業員が手動で価格を変更しなくても、電子的に棚の価格を更新することができる。

デジタル・ラベルに投資した店舗は、わずか8～9カ月で投資回収が可能になる、と同氏は付け加えた。Silicon Labsにとって、デジタルラベルは新規事業であり、導入率も一桁前半である。

IoTのセキュリティ：
IoTチップビジネスが成長を続ける一方で、エンドユーザー向けデバイスの多くはハッキングに対して脆弱なままである。Silicon Labsは、チップ製造の最後のステップでハードウェアレベルのセキュリティを提供すると同氏は述べている。

サプライチェーンの問題：
Silicon Labsは、台湾積体電路製造公司（TSMC）などのサプライヤーからのチップ不足が数年間続くと予想している。また、チップ設計者は、ファウンドリとしてSemiconductor Manufacturing International Co.（SMIC）を使用している。
55nm、90nm、180nmといった成熟したノードは、資本投資が行われていないという。

5Gは従来のネットワーク技術に勝る
技術の進歩に伴い、データの性質も様々な変化を遂げ、新しい可能性とユニークな課題をもたらしている。インターネットの黎明期以前に構築された最初のネットワークは、遠く離れた場所で情報を共有するために使われ、そのためテキストベースの文書に焦点が当てられていた。しかし、インターネットが登場すると、パソコンの台頭により、画像や動画などあらゆるメディアを閲覧できるウェブブラウザが登場した。このようなデータの性質の変化から、より快適に利用するためにダウンロード速度を向上させる必要があり、通信事業者は銅線から光ケーブルに変更した。

従来のネットワーク技術の苦戦：
現在、数多くの無線ネットワーク技術（3G、4G、LoRaWAN、Wi-Fi、Bluetooth、LiDAR、衛星、Zigbee/Z-Wave、ナローバンドIoT）が存在しているが、高速・低遅延・高デバイス対応が求められる次世代接続の要求に対応できる単一のソリューションは存在しない。

例えば、Wi-Fiは、その低価格、広範なエコシステム、導入の容易さにより、ホームネットワークを支配してきた。Wi-Fiはダウンロード速度が速い反面、距離が長いデバイスへの対応に苦慮しており、接続しようとするデバイスが多すぎると負担がかかる。

4Gのような携帯電話ネットワークは、同時に接続された多数のモバイルデバイスを扱うように設計されており、大規模なIoTネットワークの有力な候補となる。しかし、4GはIoT機器ではなく民生用モバイル機器を想定して設計されているため、高遅延、高エネルギー使用、多額のネットワークコストなどの課題を抱えている。

基本的に、ほとんどのネットワーク技術は、データへのアクセスを提供するために設計されているが、リアルタイムアクセスではない。また、これらのネットワーク技術は、次世代コンピューティングタスクのための基礎的なインフラストラクチャの最適化とは対照的に、接続性とサービスの提供に重点を置いてきた。

5G の物理的特性が役立つ：
他のネットワーク技術とは対照的に、5GはIoT、Industry 4.0、スマートシティなどの最新アプリケーションを念頭に置いて設計されている。

このようなさまざまなアプリケーションに対応するため、5Gでは物理ネットワークとソフトウェアネットワークの両方に根本的な変更を加え、変化する需要に適応し、長期的に改善することを可能にしている。

5Gの物理的特性については、複数の高周波を使用することで帯域幅を拡大する。同時に、5Gはビームフォーミングの使用も導入しており、電波エネルギーを特定のクライアントに向けると同時に、より多くのデバイスが干渉を受けずに同じチャネルを使用できる。

高周波数の使用は5Gの有効範囲を狭める（浸透力を弱める）ので、5Gはミッドバンドスペクトラムも活用し、スピード、カバレッジ、浸透力のコンビネーションを促進させる。また、より狭い範囲でより少ないデバイスを処理する小型セルの導入により、高密度化も重要な鍵となる。そのため、何キロメートルもの距離をカバーする1つの大きな基地局に頼るのではなく、複数の小さな基地局を建設して、5Gのカバレッジを向上させる。

