半導体不足はなぜ起こったのか？原因や影響・これからの見通しを解説 ｜千葉県の太陽光発電は株式会社レクソル
スマートフォン、自動車、家電製品など、私たちの身のまわりにある製品のほぼすべてに半導体が使われています。2020年以降、半導体が世界的に不足し、新車の納期が大幅に遅れたり、ゲーム機が店頭から姿を消したりする事態が相次ぎました。
半導体不足は一時期より落ち着きを見せていますが、自動車向けや産業機器向けなど一部の分野では供給の不安定さが続いています。太陽光発電システムに使われるパワーコンディショナーにも半導体は欠かせないため、太陽光発電設備の導入を検討している方にとっても無関係ではありません。
この記事では、半導体不足がなぜ起きたのか、原因から社会への影響、今後の見通しまでをわかりやすく解説します。
半導体とは、電気を通す「導体」と電気をほぼ通さない「絶縁体」の中間の性質を持つ素材です。この性質により電流を細かくコントロールできるため、現代の電子機器に欠かせません。
炊飯器の火加減を微妙に調節する「脳」のような役割をイメージするとわかりやすいでしょう。スマートフォンやパソコンはもちろん、エアコン、冷蔵庫、電子レンジといった家電、自動車の制御システム、工場のロボット、交通系ICカードの読み取り機まで、生活のあらゆる場面に組み込まれています。
電気信号を「0」と「1」のデジタル情報として処理・記憶できる特性があるため、小さなチップに膨大な回路を作り込むことが可能です。現代の電子機器の高性能化・小型化は、半導体によって支えられています。
半導体にはさまざまな種類があり、それぞれ異なる役割を担っています。大きく分けると、情報処理、記憶、電力制御の3つに分類できます。
「ロジック半導体」はスマートフォンやパソコンの頭脳にあたる部品で、CPUやGPUがこれに該当します。「メモリ半導体」はデータを記憶する役割を持ち、パソコンのRAMやスマートフォンのストレージなどに使われます。
「パワー半導体」は電力を変換・制御する部品で、電気自動車のモーター制御や太陽光発電システムのパワーコンディショナーなどに多く用いられています。
半導体不足の影響が目立ったのは、幅広い製品に使われるロジック半導体やパワー半導体です。とくにパワー半導体は太陽光発電とも深く関わっているため、後の章で詳しく解説します。
パワー半導体には「ディスクリート」と「モジュール」の2つの形態があります。
ディスクリートは、トランジスタやダイオードなどの単機能部品を個別に使う形態です。構造がシンプルなため比較的低コストで製造できますが、多くの部品を組み合わせる必要があります。
モジュールは複数の半導体素子をひとつのパッケージにまとめたもので、設計の手間が省け、機器の小型化にも対応しやすい利点があります。太陽光発電のパワーコンディショナーには、このモジュール型が多く使われています。
機能別に整理すると、半導体の主な種類は以下のとおりです。
これらはすべて日常の製品に組み込まれており、ひとつでも供給が滞ると広範な製品の生産に影響を及ぼします。
半導体不足は、ひとつの原因で起きたわけではありません。需要が急増した一方で、供給側には、増産に時間がかかる構造的な事情があります。そこに地政学リスクや自然災害が追い打ちをかけたことで、状況がさらに複雑化しました。
半導体の製造には、工場を建設して本格稼働するまでに数年単位の時間と数千億円規模の投資が必要です。需要が増えたからといって、すぐに生産量を増やせないのが半導体業界の大きな特徴だといえます。こうした構造的な脆弱さに複数の問題が重なったことで、世界的な供給不足が生まれました。
半導体不足の大きなきっかけは、2020年以降に世界中で拡大した新型コロナウイルスの感染拡大です。
外出制限により、多くの企業がテレワークを導入し、学校でもオンライン授業が広がりました。その結果、次のような製品・サービスの需要が短期間で急増しました。
本来であれば数年かけて増えるはずだったデジタル需要が、一気に前倒しされたことで、関連する半導体の需要も急速に膨らみました。
一方で、コロナ禍初期には自動車メーカーが販売不振を見込み、半導体の発注を減らしていました。しかし、その後の自動車需要は予想よりも早く回復します。
自動車メーカーが再び半導体を発注しようとした時点では、すでに他の製品向けの生産枠が埋まっており、必要な半導体を十分に調達できない状況になっていました。この需要予測のずれが、自動車向け半導体不足を深刻化させた一因として知られています。
コロナ禍を経て、半導体の需要はさらに広い分野へと拡大しています。
とくに大きな変化をもたらしているのがAIの急速な普及です。生成AIの学習・推論には膨大な計算処理が必要で、その処理にはGPUが大量に使われます。電気自動車（EV）の普及も需要を押し上げており、1台のEVにはガソリン車よりはるかに多くの半導体が搭載されています。
