RCPPのランダーでは、少々窮地に陥っていた。ウルトラセーフ セキュリティ ソリューションの主任スペシャリストは、優先度の高い顧客、つまり新しい施設に拡張する予定の学校のために、開校前に火災検知および警報システムが必要な火災警報パネルを必要としていました。

それは 2021 年 8 月で、学校は 2021 ～ 2022 学年度の開始に向けて 9 月に新しい施設を開設する予定でした。問題が 1 つだけありました。火災警報器の制御盤は少なくとも 2 ～ 3 か月間は使用できないことです。

「2 つの異なるベンダーと話をしました」と Lander 氏は言います。 「これほど極端な品薄状態になったことはありません。そして、供給が入ってもバックオーダーを満たしているのに、また欠品してしまうため、今後 1 ～ 2 年続く可能性があると言っています。」

火災警報パネルだけではありません。それは、防犯警報装置、ラップトップ、モニター、ピックアップ トラックなど、半導体の機能を必要とする何百万もの電子機器の一部にすぎません。メーカー各社は驚異的な需要に応えようと努めており、2021年4月だけで418億ドル相当の半導体を販売し、2020年4月の344億ドルから前年比21.7％増となり、2021年には2020年比19.7％増の5,272億ドルの半導体を販売する予定であるという。(SIA)。

しかし、それだけでは十分ではありません。戦略国際​​問題研究所（CSIS）のシニアバイスプレジデント兼戦略技術プログラムディレクターのジェームス・ルイス氏は、半導体メーカーは、新型コロナウイルス感染症による工場閉鎖、メーカーの電力供給を混乱させたテキサス州の悪天候、日本のサムスン工場での火災、2020年の市場の期待に対する不適切な意思決定に至るまで、生産と流通を遅らせる完璧な嵐と闘ったと述べた。

「新型コロナウイルスの感染拡大が始まった当初、人々はパニックに陥っていました。彼らは、私たちがいわゆる「ペントアップ需要」と呼ぶもの、つまり事態が好転すれば需要が大幅に増加するということを考慮していませんでした。」とルイス氏は説明する。 「人々が車を買うとは誰も考えていませんでした。チップ担当者は『Xbox と TV の需要が急増している』と言いました。」

しかし、現在でも需要は依然として増加しており、世界中で起こっているデジタル変革に伴い、今後も増加し続けるでしょう。そして、供給増加の長期的なニーズに対処するには、サプライチェーンの回復力を高めるために、サプライチェーンに大きな変更と投資を行う必要があります。

基本

現代の経済とセキュリティの専門家を動かす資産について考えるとき、ほとんどの人は電気、インターネット、スマートフォン、監視カメラ、警報システムを想像するでしょう。しかし、それは全体像の一部にすぎません。

「多くの人は半導体がいかに重要であるかを理解していませんでした。ちょっとマニアックなことは認めざるを得ませんが」とルイス氏は言います。 「個々のチップ自体は商品であり、何百万ものチップが製造されています…しかし、それがデジタル環境で私たちが行うすべての中核であることが判明しました。」

基本的なレベルでは、集積回路またはマイクロチップとしても知られる半導体は、導電性を高めるためにドーピングと呼ばれるプロセスを経たシリコンなどの純粋な元素から作られています。この要素は最終的に、電子デバイスを実行するマザーボード上に配置できるチップに変換されます。

民間企業や国家は、半導体設計の研究に数十億ドルを投資しています。砂などの原材料は収集、精製され、溶解されてインゴットと呼ばれる固体の円柱になります。重さが200ポンドを超えることもあるこれらのインゴットは、幅1mmのウェーハにスライスされ、研磨され、回路設計が印刷されてから、ダイと呼ばれる個々の部品に切断されます。その後、ダイは一般にチップとして知られるものにパッケージ化され、電子デバイスに埋め込まれます。何百万もの製品にとって最も小さな、しかし最も重要なコンポーネントを構築するのは複雑なプロセスです。

米国は、初期の投資と研究、設計、生産の能力により、この分野における初期の世界的リーダーでした。また、コストを維持または削減しながら半導体の性能を向上させるために、チップ サイズを縮小しながら速度を向上させ、必要な電力を削減するムーアの法則にも依存しました。この概念の下では、チップ上のトランジスタの数はおよそ 18 ～ 24 か月ごとに 2 倍になると、米国国防高等研究計画局の元所長で現在は米国空軍の主任研究員であるビクトリア コールマン氏は説明しました。