5Gでは、デバイスが必要なときにいつでもデータを送信できるようになり、基地局から割り当てられた固定時間枠を待つのとは対照的である。これはダウンロード速度には影響しないが、リアルタイム・アプリケーションに不可欠なレイテンシーが大幅に改善される。

物理的なスペックを超えた5G：
5Gについて語るとき、より高い帯域幅、搬送周波数、遅延の低減など、ネットワークの物理的な特性だけに注目しがちだが、実際には5Gはその物理レイヤーをはるかに超えるものである。これまでのネットワーク技術とは異なり、5Gは仮想ネットワーク、ネットワークスライシング、ローカライズされたエッジデバイスなどのソフトウェアメカニズムを通じて、接続性の課題にも取り組んでいる。

サービスベースのアーキテクチャを導入している5Gコアの3GPP標準は、クラウドネイティブの展開、ディスアグリゲーションRAN、オープンRAN、エッジコンピューティングに対応した設計になっている。

まず、5Gネットワークでは、すべてのトラフィックを中央のコアサイトに戻す必要はなく、エッジコンピューティングデバイスをローカルセルネットワーク上で動作させることができる。この機能は、ユーザープレーン転送と呼ばれており、これにより、ユーザープレーンのトラフィックが分析され、実用的なインテリジェンスがローカルで処理されるようになり、制御プランのデータのみがセントラルコアに送り返されるようになる。

次に、仮想ネットワークによって、5Gは独自のドメインと認証情報を使用するプライベート・ネットワークを運用することができる。仮想ネットワークは、セキュリティと機能性を高めると同時に、キャリアネットワークの信号を提供したり、中立的なホストプロバイダを使用したりすることができるため、安全なプライベートネットワークとは別に、建物内の消費者をカバーすることも可能である。

5Gのネットワークスライシングでは、特定のサービスを、同じ基盤インフラ上で動作する専用の仮想ネットワーク上で動作させることができる。例えば、緊急サービスは、ネットワーク上の他のトラフィックから独立して動作する独自のネットワークを使用することができ、これにより、ライブの位置情報やスマートフォンのバッテリー残量などの追加のメタデータを送信することができる。

5Gワイヤレスを牽引するアンテナ技術を徹底解説
5Gワイヤレスの機能は多岐にわたるが、単一の技術というわけではない。以下のような先進的なアンテナ技術など、いくつかの技術が連携して、画期的なスピードの可能性を追求している。

-　4送信4受信（4T4R）アンテナアレイ
-　スモールセル送信機
-　ビームフォーミング
-　マルチユーザー・マルチインプット・マルチアウトプット（MU-MIMO）データ伝送

5Gを理解するには、これらの技術を理解することが必要である。

4T4Rアンテナ：
無線技術における4T4Rアンテナのコンセプトは確立されており、1980年代の自動車によく見られた「ホイップ」アンテナを数段進化させたもの。4T4Rは、複数のアンテナを互いに直交するように、あるいは距離を置いて配置し、各アンテナで伝送される信号間のデコリレーションを確保するものである。2G無線では1T1R（One Transmit, One Receive）、2T2R（Two Transmit, Two Receive）、4G無線では4T4Rとマルチアンテナ技術が導入されている。

現在、このマルチアンテナ技術は、主に基地局に適用されており、一般的に端末には適用されていない。4T4R アンテナは現時点では基本的な技術だが、このコンセプトは 今でも私たちの無線インフラのバックボーン を形成している。

都市部での展開に適したスモールセルアンテナ：
無線通信の領域では、データのスループットは、利用可能な周波数、データ効率、通信密度の3つの要素に基づいている。5Gは広帯域の電磁波を使用し、5Gの通信方式は4Gに比べ約10％の効率アップを実現している。郊外や農村部では、従来の大型基地局が数マイルにわたって通信するのに適しているが、都市部では、小型セルアンテナパッケージを採用して、より短い距離で低電力の信号を送信することが可能である。

一般的なマクロ基地局の高さ5～8フィート、出力300Wに対して、アンテナは2フィート以下、出力は40W台なので、大きな迷惑にならずに大量に設置することが可能である。その結果、街中の端末が共有できる基地局数が大幅に増え、電柱など既存の構造物に近い場所に設置できるメリットもある

