(湯之上 隆:技術経営コンサルタント、微細加工研究所所長)

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とうとう恐れていたことが起きた

 パワー半導体を製造している社員約2000人の加賀東芝エレクトロニクス(石川県能美市)で、新型コロナウイルス(以下、コロナ)のクラスターが発生し、同社は4月16日~30日の間、生産を休止した。

 パワー半導体とは、発電、送電、充電、各種機器への給電とその制御など、電気があるところには、必ず使われる極めて重要な半導体である(詳細は後述する)。

 4月17日付の同社のニュースリリースには、同社で5人および東芝半導体サービスサポートで1人、合計6人の陽性が確認されたことが記載されている。

 その後、石川県の地方紙、北國新聞4月19日に、同社のクラスターが16人になり、4月27日には、そのクラスターが計20人に拡大したことを報じている。

 世界の半導体業界では、3月18日に台湾のファンドリーのTSMCで、従業員1人にコロナ感染者が出たために、ちょっとした騒ぎになった(日経新聞3月19日)。この従業員は事務系の社員の模様であり、入院して治療を受けた。また、濃厚接触者の約30人は台湾当局の指示に従って14日間の隔離措置を実施した。TSMCの発表では、半導体工場の稼働に支障は出ていない。

 日本では、セイコーエプソンの富士見事業所で、4月23日までに5人のコロナ感染者が確認されている(同社ホームページより)。しかし、同事業所は半導体の設計センターであり、量産工場ではない。

 したがって、コロナの影響により半導体量産工場の生産が休止したのは、加賀東芝エレクトロニクス(以下、加賀東芝)が世界で初めてのケースかもしれない。

 本稿では、まず、石川県コロナ感染者の公開情報から、加賀東芝で、どのようにしてクラスターが発生したかを分析する。そこから、PCR検査を素早く行っていれば、工場休止を防げた可能性があることを導く。

 次に、パワー半導体とは何かを説明した上で、NANDフラッシュメモリ事業を売却した後の東芝では、加賀東芝などが生産しているパワー半導体が将来の有望株であることを説明する。

 最後に、人類の文化的生活や経済活動にとって、もはや半導体は欠くことができないキーパーツであることを論じる。それゆえ、半導体工場が休止に追い込まれないようにするために、発症が疑われる社員が速やかにPCR検査を受けられる体制を構築していただきたいことを、政府や厚生労働省関係者に要望したい。

加賀東芝で20人の感染者が発生

 石川県のHPにあるサイト「新型コロナウイルス感染症の県内の患者発生状況」には、“感染者164感染者134濃厚接触者である”というように、聞き取り調査で判明した感染ルートが記載されている(134136という数字は、陽性が確認された月日順につけられたコロナ感染者の番号である)。

 その公開情報を基に、加賀東芝でどのようにクラスターが発生したかを分析した結果を図1に示す。

 一目見て、4月6日(月)に発症して15日(水)に陽性となった134番の男性、および、7日(火)に発症して15日(水)に陽性となった136番の男性の2人がクラスターの核になっていることが分かる。

 改めて図1を見ると、134番の男性からは、濃厚接触者およびその同居者合計で4人の感染者が出ている。また、136番の男性からは、濃厚接触者7人がコロナ感染者となっている。

 また、152番、161番、165番の男性については、その同居者が感染している。一方、227番の男性は、同居している220番の女性からコロナが感染したと考えられる。その他、216番の男性は、どこで感染したかが分からず、リンクが追えない孤発例と言える。

 以上のように、加賀東芝関係者には、4月26日時点で、合計20人のクラスターが確認されている。

加賀東芝のクラスター発生の経緯

 次に、加賀東芝関係のコロナ感染者20人について、いつ発症し、いつ陽性が判明したかを図2に示す。

 石川県の前掲サイトによれば、134番の男性は、4月6日(月)に38度台の発熱、咳、全身倦怠感、咽頭痛を発症し、1週間後の13日(月)に帰国者・接触者相談センターに相談、翌14日(火)に帰国者・接触者外来を受診、15日(水)に石川県保健環境センターにおいてPCR検査を実施したところ、陽性であることが判明した。

 そして、134番の男性の濃厚接触者やその同居者の4人は、全員が4月15日(水)に発症している。厚労省によれば、コロナの潜伏期間は、1~14日であるという。とすると、134番の男性は、3月23日(月)~4月5日(日)の間のどこかで感染したことになる。したがって、この間に出社していたことにより、同じグループで席が近い社員のような濃厚接触者に感染させたのかもしれない。

 また、もっとも多数の社員に感染を広げた136番の男性は、前掲サイトによれば、4月7日(火)に37度台の発熱を発症し、翌8日(水)に石川県内のA医療機関を受診、約1週間後の14日(火)に帰国者・接触者相談センターに相談、同日帰国者・接触者外来を受診、翌15日(水)に石川県保健環境センターにおいてPCR検査を実施したところ、陽性であることが判明した。

 136番の男性の濃厚接触者として、4月14日(火)に2人、15日(水)に5人、合計7人が発症し、15日(水)~18日(土)までに全員の陽性が確認されている。潜伏期間を考慮すると、136番の男性は、3月24日(火)~4月6日(月)の間のどこかで感染したことになる。そして発症するまで出社していたことにより、同じグループなどの濃厚接触者に感染が拡大したと考えられる。

工場休止は防げたのではないか?