半導体製造の段階

研究	回路を設計する	砂などの原材料を入手する
原料を精製して溶かしてインゴット（重さ 200 ポンドを超える固体円柱）を作成します	インゴットを幅約 1 mm のシリコン ディスクにスライスし、研磨します	ウェハー上に回路設計を印刷
ウェハーを切断して、ダイと呼ばれる最大 70,000 個の個別の半導体を作成します	完成した半導体にダイをパッケージ化する	電子機器の回路基板上に半導体を配置する

 

ある時点で、半導体密度を増加させる能力は頭打ちになり、同じ方法ではチップを改善できなくなりました。そのため、企業は他の競争上の優位性を生み出すためにイノベーションを余儀なくされた、とコールマン氏は2021年3月にウィルソンセンターが主催したパネルディスカッションで述べた。

「2020 年以降、彼らはただで縮小することはできませんでした。そこで彼らは、ムーアの法則がまだ有効であるかのように見えるように、側面で十分なイノベーションを開発したいと考えていました。」

競争力を維持するために研究と設計のコストが大幅に増加し、これらの企業が依存していたベンチャーキャピタルの一部が米国で枯渇してしまいました。経済力、グローバル化、半導体製造の環境への影響への懸念も、一部のメーカーが生産を海外に移転する一因となった。

2002 年、米国環境保護庁 (EPA) は、大気汚染を含む半導体製造による環境への悪影響に対処する規則を提案しました。最初の最終規則は 2003 年に発行され、2008 年には別の最終規則が発行され、塩酸、フッ化水素、グリコールエーテル、メタノール、キシレンという半導体製造に関与する 5 つの化学物質の使用に関する規制が制定されました。

同時に、他の国々も自国の半導体研究と生産能力に投資を開始しました。アンアクセンチュアとグローバル セミコンダクター アライアンスによると、現在 25 か国が直接サプライ チェーンに関与し、23 か国が半導体のサポート マーケティング機能に関与していることが判明しました。

「ウェーハ製造は最も世界的に分散しており、39 か国がサプライチェーンに直接関与し、34 か国が市場サポート (フォトリソグラフィー装置、エッチングおよび洗浄ツール、蒸着装置、製造施設サポート装置を含む) に関与している。」 によると半導体エコシステムのグローバル性と複雑性、2020 年発行。「ウェーハ設計への直接の関与は 12 か国に及び、製品の直接テストとパッケージ製造はそれぞれ 25 か国で行われています。」

米国は引き続き半導体売上高の世界市場シェアの 47% を支配しており、SIA によると、2020 年には 2,080 億ドルを突破しました。一方、米国の半導体製造能力は、2013 年から 2021 年の間に 56.7 パーセントから 43.2 パーセントへと 10 パーセント以上減少しました。

アジア太平洋地域には、2020年に2,710億ドルを超える最大の地域半導体市場があります。中国はこの地域で最大の単一国市場を占め、アジア太平洋市場の56パーセント、世界市場全体の34パーセントを占めています。

一部の連邦政府は、これまで半導体製造の強化に多額の投資を行っており、競争力を維持するために今後も投資を続けています。 SIAによると、例えば欧州連合は、加盟国でのチップ製造と研究を増やすために、現在から2030年までに200億ドルから300億ドルを投資することを約束した。

韓国はまた、労働力を倍増させ、製造投資税額控除を提供し、50%の研究設計税額控除を開発することにより、2030年までに半導体生産における主導的地位を確保するために、550億ドルから650億ドルの投資を伴うKベルト半導体戦略を展開した。

しかし、最大の投資は中国からのものです。同社は、2025年までにチップの自給自足を達成することを約束しており、研究と設計に300億ドル以上を投資し、10年間約200億ドル相当の法人税を免除し、チップ製造に国および地方レベルで1,000億ドルを投資している。

米国は半導体技術に同様の投資を行っていないため、多くの商業産業は人件費の削減、外交政策の決定、製造に関連する環境への懸念を理由に海外で半導体を製造することを選択している、と米国の諜報機関と防衛コミュニティを支援する革新的な技術スタートアップを特定して投資する戦略的投資家であるIn-Q-Telのパートナー、アイリーン・タンガル氏は述べた。