ビームフォーミングとMU-MIMO：
4T4Rとスモールセルが10年前でも信じられないようなデータ機能を実現する一方で、ビームフォーミングとMU-MIMOテクノロジーは、地理的に広範囲な5Gのカバレッジを可能にする。

ビームフォーミングは、アンテナのアレイを使用して、特定の方向に信号を送信する。このコンセプトはフェーズドアレイアンテナ配置としても知られ、1つまたは複数の信号が各アンテナからわずかに異なる位相で送信される。各アンテナは比較的広いパターンを持っているが、各アンテナからの波は、少なくとも半波長以上の間隔を空けてタイミングよく結合し、より高い指向性を持つ単一のパターンを形成している。

これは、携帯電話技術において全く新しいものではない。Sprintは4G時代にビームフォーミングの実験を行い、中国は3Gでビームフォーミングを試みたが、限定的な成功に終わった。

3G と 4G のビームフォーミングアンテナは、8 トランシーバに制限されており、利得は中程度にしか向上しなかった。このようなアンテナは、通常、無線機とアンテナを1つのパッケージに統合したもので、現場でアンテナと無線機の間を64本のジャンパーケーブルでつなぐのは非常に不便である。M-MIMOアンテナは、8個のトランシーバーを持つビームフォーマーと比較して、2倍の性能向上が期待できる。

MIMOは、情報を分割して複数のアンテナで同時に送信する。アンテナの数が2倍になれば、理論上のデータ速度は2倍になる。

この技術は成熟期を迎えており、現在ではさまざまなレベルのMIMO技術を搭載した機器が販売されている。例えば、iPhone 13は、4×4 MIMOを搭載している。これは、端末が4つの送受信アンテナを持ち、チャネルが十分に強い場合、理論的にはMIMOを搭載していない携帯電話と比較して4倍速く情報を送受信できることを意味する。

MIMO＋ビームフォーミングは、MU-MIMOを可能にするもので、非常に興味深い。このシナリオでは、基地局がビームフォーミングを使用して、2つ（または理論的にはそれ以上）のユーザー機器（UE）に同時にデータを送信する。これにより、個々のUEのデータ速度は向上しないが、セル全体のスループットが向上し、限られたエリア内でより多くのUEが通信できるようになる。

2 つの異なる UE を同時に利用できることは、現在では重要な成果だが、この技術がどのように発展する かは誰にもわらない。将来的には、携帯電話の電波塔は、電波の黎明期から主流であった無指向性の情報発信装置というよりも、SFに登場するタイトビーム通信装置のように動作するようになるかもしれない。

複数の技術、複数のアンテナ：
5Gでは、さまざまな技術が連携してデータ伝送を行う。これほど異質な無線技術の配置が、今日のような素晴らしい通信技術を形成するに至ったことはない。この開発の頂点は、電波をある方向に向け、複数のデバイスと同時に通信できるようになったことかもしれない。しかし、スモールセルと4T4R基地局のサポートなしには、5Gの完全な約束は完全に実現することはできなかった。

電気自動車や再生可能エネルギーの効率を向上させるSiCベースインバータ
パワーコンバータは、インダクタ、再生可能エネルギー変換システム、エネルギー貯蔵など、あらゆる電気製品に使用される重要な部品である。世界的な温室効果ガス削減への取り組みが加速する中、化石燃料の燃焼で動いていたシステムの電化はより急務となっている。再生可能エネルギーを利用した電気システムの普及に伴い、その主要部品であるコンバーターの性能と有効性はますます重要になってきている。

Hillcrest Energy Technologiesは、エネルギー転換の市場に身を置くことで、エネルギー部門の脱炭素化を率先して実現することを目指している。同社の技術は、電化の効率を高め、統合された電気システムの性能を最大化するソリューションの構築に重点を置いている。

