こんにちは、たかひろです。
最近とくに耳にするようになった「半導体」
その中でも「半導体不足」という言葉を耳にした方も多いかも知れません。
「単語はよく聞くけど、実際どういうものなのか分からない」
「機械に組み込まれているのは分かるけど、どういう働きをしているのか分からない」
今回はそんな「半導体」というものの基礎的な部分に特化した記事となります。
この記事を読むことで
- 「半導体」って何？ に答えることできる
- ニュースなどの情報を理解できる
- 人に話せるようになる
今こうして使っているスマートフォンやタブレット、PCにも「半導体」は使用されています。
これまでの産業の発展、これからの発展にも欠かせない
「半導体」
その基礎知識や不足することでの影響など
「明日からちょっとだけ人に話せる」をコンセプトにお伝えしていきます。
ぜひ、最後までご覧ください。
目次
「半導体」ってなに？
「半導体」ってなに？
って聞かれてもすぐに分かりやすく答えることって難しいですよね。
まずはそんな「半導体」の性質、機能について説明していきます。
「半導体」とは、一定の電気性質を持った物質
物質の中には
- 電気を通すことのできる「導体」
※金属、銀、銅など - 電気を通すことのできない「絶縁体（別名:不導体）」
※ゴム、紙、ダイヤモンドなど
半導体は、「導体と絶縁体の中間的な特性を持つ物質」
※シリコン、ゲルマニウムなど
例を挙げると「スイッチ機能」が分かりやすいです。
熱や信号など、ある一定の条件によって電気を通し、信号がないときには電気を通さない。
これが可能なのが「半導体」であり、一つの特徴といえます。
「半導体」って何ができるの？
周りを見渡せばスマホやパソコン、車や電車、照明機器、テレビなどの家電品
何かしらは身の周りにあると思います。
これら全てに「半導体」が組み込まれているんです。
「半導体」そのものを直接意識することはないものの、「社会のインフラ」としてもここまで当たり前の物質になっているわけです。
その中でもどういった技術に活用されているのか、3つ紹介します。
電気エネルギーを光エネルギーに変換することができる
半導体は電気エネルギーを光エネルギーに変換することが可能です。
これを利用したのが「LED照明」です。
半導体で構成されたLEDチップに電気を流すことで発光し、照明としての機能を果たします。
また、その逆も可能です。
光エネルギーを電気エネルギーに変換することができる
半導体は光エネルギーを電気エネルギーに変換することが可能です。
イメージしやすいものが「太陽光発電」
これは光を利用して電気を流すことが可能となります。
電気の流れを制御することができる
回路に組み込むことで、電気の流れを西予することができます。
先程少し触れた「オン・オフ切替（スイッチ機能）」と「一方向に電気を流す」こと。
「一方向に電気を流す」ための素子として利用する場合は「ダイオード」という呼び方をします。
これは、不純物を不純物を含ませるなど処置を行った半導体と組み合わせることで一方通行にする特性を持つことができます。
他にはこんな物にも使われています
・湯沸かし器
・炊飯器
・銀行のATMなど
炊飯器で美味しいごはんが炊けるのは、「半導体」による細かい制御によって実現しているんです。
「半導体」が不足している原因は？
コロナパンデミックにより、働き方やプライベートの過ごし方など、生活が大きく変わりました。
「仕事がテレワークになり、自宅で過ごす時間が増えた」
「出かける時には、電車ではなく車を使うようになった」など
色々な物や事に関する価値観が大きく変わりつつあります。
主な要因は2つ
予想外の需要拡大
コロナ禍での工場の稼働停止や物流の停滞によりサプライチェーンの混乱が生じました。
それに加えて、テレワーク人口増加によりパソコンなどの電子機器需要が急速に拡大。
自宅で過ごすことが多くなり、テレビなど家電品の需要も拡大、移動手段に車が選択されることも多くなり自動車の需要が拡大。
こうした連鎖的な需要の急速拡大により供給側の混乱を招いているわけです。
サプライチェーン・・・製造業において、材料調達→生産管理→物流網→販売までの一連のシステムの流れを表す
まさに供給の混乱に加担してしまいました。。。。。
供給体制のひっ迫
ひっ迫の要因としては、デバイス等の需要の急拡大だけではなく、供給側の問題や災害など色々な要素が関係しています。
自動車を例として、不足までの流れを簡単に説明します。
メモ
・パンデミックの影響で自動車メーカーが需要縮小を予想し、減産（企業からの半導体需要減）
→これにより半導体メーカーは自動車用から民生用への半導体製造に切り替える。
→読みが甘く、自動車を生産するための半導体が不足。
・世界的なシェアを持った日本の自動車用半導体メーカーのルネサス社は火災により大きな被害を受ける。
・アメリカのテキサス州では嵐の影響により半導体工場の生産が停止。
「半導体」の未来について
機械が便利になって、高性能化が進むことで
半導体の需要も進んでいきます。
現在のコロナ禍で、以前には考えもしなかったことが起こっています。
そんな中でも半導体産業は2020年から2年連続でプラス成長で、かつ記録を更新しています。
機械の高性能化は今後もより進められるため、半導体の需要は2022年以降も拡大する可能性が非常に高いです。
まとめ
さて、今回は「半導体ってなに？」という切り口から
時事的な内容までをフワッとカバーする内容にさせて頂きました。
この記事を読むことで、「半導体って何？」と聞かれたときに
ざっくり答えられるようになったかと思います。
内容は基礎の基礎なので、深堀りした内容のものも今後掲載していきたいと思っております。
こんな感じで「明日から少し話せる」をコンセプトにした題材を時々更新していけたらと思っております。
それでは！