ウィルソンセンターのパネルディスカッションでタンガル氏は、米国の多くの商業産業が半導体を国内で生産するのではなく、台湾積体電路製造会社（TSMC）で製造することを選択していると説明した。

国内の半導体研究、設計、生産へのインセンティブと投資を創出するため、当時は米国ドナルド・トランプ大統領が法律に署名しました。2020 年 6 月。現在セキュリティ管理者報道時点では、議会はこの法の取り組みに資金を割り当てていませんでした。

ルイス氏は、TSMCが100億ドルから110億ドル相当の奨励金として、生産の一部を米国アリゾナ州に移転することを約束したと述べた。 「しかし、それが今日始まったとしても、そのようなチップは 2023 年か 2024 年までは見られないでしょう」とルイス氏は言い、研究と設計を伴うと、最先端のチップを製造するには 2 ～ 3 年かかると付け加えました。

この投資不足が大きな打撃を与えています。 2020年から2021年にかけて、さまざまな製造業が製品の製造に必要な半導体を入手できないため、生産を減速または停止すると発表した。例えばゼネラルモーターズ（GM）は2021年9月、北米の15工場のうち8工場で2週間、生産を一時停止すると発表した。フォードも半導体不足に対応して同様の措置を発表した。

「半導体の戦略的重要性と、経済競争力とサプライチェーンの回復力にとってその重要性がますます高まっていることが、世界中の政府の焦点となっている」とSIAは述べている。 「2020年末の新型コロナウイルス感染症（COVID-19）危機の結果として世界的にチップが不足したことは、世界の半導体サプライチェーンの脆弱性が私たちの日常生活に不可欠な多くの技術や製品を危険にさらしていることを示しています。実際、米国はこの戦略的分野への支援において世界的な競争に遅れをとっているため、現在、サプライチェーンの混乱に対して脆弱になっています。」

セキュリティ業界への影響

振り返ってみると、最も無害な会話が組織の転換点になることがあります。新車の注文が遅れているという従業員からの最新情報として始まったのは、後にシーロックスの CEO、カレン・エバンスにとって半導体不足と、半導体が準備されていない場合の会社への潜在的な影響についての参照点となった。

「従業員の 1 人が車の納車を待っていたときから注意を払い始めました。そして 1 年 1 か月経った今、その車は納車されていません」とエヴァンス氏は語りますセキュリティ管理2021 年 8 月のインタビューにて。 「私はそれを見て、顧客向けに調達するコンピューターを探していましたが、4 ～ 12 週間の遅れが見込まれていました。問題は、これらの製品のメーカーに送られる半導体とチップでした。」

そこで、2020 年 7 月、エバンス氏と彼女のチームは、契約製造業者に半導体を含む材料の在庫を積極的に買い占めさせ始め、最低 4 か月分の在庫を持つという以前の戦略から、1 年分の在庫を手元に持つ戦略に変更しました。

「大量に搬入していますが、完成したコンポーネントを保管する保管スペースがありません」とエバンス氏は言います。 「しかし、在庫切れになったことは一度もありません。」

しかし、シーロックスはその点では少し特殊です。 1979 年にカリフォルニアで設立され、それ以来、独自のソフトウェアおよびハードウェア ソリューションを設計および開発してきました。すべての製品も米国で製造されており、現在はニュージャージーに本拠を置く受託製造会社 Syscom によって製造されています。

「私たちの計画は、2020 年に増加した現在のレベルを維持し、新型コロナウイルスが収束するまで以前のレベルには戻らないことです」とエバンス氏は言います。 「私たちは、より高いレベルの完成品在庫を維持し、生産を継続できるように委託製造業者をサポートします。」

しかし、これはセキュリティ業界全体に当てはまるわけではありません。 CodeLynx の最高執行責任者であり、カジノサイト 国際セキュリティおよび応用科学コミュニティの議長である CPP のドリュー・ウェストン氏は、機器や製品の新規注文を満たそうとするのは「悪夢」だったと述べています。

「私たちが扱うすべてのもののリードタイムが増加しているのがわかりました」と彼は言います。 「2021 年 3 月に始まり、改善どころか悪化しています。リードタイムは無制限になっています。」

