Open Innovation WG ・ 比較の枠組み

鉄鋼型の構造
何が国策物資を作るのか

製鉄所を持つことが主権の証明だと、20世紀の各国は信じていた。いま同じ言葉が「ソブリンAI」として繰り返されている。だが鉄鋼と半導体は、似た顔をして正反対の産業組織に着地する。その分岐を決めているのは、たった一つの変数である。

この記事の骨

原料が遍在し、生産が集約する財は、必ず国策化する。原料が偏在するなら産地を押さえればよいが、遍在する財では工程を持つこと自体が優位になる。そして工程は、国家が意図的に作れてしまう。だから産業政策の対象になる。

そのうえで、キャッチアップできるかどうかを決めるのは陳腐化速度である。遅ければ後発国が追いつき、追いついた結果として過剰能力と通商摩擦が生じる。速ければ追いつけず、独占が固定して輸出管理の対象になる。

鉄鋼の20世紀は「みんなが持てるようになった結果、誰も儲からなくなった」歴史だった。半導体の21世紀は「誰も追いつけないので一極が固定する」歴史になりつつある。同じ「巨大資本+遍在原料」でも、時間軸の性質だけで反対側に着地する。

1

比較を印象論にしないための4変数

「鉄鋼型の産業」という言い方はよく使われる。装置産業で、資本が重く、国が関与する。だがこの言い方のままでは、セメントも半導体も石油も全部「鉄鋼型」になってしまい、比較にならない。

分解すると、独立に動く変数が四つある。

変数問い鉄鋼の場合
原料の偏在性特定の国が握るか、どこにでもあるか遍在(鉄鉱石も石炭も広く分布)
最小効率規模参入に要する資本はどの桁か極大(一貫製鉄所は国家的資本)
可搬性輸送費は価格に対して大きいか運べる(重量あたり単価が十分高い)
陳腐化速度設備の技術的寿命はどれくらいか遅い(高炉は改修を挟んで数十年)
先に断っておく。この四変数を揃えて財を分類する定型のフレームは、経済学に存在しない。各変数はそれぞれ独立した研究の系譜を持っていて、本稿はそれを一枚に載せ直しただけである。最も近い先行研究は、産業を技術変化のパターンで四類型に分けた Pavitt (1984)(Research Policy 13, 343–373。供給者支配型/規模集約型/専門供給者型/科学基盤型)と、サンクコストを外生と内生に分けた Sutton (1991) Sunk Costs and Market Structure(MIT Press)である。とくに後者は本稿の結論とほぼ同型なので、§6 で改めて触れる。学術的な系譜そのものは別のノートで扱う。
2

並べてみる

陳腐化速度 × 最小効率規模。塗りは原料が遍在する財、白抜きは偏在する財 陳腐化が遅い(設備寿命が数十年) 陳腐化が速い(数年) 陳腐化速度 → 最小効率規模 → 極大 小 追いつける → 過剰能力・通商摩擦 追いつけない → 独占の固定・輸出管理 木材・レンガ 塩 セメント アルミ精錬 アンモニア 鉄鋼 電力 石油 レアアース分離精製 先端半導体 AI計算基盤 原料が遍在する 原料が偏在する
横軸に陳腐化速度、縦軸に最小効率規模を取り、原料が遍在する財を塗りつぶし、偏在する財を白抜きで示した。位置は序列を表すための相対配置であって、測定値ではない(四変数はいずれも一つの尺度に載る量ではない)。右上——資本が重く、かつ速く陳腐化する領域——だけが、追いつけない側に落ちる。

図の左上、つまり資本は重いが陳腐化が遅い領域に、鉄鋼・セメント・アンモニア・アルミ精錬・電力が固まる。ここが「鉄鋼型」である。右上に離れて座っているのが先端半導体と AI 計算基盤で、白抜きの石油とレアアースは別の論理で動く。以下、順に見ていく。

3

鉄鋼と同じ形をしているもの

アンモニアが最も純度の高い類例である。ハーバー・ボッシュ法の原料は空気と水で、原料の偏在性はゼロ。それでいて高圧・触媒のプラントは巨大な資本を要する。しかも硝酸を経由すれば肥料にも爆薬にもなる。第一次大戦でドイツがチリ硝石の海上封鎖に耐えて戦争を続けられたのは、この技術があったからである。空気からパンを作る技術は、同時に空気から火薬を作る技術だった。原料が遍在しているのに国家の関心事になる、という構造がここに透けて見える。