さらに、半導体を作るための製造装置や検査機器自体にも半導体が必要です。そのため、半導体が不足すると製造装置も作りにくくなるという悪循環が生まれます。これが供給力回復に時間がかかる構造的な理由のひとつです。
需要が急増するなかで、供給側も相次ぐトラブルに見舞われました。
2021年には、世界有数の半導体生産地である台湾で深刻な干ばつが発生しました。半導体の製造には大量の純水が必要なため、水不足は工場の操業に直接影響します。同時期に台湾では停電も発生し、精密な生産ラインが停止を余儀なくされました。日本でも同年、ルネサスエレクトロニクスの工場で火災が起き、自動車向け半導体の供給に大きな打撃を与えました。
また、2022年に中国・上海で行われた大規模なロックダウンは、半導体の生産と物流を大きく停滞させました。ひとつの地域の工場が停止するだけで世界のサプライチェーンに影響が及ぶ点が、グローバル化した半導体産業の弱点です。
半導体不足の根底には、米国と中国の間で続く技術覇権をめぐる対立があります。米国は2022年10月、中国への先端半導体や製造装置の輸出規制を大幅に強化しました。規制対象には中国の大手半導体メーカーも含まれ、中国関連の供給・調達に制約が生じた結果、他の地域への発注が集中しました。
この規制は2026年時点でも完全には解消されておらず、日本や欧州にも協調が求められるなど、国際的なサプライチェーンの再編は現在進行形で続いています。
さらに、半導体の主要材料であるレアアースで世界トップシェアを持つ中国が輸出制限を強化する動きも懸念されています。材料の調達が困難になれば、半導体の生産量そのものに影響が出るリスクがあります。
2022年2月に始まったロシアによるウクライナへの軍事侵攻も、半導体の原材料調達に影響を与えました。
ウクライナは、半導体の製造に欠かせない希少ガスの主要産地です。侵攻による生産・輸出の停滞が、半導体メーカーの調達難やコスト増加に拍車をかけました。さらに、ロシアとウクライナはパラジウムなど白金族金属の産地でもあり、価格高騰が製造コストの増加にもつながりました。
半導体不足は「工場の問題」にとどまらず、地政学的リスクや資源をめぐる国際関係とも深く結びついています。
半導体不足は製造業だけでなく、私たちの日常生活にも目に見える形で影響を及ぼしています。半導体はあらゆる製品に組み込まれているため、不足すると生産が滞り、価格が上昇し、消費者の選択肢が狭まります。
半導体不足の影響は、自動車産業にとくに顕著に表れました。1台の乗用車には多いもので100種類以上の半導体が使われており、そのひとつでも調達できなければ完成させられません。2021年から2022年にかけて、国内外の主要メーカーは相次いで減産し、新車の納車待ちが1年以上に延びるケースも珍しくありませんでした。
家電分野でも、洗濯機・冷蔵庫・エアコンなどの生産が遅れ、品薄や価格上昇の原因となりました。交通系ICカードの新規発行が一時停止されたことも、多くの方の記憶に残っているでしょう。
半導体不足は、私たちが普段は意識しにくいインフラにも影響を及ぼしました。ルーターや基地局などの通信インフラ機器も例外ではなく、5G網の整備が一部地域で遅延したと指摘されています。
太陽光発電システムにも、半導体不足は影響を及ぼしました。
太陽光パネルで発電した電気は直流のため、家庭で使える交流に変換する必要があります。この変換を担うのが「パワーコンディショナー」です。パワーコンディショナーの内部には多数のパワー半導体が使われているため、半導体の供給が不安定になると、製造や納期にも影響が出やすくなります。
半導体不足が深刻だった時期には、太陽光発電システムに次のような影響が見られました。
このように、半導体不足はパワーコンディショナーだけでなく、太陽光発電システム全体の価格や導入スケジュールにも影響を与えました。
供給状況が不安定な時期ほど、計画から設置まで余裕を持ったスケジュールを組むことが重要です。太陽光発電の導入を検討している方は、早めに専門家へ相談することをおすすめします。
半導体の供給が逼迫すると、偽造品や粗悪品の流通リスクが高まります。正規の流通経路から調達できなくなった企業が、品質保証のない非正規ルートに頼ることがあるためです。
こうした偽造品や粗悪品は、見た目では判別しにくく、製品の品質低下や動作不良の原因になります。企業にとっては製品の信頼性を損なうリスクがあり、対応コストが最終的に製品価格に転嫁されることもあります。
粗悪な半導体が製品に使われると、問題は経済的損失にとどまりません。私たちの健康や安全にも影響を及ぼす可能性があります。