スイッチング周波数を高くすることは、従来、システム効率の低下と熱の増加という損失の増大を意味している。ハードウェアと制御ソフトウェアの専門知識を組み合わせることで、Hillcrestテクノロジーはスイッチング損失を大幅に削減し、電力アプリケーションで高いスイッチング周波数を活用し、電力システムの性能と信頼性を向上させ、効率を損なうことなく高い電力レベルで動作させることを可能にするという。

SiCベースのインバータ技術：
インバータの損失を低減することにより、Hillcrestのインバータ技術は、パワートレインシステム全体で必要とされる熱管理の量を削減する。システムの複雑さを軽減し、パワーコンポーネントにかかる負担を軽減することで、かなりのコスト削減につながる可能性がある。

MOSFETに代表されるシリコンをベースとした技術は、伝導損失を軽減するために生み出されたものであり。また、最近ではワイドバンドギャップ半導体の炭化ケイ素や窒化ガリウムを利用した低導電抵抗のスイッチも開発されている。これも遷移時間を短くすることでスイッチング損失を低減しているが、EMIの問題やdV/dtが高くなり、信頼性に悪影響を与えるという問題がある。

もう一つのスイッチング損失低減・除去方法は、電流と電圧の遷移の重なりをなくすことで、よく知られているのは、ゼロ電圧スイッチング（ZVS）に基づくアプローチである。

ZVSは「ソフトスイッチング」を可能にし、従来のPWMや同期でしばしば発生するスイッチング損失を防ぐことができる。

MOSFETがソフトスイッチングされると、電圧や電流のオーバーラップがなくなり、損失が減する。MOSFETをオン・オフする前に、電圧がゼロになる。ソフトスイッチング波形がEMIを低減することも利点の1つである。

ZVS の利点は、高周波数で動作するためノイズが少なく、フィルタリングが簡単で、フィルタ部品が少なくて済むこと、および EMI の高調波スペクトルを（スイッチング周波数に集中させて）最小にできることである。

しかし、MOSFET がスイッチングを停止する前にすべてのエネルギーを消費している保証はなく、特に高周波ではそのような保証はない。この「蓄積」されたエネルギーは、特に高速スイッチング電圧レギュレータでは、部品の故障につながる可能性がある。トランジスタからすべてのエネルギーを確実に排出するために、パワーモジュールメーカーは、スイッチと並列に高速ボディダイオードを接続することで、この問題を解決している。

既存のZVS方式は、温度や負荷に依存した性能、狭い動作範囲といった問題があるため、トラクション用途には適していない。Hillcrestのインバータ技術は、マイクロコントローラを用いた新しい制御ソフトウェアアルゴリズムで制御されるZVS方式を実装している。この方式により、ソフトスイッチングが可能となり、スイッチング損失が大幅に低減されます。したがって、スイッチング損失がなくなることで、コンバータのスイッチング周波数を上げることができ、システムは性能向上や小型化など、高いスイッチング周波数の利点を享受することができる。

Hillcrestのインバータ技術はスイッチング損失を大幅に削減するため、より高いスイッチング周波数が可能になり、出力電力の品質向上と全高調波歪みの低減、DCリンク・コンデンサの小型化を実現する。また、損失に悪影響を与えることなく主電源スイッチのdV/dtを低減し、モータ巻線とケーブルの絶縁破壊を防ぎ、従来EMIによって発生していた問題を減少させることができる。

これらの利点は、モータの小型化と冷却要件の低減、トルクリップルの低減、トラクションアプリケーションにおける機械部品の寿命延長など、システムレベルの貴重な利点をもたらすという。

米国のチップ制裁、中国に一時的な王手をかける
Biden政権による中国とのチップ戦争の激化は、中国のファウンドリ産業を一気に阻害し、多国籍チップメーカーに何十億ドルもの売上損失を与えることが予想される。

中国とのチップ戦争における米国の最新の一撃は、中国国内のチップメーカーを何世代も後退させる一方、半導体およびファブツールのグローバルサプライヤーは、中国からの需要が大きく落ち込むため、何十億ドルもの売上損失を被るだろうと、アナリストはEE Timesに語っている。