電力も同型だが、一点だけ決定的に違う。運べない。運べないから需要地に張り付き、公益事業として規制の対象に制度化された。そしてアルミニウムは、固体になった電力である。精錬に要する電力があまりに大きいため、製錬所はアイスランド、ケベック、中東といった安価な電源のある土地に立地する。日本のアルミ精錬が石油危機のあとに事実上消滅したのは、経営の失敗というより、この論理の帰結だった。

セメントは原料が遍在し資本集約という点で鉄鋼に似ているが、可搬性がまるで違う。重量あたりの単価が低く、陸上輸送の費用が価格に対して大きい。米国の実証研究では陸送費はトン・マイルあたり0.42ドルとされ、出荷の約9割が陸送で完結する。地域を越えた裁定が働かないため、価格差が地域間で残り続ける。水運の使えない土地の工場は自然独占に近くなる。

ここで一つ、逆から言えること

セメントの過剰生産が国際問題になりにくいのは、運べないからである。裏を返せば、鉄鋼の過剰能力が通商紛争になるのは、運べてしまうからだ。過剰能力そのものは両者に等しく生じうる。国境を越えるかどうかを決めているのは可搬性という一変数にすぎない。

4

原料が偏在する財 — そして、その誤認

石油、コバルト、ウラン。ここでは資本ではなく産地そのものがレントの源泉になる。統治の形態はカルテル、資源ナショナリズム、あるいは採掘地をめぐる紛争になり、技術では克服できない。鉄鋼型とは別の論理である。

ところが、この分類には有名な誤認がある。レアアースである。

レアアースの鉱石は、名前に反して世界に広く分布している。中国の 2024 年の採掘シェアは約 69% で、確かに高いが独占ではない。決定的な差がついているのは採掘ではなく、分離精製の工程である。ここでの中国のシェアは推計により幅があるものの、おおむね 85〜90% を超える水準とされる。

つまりレアアースは偏在型に見えて、実際には工程集約型である。構造としては石油よりも鉄鋼に近い。この誤認は長く政策を誤らせた。鉱山の権益を確保しても、精製を握られていれば依存は解けない。握られているのが産地なのか工程なのかを見誤ると、対策の置き場所を丸ごと間違える。

5

分岐点 — 半導体はなぜ違うのか

半導体は鉄鋼の極限形であり、かつ変異形である。

原料の珪砂は完全に遍在している。最小効率規模は鉄鋼をさらに上回る。ここまでは同型で、むしろ鉄鋼型の純粋な延長に見える。決定的に違うのは、四つ目の変数だけである。

 高炉一貫製鉄所先端ファブ
原料遍在遍在
最小効率規模極大さらに極大
技術寿命数十年。技術は枯れている数年で陳腐化する
帰結後発国がキャッチアップできるキャッチアップが構造的に困難
壁の性質資本の壁時間の壁

八幡製鉄所を建てれば、日本は製鉄国になれた。同じ論理で先端半導体国になることはできない。資本の壁は一度越えればよいが、時間の壁は越え続けなければならない。後者のほうがはるかに高い。

本サイトの「バウンダリー・イノベーション 問いと仮説」は日本半導体の再編を素材にしているが、そこで問われている「なぜ器を組み替えねばならなかったか」の背景条件が、この一変数である。陳腐化が速い産業では、追いつくための投資が、追いついた頃には陳腐化している。だから資本の投入だけでは足りず、組織と資本の境界そのものを引き直す必要が出てくる。

6

この構図は、すでに定式化されている

ここまでの議論は、実は産業組織論の既存の枠組みとほぼ重なる。

Sutton (1991) は、サンクコストを二つに分けた。工場や設備のように技術によって外から決まる外生的サンクコストと、研究開発や広告のように企業が戦略的に選ぶ内生的サンクコストである。両者の帰結は正反対になる。外生型の産業では市場が拡大すれば企業数も増えるが、内生型の産業では市場が拡大しても集中度が下がらない。競争が投資額の吊り上げ合いになるからである。

サットンは鉄鋼を外生型の典型として扱い、製薬・半導体・ソフトウェアを内生型に置いた。本稿の「資本の壁と時間の壁」は、この区別を時間軸の言葉に翻訳したものにすぎない。先行研究があることは弱みではなく、この見立てが恣意的でないことの裏づけである。

付け加えるなら、四変数のうち陳腐化速度だけが、産業組織論の変数として明示的に組み込まれてこなかった。サットンの枠組みは静学的であり、後発性の利益を論じたガーシェンクロンは歴史記述であり、破壊的イノベーション論は経営論の側にある。「最小効率規模が巨大で、かつ陳腐化が速い産業では市場構造がどう決まるか」を正面から扱った定式化は、まだ確立していない。半導体と AI 計算基盤を素材にすれば、ここは空白として残っている。