 上記の134番と136番の感染者に共通している問題は、発症してからPCR検査まで、8~9日もの日数がかかっていることである。また、4月6日(月)に発症した165番の男性は、PCR検査を受ける17日(金)まで12日間もかかっており、その17日(金)に発症した227番の男性がPCR検査を受けたのは10日後の26日(日)である。

 一方、一旦PCR検査で陽性者が出た場合、その濃厚接触者は、1~2日でPCR検査を受けている。逆に言えば、コロナ感染者濃厚接触者でない限り、なかなかPCR検査を受けられないということがわかる。これは、日本でコロナ感染者が増大し始めた2月頃から問題になっていることであり、加賀東芝のケースを分析してみて、改めてその深刻さが理解できた。

 もし、コロナが疑われる症状が出た場合に、速やかに、例えば発症後2~3日でPCR検査を受けることができたとしよう。その場合、134番、136番、165番、216番、227番の加賀東芝の社員は、もっと早くコロナに感染していることが分かったであろう。そうなれば、片っ端から濃厚接触者や同居者を検査して隔離することができたはずであり、4月14日(火)と15日(水)の2日間に、発症者が大量発生することを回避できたかもしれない。

 したがって、PCR検査を迅速に行う体制が構築されていれば、加賀東芝が4月16日(木)~30日(木)の間、生産を休止する事態を防げた可能性がある。

 今ここで気づいたのだが、工場休止期間は2週間であり、ちょうどコロナの最大潜伏期間に相当する。つまり、加賀東芝の経営幹部は、工場内で、いつ、誰が発症し、感染拡大が起きるか分からないというリスクを回避するために、社員約2000人に2週間の自宅待機を命じたのではないだろうか? それは、さぞ、苦渋の決断だったと推察する。

パワー半導体とは何か

 このように、コロナクラスターが発生した加賀東芝は、パワー半導体の生産を2週間休止せざるを得ない事態に追い込まれた。以下では、パワー半導体について解説する。

 パワー半導体は、冒頭で述べたとおり、電気があるところには必ず存在する半導体であり、その機能には、直流(DC)を交流(AC)に変換する(インバータ)、交流を直流に変換する(コンバータ)、交流の周期を変える(周波数変換)、直流の電圧を変換する(レギュレータ)などがある。

 身近なパワー半導体としては、PCやスマートフォンリチウム電池を充電するためのACアダプターの中には、ACをDCに変換する「AC/DCコンバータ」というパワー半導体が入っている。また、ハイブリッドカー(HV)や電気自動車(EV)には、リチウムイオン電池を充電するためのAC/DCコンバータはもちろん、その電池でモーターを動かすために、「DC/ACインバータ」というパワー半導体が搭載されている。

 人間の身体に例えると、プロセッサやメモリは脳に相当する(図3)。また、スマートフォンデジタルカメラに搭載されているCMOSセンサは、人間の目に相当する。そして、パワー半導体は、筋肉や心臓に相当すると言えるかもしれない。

パワー半導体の世界市場と企業別シェア

 図4にパワー半導体の世界市場の推移を示す。パワー半導体は、DRAMやNANDなどのメモリの様に派手なアップダウンがなく、年率成長率5.7%で右肩上がりに市場が成長すると予測されている(もっとも、このコロナ騒動で、2020年の市場は大きく落ち込むことになるが)。

 東芝は、2019年4月19日に開催した記者会見で、種類が多いパワー半導体の中でもEVやスマートフォンなど電子機器の需要が旺盛なハイパワー(Insulated Gate Bipolar Transistor、IGBT)、高耐圧FET(Field Effect Transistor)、低耐圧FETの3分野に注力すると発表した。この3分野は、2019年に世界市場が1兆円を超え、2023年には、約1.2兆円に成長することが期待されている。

 次に、2017年パワー半導体の企業別シェアを図5に示す。1位がドイツのインフィニオン(26.4%)、2位が米国のON Semiconductor(10.0%)、3位が三菱電機(8.6%)、4位が東芝(6.5%)、5位が欧州のST Microelectronics(5.7%)、6位が富士電機(5.5%)となっている。

