歩留まり

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歩留まりないし歩止まり（ぶどまり）とは、製造において「原料（素材）の投入量から期待される生産量に対して、実際に得られた製品生産数（量）比率」のことで、高低で優劣を表す。殊に、半導体製品では、生産した製品の全数量の中に占める、所定の性能を発揮する「良品」の比率を示す。歩留まりが高いほど、原料の質が高く、且つ製造ラインとしては優秀といえる。

[編集] 概要

例えば製鉄の際に、同じ精錬方法を使って鉱石10から鉄1を製造できる場合と、鉱石8に対して同量の鉄1が得られる場合、後者の鉱石の方が質が良い。また同じ鉱石100を使って鉄を10精錬できる方法と、11精錬できる方法があった場合、後者の精錬方法の方が優れている。またこの考えは食料生産（農業・食品加工）にも適用され、原料に対する可食部の比率を指し、その残りが所謂食品廃材である。

工業分野では、工業製品の製造数に対する良品（不良品の対義語）の比率を指している。

歩留まり率が低いと、その分余計に原料が必要となり、それが製造コストを圧迫する。このため生産・製造分野での歩留まり向上は、課題のひとつである。

[編集] 歩留まりと技術

理想論から言えば歩留まり率は限りなく高い方が良いのだが、不良品をゼロとする事は製造の関係もあり、現在の技術では純粋な素材を製造することができないことや、製造ラインの作業面における人的ミスや機械トラブルを完全に廃せない以上、不可能である。

また良品と不良品の境界が曖昧な工業製品では、検査や品質の基準を下げるだけでも歩留まりを上げることはできる。例えば液晶ディスプレイはドット落ちなどの関係で、一定以上ないし目立つ個所の不良表示画素子がある製品を不良品とするが、この基準を「何処まで容認するか」によって歩留まりは大きく変化し、仮に不良画素を一切認めなかった場合には、液晶パネルの歩留まりは現行の十分の一程度に下がると言う話もある。液晶ディスプレイの一般クラスの製品とハイエンドとでは価格にして文字通りケタが違うのはそのためである。

[編集] 半導体製品と歩留まり

工業製品の歩留まりが低いものの代表格には半導体製品（→半導体素子）がある。かつてトランジスタがまだクリーンルームもなく手作業で製造されていた時代には、季節やその日の天候・湿度によっても歩留まり率が大きく変化していた。これは空気中の埃などが半導体表面の膜生成に影響したためである。（後述）

半導体に関する物性が解明され、不良になる原因が特定されて対策が講じられる様になり、クリーンルームで厳密な製造管理を行うようになると、歩留まりも向上していくが、尚も、製造時の各種パラメータのばらつきや、微細な塵芥の混入など、製品を製造するにあたっての障害を完全に排除する事はできず、歩留まりの問題は現在のCPUのような微細な回路を持つ集積回路でも常に技術的改良が進められている。

CPUやハードディスクなどコンピュータ用の部品では、高い基準に合格したものをハイエンドモデルとして販売し、不合格となったものは基準を低くして（たとえば動作周波数を下げる、最大記録容量を減らすなど）、ミドルモデル、エントリーモデルとして販売している。こうすることにより、単一の生産ラインからさまざまなグレードの製品を出荷でき、市場の需要を満たすことができる。歩留まりが向上すれば、さらに高い品質基準を設けることによって、新製品を開発せずとも”より高性能の新機種”を生み出すこともできる。最新CPUの動作周波数が「じわじわと」向上していくように見えるのはそのため。

これを逆に考えた場合、CPU・メモリ製品は額面より高い周波数で動作する”かもしれない”ポテンシャルを秘めたまま出荷されていることになる。ここから、「ユーザー自身でCPU・メモリをオーバークロックして動かしてしまおう」という発想が生まれる。また、ベンダーからCPU・メモリの供給を受けたサードパーティーが、独自に選別を行ってオーバークロック仕様にした製品を出荷しているもの（ゲーマー向けグラフィックボードなど）もある。（これらについての詳細はオーバークロックの項目を参照）

