AIコンピュート需要の爆発的成長は、業界を今後何年にもわたって制約する4つの構造的なサプライチェーンのボトルネックに直面していると、Semiconductor Engineeringの詳細な分析が報じている。
この分析では、先端ファウンドリとパッケージング容量、メモリ供給（特にHBM）、データセンターの電力供給、光インターコネクト用レーザーの4つが重要なボトルネックとして特定されている。
需要の規模は驚異的だ。Google Geminiだけで月間3.2千兆トークン以上を処理しており、前年比7倍増となる。TSMCの収益は2023年から2028年の間に4倍になると予想され、世界の半導体市場は2030年までに1.5兆米ドル（約1.2兆ポンド）に達し、AIがその55パーセントを占めると見込まれている。
「顧客の需要を満たせるようになるまでには長い時間がかかる」とTSMCのCC Wei CEOはBloombergに語った。
ボトルネック1：先端ファウンドリとパッケージング
TSMCは、その先端プロセスノードとCoWoS（Chip-on-Wafer-on-Substrate）パッケージング技術により、最先端AIチップ製造において事実上の独占を維持している。CoWoSの容量は80パーセントの年平均成長率（2022-2027年）で成長してきたが、AIアクセラレータのウェハ需要は同じ期間に11倍以上に拡大しており、この計算は永続的な不足を保証するものとなっている。
TSMCは一部のCoWoS作業をASEとAmkorに外注し、コスト削減を目的としたガラスコア基板を使用する新しいCoPoS（Chip-on-Panel-on-Substrate）アプローチを開発している。しかしこれらは中期的な解決策に過ぎない。
代替ファウンドリは限られた救済しか提供できない。IntelとSamsungは先端ノードを持つが、同等のパッケージング成熟度を欠いている。SMICは電力効率の低い後発ノードにとどまっている。GlobalFoundriesは12ナノメートルが上限で、データセンターAIには不十分だ。
一方、ABF（味の素ビルドアップフィルム）は、1社が世界市場の95パーセント以上を供給する基板材料であり、2026年に価格が30パーセント上昇し、2027年には20パーセント以上の供給不足が見込まれている。
ボトルネック2：メモリ、特にHBM
DRAM供給は3社（SK hynix、Samsung、Micron）によって支配されており、すべて現在1兆米ドル以上の評価額となっている。モジュールあたり8〜16のDRAMダイの複雑な積層を必要とするHBM（高帯域メモリ）は、80パーセントが韓国で製造されている。
好況と不況のサイクルに長年慣れてきたDRAM企業は、現在価格を引き上げ、Micron-Anthropic契約のような長期的な戦略的供給契約を結んでいる。ABF不足を回避するために標準パッケージとガラス基板を使用した新しいJEDEC HBM規格が開発中だが、生産にはまだ数年かかる。
CXMT（2025年の収益80億米ドル）や長江ストレージ（3つの新工場を建設中）などの中国サプライヤーは拡大しているが、仕様面で大きく遅れをとっている。
ボトルネック3：電力とデータセンターインフラ
AmazonのCEOは、電力をAIデータセンター構築における最大の制約要因として挙げている。ほとんどの地域の電力網は十分な速度で容量を増やすことができない。地域社会の抵抗も強まっており、Texas Tribuneの世論調査では、ほとんどのテキサス州民が地域内の新しいデータセンターに反対している。
ハイパースケーラーは創造的な回避策を追求している。Tesla、Sunrun、Renew Home（Googleのスピンオフ）は、住宅用家庭用バッテリーを活用して、ピーク需要時に17の大規模データセンターに電力を供給する計画だ。MicrosoftはJoulentを通じてChevronと20年契約を結び、パーミアン盆地に2.7ギガワットのガス発電所を建設する。
他のインフラも逼迫している。変圧器と高圧遮断器が不足している。大手ガスタービンメーカーのGE Vernovaは2029年まで完売している。太陽光発電とバッテリーの構成は、冬の最悪シナリオのために天然ガスのバックアップなしでは経済的に成り立たない。
ボトルネック4：光インターコネクト用レーザー
最も差し迫ってはいないが、最も急成長しているボトルネックである。レーザーはスケールアウトリンク（プラガブルトランシーバー）と将来のスケールアップリンク（コパッケージドオプティクス）の両方に必要であり、後者ではシステムあたり10〜100倍のレーザーが必要となる。
主要レーザーサプライヤー3社（Coherent、Lumentum、住友）は合計68パーセントの市場シェアを占めている。すべて完売状態で、能力拡張のために前払い金を必要としている。Nvidiaは2026年3月にCoherentとLumentumの各社に20億米ドルを投資した。Coherentは2026年にリン化インジウムの生産量を倍増し、2027年にはさらに倍増以上の計画を立てている。
このボトルネックは、リン化インジウムの製造に必要な資本が少なく、リードタイムも最先端のロジックやメモリファブよりも短いため、最も管理しやすいと考えられている。
地政学的な背景
4つのボトルネックのうち2つは地理的集中リスクを抱えている。TSMCの最先端容量は台湾に集中しており、中国に近接している。韓国は世界のHBMの80パーセントを生産しており、そのすべてのファブとパッケージング施設は北朝鮮のミサイルの射程内にある。
「サプライチェーンは対応しているが、これらのボトルネックは今後何年も続く可能性が高い」とTateは結論付けた。
ソース: Data Center AI Growth Faces Challenging Bottlenecks (Semiconductor Engineering, 2026年7月)
雅子 訳