米国大統領Joe Biden氏の政権は、40年以上前の冷戦時代の措置を強化している。その新たなライバル関係において、米国は、経済発展と軍事的優位に不可欠なチップ技術という新たな前線で、中国の進出を凍結することを目的としているのである。

40カ国以上が参加する冷戦時代のWassenaar Arrangementに基づき、米国の最新の規制は、中国のスーパーコンピューター向けのNvidiaとAMDのGPUの輸出、およびチップ製造ツールや設計ソフトウェアの販売を禁止している。

今のところ、米国の輸出規制はおそらく中国のチップ産業の発展を妨げていると、Arete Researchのシニアアナリスト、Brett Simpson氏は語っている。

米国の今回の措置は、中国最大のチップメーカーであるSMICを何年も遅らせることになりそうだ。

SMICがEUVリソグラフィーを使わずに7nmチップを製造できるという話はあるが、コスト／ベネフィットは説得力がなく、SMICの最先端生産の範囲は限定されると、Susquehanna International Group（SIG）のシニア株式リサーチアナリスト、Mehdi Hosseini氏はEE Timesが入手した投資家向け報告書に記している。

TSMC、Samsung、Intelなど、現在中国で操業している多国籍チップメーカーは、約1年間は中国での製造を継続する許可を米国から得ている。Dentons Global AdvisorsのシニアVPであるPaul Triolo氏は、「最終的には、中国で製造している非中国系多国籍企業は、短期間の猶予を与えられても、中国での事業を維持することが難しくなるだろう。　技術カーブを上り続ける能力がなければ、中国に拠点を置く企業は最終的に競争力を失い、徐々に縮小していく市場にサービスを提供することになるだろう」と述べている。
中国は、TSMCのような台湾ベースのファウンドリの生産能力サポートにもっと依存する必要があるという。

失われる売上高の推定：

EE Timesのインタビューに応じたアナリストは、中国の需要が大きく落ち込むため、半導体およびファブツールのグローバルサプライヤーは数十億ドルの売上損失を被るだろうと予測している。そして、これらの予測に信憑性を与える詳細がすでに流出している。装置メーカーのApplied Materials Inc.は先週、第4四半期の売上高予想を約4億ドル下方修正し、その主な要因として規制を挙げている。

SIGは、米国のチップ制裁によるウェハ・ファブ装置のダウンサイドリスクを80億ドル台、すなわち「2022～2025年の年間ウェハ・ファブ装置予想の平均値の8％」と見積もっているとし、「スーパーコンピュータ側では、主なGPU製造パートナーであるTSMCの予測に約10%のダウンサイドリスクがあると見ている」とHosseini氏は書いている。

米国はまた、自国の「人」がライセンスなしに中国の半導体産業で働くことを禁止している。この措置により、中国への商品・サービスの販売が失われるため、今後3年間で世界の産業界に100億ドル近い損失が発生すると同氏は付け加えた。

米国のチップ制裁は、Yangtze Memory Technologies Corp（YMTC）、ChangXin Memory Technologies（CXMT）、Semiconductor Manufacturing International Corp（SMIC）といった中国のチップメーカーに最大の影響を与える一方で、ASML、Applied Materials、Lam Research、KLAといった米国やヨーロッパのチップツール供給業者も十字砲火にさらされると、同氏は述べている。

ASMLも大きな損失を被るだろうが、同社はTSMC、Samsung、Intelなどの顧客に対して膨大なバックログを持っているため、損失は少ないと主張している。

ASMLは、最先端のチップを作るために使われる極端紫外線（EUV）リソグラフィツールの世界唯一のサプライヤーとして機能するオランダ企業だが、潜在的損失の規模を推定していない。同社の代表者は、今週の四半期決算発表後、アナリストやジャーナリストとの電話会議で、あまり高度でない深紫外線（DUV）装置の中国への輸出を継続する見込みであると述べた。

ASMLのRoger Dassen CFOは決算説明会で、「当社が欧州企業であり、米国の技術が限られているという事実は、もちろん、当社への直接的な影響がかなり限定的であるという状況を生み出している。我々は、欧州から中国にEUV以外のリソグラフィ装置を出荷し続けることができる」と述べている。