[編集] 初期の半導体製造

上で述べたとおり、手作業で半導体生産が行われていた時代、生産数量が天候等に左右される状況から、天候任せの栽培様式をとっていた農業に喩えて半導体農業説とも言われた。また、実際に生産してみないと良品がどれだけ採れるかわからない点を、漁業で網を入れて引き揚げてみないと実際の漁獲高が分からない事に準えて半導体漁業説とも言われた。

例えば、日本で1975年当時に5億円を投入したある設備で行われたIC回路試作量産では、最初の内は一ヶ月以上に渡って歩留まり率0％（全て不良品）という惨憺たる有様だったと、当時開発にあたっていた西久保靖彦は語っている（三栄ハイテック記事）。

また、半導体では或る程度の歩留まりを基準にコスト算出を行い、それを基に製品価格が決められる事もある。例えば歩留まり30%を前提に製品価格を設定し、製造ラインの習熟で歩留まりが30%を超えたら出荷を開始し、以後は、歩留まりが向上した分がそのまま純然たる利益になる。或いは、良品が増えて得られる余裕を価格競争力に振り向ける事も出来る。よって、生産ラインを素早く立ち上げ、歩留まりを他社より早く向上させることは、競争力を確保する上で重要なポイントとなる。

一方で、需要者の面から見れば、初期の半導体製造の歩留まりの低さは部品の確保における不安定要素となる。最悪の場合には所定数量の部品を確保することが出来ず、自身の業務に差し障りを生ずる事態を招きかねない。そのため、複数の供給業者、所謂セカンドソースから製品の供給をあおぐ事も行われた。

[編集] 工業における歩留まり向上に関する備考

日本では製造段階のトレーサビリティ導入をはじめとした様々な品質管理のための努力が成されているが、その一方で日本人が物品の製造に適した精神性をしているという説（日本人論）もみられる。このような説ではアニミズム的観点から、日本人は自身の製造している製品や、あるいはその製造に用いている機械設備に対しての思い入れが強く、この関心の高さから製造面での異常に気付き易く、結果的に歩留まりの向上に貢献しているとしている。

この節の是非は複雑な問題を含むが、その一方で1980年代までの米国の自動車産業を含む製造業では、自分たちの作っている製品に無頓着な労働者が多く、例えば自動車では腕にアクセサリを付けたまま作業して車のボディに傷が入ろうと然程気にされていなかった。しかしこの塗装面にキズの残る車両を日本に輸入した場合に、新品に対して思い入れの強い日本人客からクレームも出たため、製造面でそのような傷を付けないよう徹底された。結果的に労働者らは自分の作って居る製品に注意を払うようになり、歩留まり率も向上したなどと言う話も漏れ聞かれる。

一般に製造業では、労働者が製品に対して好意的であるか否かによっても、歩留まり率に大きな較差が出る傾向がある。

[編集] 食料生産と歩留まり

食料生産では、いかに食品廃材を減らして可食部を多く得るかが重要課題となる。例えばと畜場では家畜一頭から採れる食肉や家畜由来製品を少しでも多く得ようと、屠殺の方法から解体方法、あるいは利用方法まで様々な分野での研究・技術開発が進んでおり、また無駄なく家畜を利用するため、料理方法も世界各地で様々な工夫が見られ、屑肉はハンバーグなどの料理に、もつ（内臓肉）も工夫を凝らして食べる方法が存在する。

ただ、この歩留まり向上の技術的な発展は、必ずしも福音ばかりとはいえない。例えばBSE問題では、肉骨粉のような食品廃材を飼料として利用した結果として問題が拡大しているし、また米国産牛肉の生産で導入されている「先進的食肉回収システム」はこの歩留まり向上を目指したシステムだが、これが「骨周辺の肉を高圧の水ないし空気で吹き飛ばす」という性質のものであるため、危険部位として問題視されて居る神経組織の混入を招くのではないかと見る識者もいる（HOTWierd記事）。このため生産側ではBSE汚染の可能性がある牛への同システム使用を厳重に制限している（米領事館記事2003年）。