医療機器に使われる半導体の品質が低下すると、計測値が不正確になったり、機器が誤作動したりするリスクがあります。
電力を制御するパワー半導体に問題がある製品では、発火や過電流などの安全上の問題が生じる可能性も否定できません。自動車の安全システムに不良品の半導体が使われれば、ブレーキや衝突回避システムが正常に機能しなくなるリスクもあります。
こうした事態を防ぐため、製品の購入時には信頼できるメーカーや販売店を選ぶことが重要です。
半導体不足の最も深刻な時期は過ぎましたが「完全に解消された」とはいえません。需要の構造は変化し続けており、一部の分野では今後も供給の不安定さが続くと見られています。
ただし、世界各国で供給力を強化する取り組みが本格化しており、工場新設や生産ラインの増強によって、徐々に回復に向かう見通しです。
半導体の安定供給に向けて、世界各国が大規模な投資を進めています。
日本では経済安全保障の観点から、国内の半導体生産拠点の強化が急ピッチで進んでいます。台湾の大手半導体メーカー「TSMC」が熊本県で工場を建設し、稼働を開始したことはその象徴です。
経済産業省は「半導体・デジタル産業戦略」のもとで、国内の製造基盤強化を継続的に推進しています。米国では「CHIPS and Science Act」、欧州では「EU Chips Act」として、それぞれ国内生産拡大のための政策が打ち出されています。
こうした取り組みは中長期的に供給力の底上げにつながりますが、新工場が本格稼働するまでには数年単位の時間がかかるため、即座に不足が解消されるわけではありません。
出典：経済産業省「半導体・デジタル産業戦略の現状と今後（令和7年5月30日）」（https://www.meti.go.jp/policy/mono_info_service/joho/conference/semicon_digital/0013/handeji13-3rr.pdf#page=37）
供給能力が増強される一方で、半導体の需要自体も今後さらに高まる見通しです。
AIブームを支えるデータセンターへの投資は世界規模で拡大しており、高性能な演算チップの需要は今後も増え続けると予測されています。自動運転技術の普及、スマートシティの整備、5G・6Gへの通信インフラ更新も、いずれも大量の半導体を必要とします。
電気自動車の普及が進むほどパワー半導体の需要は拡大し、再生可能エネルギーの導入増加にともない、太陽光発電や蓄電池向けのパワー半導体需要も増加すると見込まれます。
供給量が増えても、需要がそれ以上に伸び続ける可能性があるため、分野によっては今後も需給の逼迫が続くことが考えられます。
世界的な供給力強化が進んでいるとはいえ、半導体不足のリスクは完全に解消されたわけではありません。
スマートフォンやパソコン向けの汎用品は供給が落ち着きつつありますが、高性能AI向けチップや車載・産業機器向けでは依然として需給がタイトな状況が続いています。台湾周辺の緊張や米中の輸出規制の動向次第では、サプライチェーンが再び混乱する可能性があります。また、自然災害や事故による工場の操業停止も予測できません。
経済産業省の資料でも、AI需要の急拡大を背景に特定分野での半導体需給逼迫リスクが指摘されており、国内供給力の強化と国際的な連携を継続的に進める方針が示されています。こうした状況を踏まえると、太陽光発電や蓄電池など住宅設備の導入を検討している方は、調達環境の変化も念頭に置き、余裕を持ったスケジュールで計画を進めることが重要です。
出典：経済産業省「半導体・デジタル産業戦略の現状と今後（令和7年5月30日）」（https://www.meti.go.jp/policy/mono_info_service/joho/conference/semicon_digital/0013/handeji13-3rr.pdf）
半導体不足は、新型コロナウイルスによる需要の急増、工場の操業停止、米中貿易摩擦、ウクライナ危機といった複数の要因が重なり合って生じた複合的な問題です。影響は自動車や家電にとどまらず、太陽光発電システムのパワーコンディショナーの納期延長や価格上昇にもおよびました。
世界各国で供給力強化の取り組みが進んでいますが、AIや電気自動車の普及による需要拡大は続いており、分野によっては供給不足のリスクが残ります。半導体が安定供給される状態になるまでには、まだ時間がかかると見ておくことが現実的です。
太陽光発電システムの導入は、早めの検討が安心につながります。供給環境が変化する今こそ、まずは専門家への相談から始めてみてはいかがでしょうか。
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