ウェストンは、ハイエンドの PTZ カメラ、魚眼カメラ、人工知能や機械学習機能を備えた製品の注文の履行時間が遅れていることに最初に気づき始めました。さらに 2021 年に入ってからも、アクセス制御リーダーからカメラ、デスクトップ、ディスプレイに至るまで、あらゆるものが影響を受けると彼は言います。

「ちょうど今日、6週間も注文が止まっていたため、お客様に商品を交換できるかどうか尋ねなければなりませんでした」とウェストン氏は言います。 「私たちは販売代理店に『今日は何を発送できますか?』と尋ねています。」

火災警報パネルと火災検知システムの最大手メーカーの 1 つであるハネウェルは、デバイスに電力を供給するために半導体に依存しています。

「あらゆるタイプの検知器には、それ以上ではないにしても、1 つのチップが搭載されることになり、すべての通知デバイスにはマイクロチップが搭載されることになります」と、ハネウェル社のバイスプレジデント兼南北アメリカ火災担当ゼネラルマネージャーのダレイウス・パテル氏は述べています。 「彼らは私たちのパネルと通信しており、建物に入ると、パネル内に複数のチップ、つまり中央局と通信するプライマリボード、通信カードが搭載されています。」

パテルは、ハネウェルが製品に使用しているチップがどこで生産されているかについては明言を避けたが、同社が2020年の「半ばから後半」にかけて不足に気づき始めたと述べた。ハネウェルは、可能な限り多くの在庫を保持するためにサプライヤーに「大量の注文」をし始めた。同社は顧客とのコミュニケーションも強化し、パテル氏自身が顧客ベース全体に電子メールを送り、半導体不足の「影響を感じている」こととハネウェルのリードタイムが延長されることを伝えた。

「私は包括的に述べたわけではありません。ただ、一部の製品には 1 週間か 2 週間、あるいは 1 か月か 2 か月かかる可能性があるというだけです」とパテル氏は言います。 「私たちはコミュニケーションを図り、可能な限り透明性を保たなければなりません。彼らは請負業者や建物の所有者と話し合っており、いつオープンするかを知る必要があります。」

ハネウェルはまた、エンジニアリング チーム内で、より多くの企業を認定するためにサプライヤーの基盤を拡大する方法を検討する作業を開始しました。

「当社の現金ポジションと投資先を見ると、当社の顧客ベースを確実に保護できるようにチップやその他のコンポーネントの購入に投資したため、原材料在庫が何百万ドルも増加しています。」とパテル氏は言います。

しかし、こうした措置を講じたとしても、ハネウェルの顧客ベースは影響を感じており、ハネウェルは「需要の100パーセントを供給することができない」と彼は付け加えた。火災警報パネルなどの製品は完成するとすぐに販売され、将来の仕事のためにディーラーやインテグレーターの在庫を埋めるのではなく、設置を待っている施設に送られます。

「当社の製品が工場で出荷されてから 4 日以内に機能するようにしたいのです」と Patell 氏は言います。 「以前は在庫があったのですが…棚に並べるための製品を購入できる状況ではありません。彼らは設置するために製品を購入しているのです。」

パテル氏は、数週間から数か月に及ぶリードタイムの延長という現在の環境が2021年末までに改善するとは予想していないと述べている。しかし、ハネウェルが発注している原材料の多くが利用可能になり、エンジニアリングチームによる追加の認定が有効になるため、2022年の第1四半期には改善が見られる可能性がある。

「そのプロジェクトはすでに開始されており、私たちはそれらのタイムラインを知っています。それらは改善される予定です」とパテル氏は付け加えた。 「自信を与えてくれる実際のデータがあります。」

その間、クライアントは引き続き期待を調整し、待ち時間やインターネット フォーラムを監視し、創造的に問題解決に取り組んでいます。ランダーを例に挙げましょう。セキュリティ管理者プレスタイムでは、彼が必要としていたパネルのうち 2 つを受け取ることが確認されました。1 つは地元の代理店から、もう 1 つはインターネットで見つけたディーラーからで、月末までに届く可能性があります。 

ミーガン・ゲイツはの上級編集者ですセキュリティ管理。彼女と連絡するには[email protected]。 Twitter で彼女をフォローしてください:.

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