現時点では、ASMLはまだ世界的な需要を満たすことができない。ASMLが中国の特定の顧客に特定の装置を供給できなくなったとしても、中国以外の需要によって潜在的な売上高の損失は相殺されると、同氏は付け加えた。

米国は、520億ドルの投資刺激策を含む最近成立したCHIPSおよび科学法によって、対中制裁による短期的な財政的影響を相殺することを目的としている。

この新法とEUの同様の法律は、中国以外のファウンドリ建設に資金を提供し、米国のチップ制裁による打撃を和らげるのに役立つが、刺激策は中国市場での大きな損失に代わるものではない、とTriolo氏は言う。

CHIPS法がエンジニアに与える影響
今回署名されたCHIPSおよび科学法案に概説された520億ドルの支出計画は、チップメーカーからエンジニアや生産チームまで、半導体のエコシステムに大きな影響を与える。

EE Timesは、2人の設計エンジニアに、この法律が米国のエンジニアに与える影響について、短期的および長期的な観点から意見を求めた。この法律は、設計エンジニアリングプロセスを2020年以前の現状に戻すのに役立つだけだろうか。それとも、半導体の設計・製造プロセスを大きく揺るがすような大きな変化が進行しているのだろうか。答えは、その中間にある。

破壊された産業が安定化する？：
この2年間、世界の半導体サプライチェーンがいかに混乱したかは、「サプライチェーン専門家によるCHIPS法への意見」の記事でも紹介したとおりで、特に半導体は、あらゆる市場に接点を持つ、ユニークに相互接続されたインフラを持っている。

Arrow Electronicsのアプリケーションエンジニアで、現在はNimble GravityのビジネスエンジニアであるZachariah Wendt氏は、「一つの部品が欠けると、一つの業界や市場だけでなく、多くの市場に波及する可能性がある」と述べている。例えば、MOSFETメーカーが材料不足に陥った場合、自動車産業、太陽電池産業、コンピュータ産業に影響を与える可能性がある。例えば、あなたの町が新しいコンサート会場を建設中で、突然、プロジェクトを完成させるための音響システムが手に入らなくなるかもしれない。数日、数週間という単位ではなく、数カ月、数年という単位での遅延が発生する可能性があるのである。

Allied Electronicsのアプリケーション・エンジニアであるMiguel Gudino氏は、「私たちは、部品の調達能力に影響を受けている」と付け加えた。「当社の高度なオートメーション製品の多くには、そのデバイスを機能させるための重要な半導体が搭載されている。これらの問題に対処するために、私たちは頻繁に代替部品を見つける必要があり、お客様が当初は考えもしなかったような他のブランドとクロスオーバーすることもあった。幸いなことに、私たちはクロスオーバーするためのブランドをたくさん扱っているが、クロスオーバーが良いかどうかを調査するためのエンジニアリング時間が増えてしまった」という。

半導体業界の大手企業は、ディストリビューターであれ、電子機器メーカーに直接コネクションを持つOEMであれ、この嵐を乗り切ることができたが、小規模の企業にとっては、部品製造能力の中断がビジネスを完全に崩壊させる可能性がある。

Deloitteの調査によると、2021 年半ばには、半導体部品のリードタイムが 20 ～ 52 週間になる組織もあった。これは、中小企業には耐えられない期間である。同じ調査によると、今年末には、市場は10～20週間のリードタイムに近づき、より良くはなりますが、完全に安定したわけではない。では、CHIPS法はこの納期枠に影響を与えるのだろうか。

まず、CHIPS法の主な対象は、Intelのような大企業を支援するものである。このため、食物連鎖の頂点にある企業に成長の努力を集中させることで、中小企業を含む市場全体に大きなインパクトを与えることができると考えている。

影響が出るまでのタイムライン：
しかし、インフラや製造に対するこの種の投資には時間がかかり、これらの変化の影響は数年間は感じられないかもしれない。

CHIPS法は8月9日に署名され、法律となった。半導体企業や製造能力、その他の科学技術関連の取り組みに520億ドルが投入される予定であり、この取り組みが軌道に乗るには相当な時間がかかると思われる。