 パワー半導体は、搭載される製品ごとに最適化が必要で、製造には高度なノウハウの蓄積が不可欠であり、今のところ、日米欧がトップシェアを占めている。韓国、台湾、中国には高い参入障壁があり、日本の三菱電機や東芝が今後も躍進できる可能性を秘めた分野であると言えよう。

加賀東芝はパワー半導体の中核拠点

 東芝デバイス&ストレージでは、加賀東芝と姫路半導体工場の2カ所でパワー半導体を製造している。その中でも、設計、開発、前工程、後工程を一貫して行っている加賀東芝は、非常に重要な中核拠点である。

 加賀東芝のパワー半導体の内訳は、8インチのウエハベースで、EVなど車載向けが約30%、列車など産業機器向けが約25~30%、スマートフォンなど電子機器向けが40~45%となっている。

 この中でも特に、EV向けのパワー半導体の引き合いが大きく、2017年の工場面積に対して、2019年に1.2倍、2020年に1.5倍に拡張する計画を立てており、さらにEV向け需要が高まれば新棟を建設することも検討すると前期の記者会見で発表した。

 東芝は、債務超過を回避するために、虎の子のNAND事業を売却せざるをえなかった。そのNAND無き東芝にとって、パワー半導体は、安定した収益をもたらし、かつ今後も成長が期待できる分野なのである。

 その中核拠点の加賀東芝が、コロナクラスター発生によって2週間の生産中止に追い込まれた。これは、東芝の経営にとって、痛恨の出来事であろう。

半導体が1つ欠けたら完成品はつくれない

 ちっぽけな部品である半導体が一つ欠けても完成品がつくれない。そのことを世に知らしめたのは、2011年3月11日発生した東日本大震災で、車載半導体を製造していたルネサス エレクトロニクスの那珂工場(茨城県)が被災したため、トヨタ自動車プリウスなどのクルマを1台もつくれなくなったときであろう。

 クルマメーカーは、1次下請けのティア1~4次下請けのティア4に至るまで、ピラミッドのような産業構造を形成している。そのピラミッドの頂点に位置する完成車メーカートヨタ自動車にとって、ルネサスなどの半導体メーカーは、ティア3に分類され、直接の取引がない企業である。

 トヨタ自動車は、デンソーへの依存を下げるため、ティア1との取引を分散していた。これによって、リスクを回避していた(つもりだった)。ところが、分散したはずのティア1からティア2を経て、全ての車載半導体がルネサス1社に集中していたのである(図6)。

 このことは、東日本大震災でルネサス那珂工場が被災して車載半導体の生産が完全に止まり、トヨタ自動車プリウスなどのクルマを1台もつくれなくなったことから発覚した。トヨタ自動車が真っ青になったのは言うまでもない。そのため、トヨタ自動車デンソーは、総勢約2500人の社員を送り込み、ルネサス那珂工場の復旧を支援した。

 クルマは約3万点の部品から構成されている。その1個が欠けてもクルマはつくれない。これと同じように、今、あなたが毎日使っているスマートフォンも、在宅勤務に活用しているPCも、半導体無しにはつくれない。その半導体には、プロセッサやメモリの他に、加賀東芝等が製造しているパワー半導体も含まれているのである。

政府ならびに厚生労働省関係者への要望

 2001年にITバブルが崩壊し、2008年リーマン・ショックが起き、2011年には東日本大震災が起きた。しかしそれでも、半導体産業は成長を続けてきた(図7)。2018年に、世界半導体出荷額は4687億ドル、出荷個数は1兆44億個となり、いずれも過去最高を記録した。

 現在、世界人口は約77億人であり、平均して1人当たり1年間で、約61ドル(約6500円)相当の半導体を約130個消費していることになる。この金額や個数は、コロナショックが起きた2020年に一時的に低下するかもしれない。しかし、その後、増加していくことは間違いない。

 人類の文化的生活や経済活動にとって、もはや半導体は欠くことができないキーパーツである。「ネジ・クギ」がなければ建造物がつくれないように、半導体という「ネジ・クギ」がなければ、あらゆる電子機器も、クルマも、鉄道や航空機などの交通網も、電機・ガス・水道などの社会インフラも、つくることもできなければ維持することもできないのである。

 まずは、5月1日以降、加賀東芝の半導体工場が生産を開始できるようになることを願わずにおれない。また、現在稼働している半導体工場、例えば、NANDのキオクシア(旧東芝メモリ)、CMOSセンサのソニー、車載半導体のルネサスなど、半導体工場の社員にコロナが疑われる症状が出た場合、速やかにPCR検査を受けられる体制を構築していただくよう、政府ならびに厚生労働省関係者に強く要望したい。医療従事者や公共交通機関の職員だけがエッセシャルワーカーではないのである。

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「トピックス」で新型コロナ感染者発生を伝える加賀東芝エレクトロニクスのホームページのキャプチャ画面 拡大画像表示