7

GPUクラスタは、新しい高炉か

「ソブリンAI」という言葉が各国で語られている。自国の計算基盤を持つことが主権の条件である、という主張である。20世紀の「製鉄所を持つことが主権の証明」の、ほぼ完全な再演に聞こえる。

四変数で並べると、似ている点と違う点がはっきりする。

 一貫製鉄所AI計算基盤
原料遍在(鉱石・石炭)遍在に見えて、上流が細い
規模数千億円〜兆円同等以上
可搬性製品は運べる結果は運べるが、電力は運べない
陳腐化数十年数年
国家の関与国策物資輸出管理・ソブリンAI

二つ、注意すべき点がある。

第一に、これは鉄鋼型ではなく半導体型である。陳腐化速度が桁違いに速いのだから、「一度作れば追いつける」という鉄鋼の論理は効かない。走り続けなければならない負担構造を持つ。この違いを取り違えた国家プロジェクトは、稼働率の低い遺物を残すことになる。作れるかどうかではなく、更新し続けられるかどうかが問われている。

第二に、電力という運べない財に律速される。この点では半導体よりもアルミ精錬に近い。立地が電源地に引き寄せられ、送電網が制約になる。19世紀の製鉄所が炭田の隣に張り付いたのと、構造としては同じ現象である。本サイトの「送電インフラと工業所有権」で見た、石炭と鉄鉱石と水運が同居する土地が中心になるという地理決定が、電力と計算という組み合わせで反復している。

8

反例を置いておく

枠組みは、当てはまらない例を並べて初めて輪郭が出る。

塩は、原料は遍在し、生産は分散していて、それでも国家が独占してきた。理由は技術でも資本でもなく課税可能性である。誰もが必ず買うものだから、そこに税をかけられる。塩の専売、フランスのガベル税、インドの塩の行進。国家が関与する理由が鉄鋼型とはまったく違う。「国が関与している」という観察だけでは、何の説明にもならない。

木材やレンガは、原料が遍在し生産も分散し、国家がほとんど関与しない。純粋な市場財の対照群として置いておく価値がある。四変数のうち規模の変数が小さいだけで、国策化の圧力は消える。

9

一般則

取り出せるもの

(1) 原料が遍在し、生産が集約する財は、必ず国策化する。偏在財なら産地を押さえればよい。遍在財では工程を持つこと自体が優位になり、しかも工程は国家が意図的に作れる。だから産業政策の対象になる。

(2) キャッチアップ可能性を決めるのは陳腐化速度である。遅い財(鉄鋼・セメント・アンモニア)は後発国が追いつき、その結果として過剰能力と通商摩擦に至る。速い財(半導体・AI計算)は追いつけず、独占の固定と輸出管理に至る。

(3) 可搬性が、問題が国境を越えるかどうかを決める。運べなければローカルな寡占で完結し、運べれば国際紛争になる。

(4) 「国が関与している」という観察からは何も導けない。関与の理由が資本なのか、産地なのか、課税可能性なのかを見分けなければ、対策の置き場所を間違える。

実務の側に引き寄せるなら、こう問える。自社が向き合っている財は、四つの変数のどこに座っているか。参入障壁だと思っているものは資本の壁なのか時間の壁なのか。相手国が握っているのは産地なのか工程なのか。そして、過剰能力の圧力は国境を越えて届くのか、届かないのか。

同じ「装置産業」という言葉で括られている財が、変数の組み合わせによって正反対の帰結を持つ。鉄鋼の歴史がここまで長く参照され続けてきたのは、それが特別だからではなく、四つの変数がすべて極端な値を取る稀な財だったからである。

10

まだ埋まっていない穴

本ノートは公開情報のみで構成した。以下は確認していない、あるいは意図的に踏み込んでいない。

図の座標。四変数はいずれも単一の尺度に載る量ではない。図の位置は序列を示すための相対配置であり、測定値ではない。定量化するなら、変数ごとに別の指標(設備の平均更新年数、最小効率規模の推計値、輸送費の対価格比、上位国シェア)を立てる必要がある。
鉄鋼のCO2シェア。本文では触れていないが、しばしば引かれる「世界の7〜8%」は定義で動く。IEA はエネルギー起源とプロセス起源を合わせた直接排出で約7%(2.8 Gt)とし、worldsteel は人為的な温室効果ガス全体の7〜8%とする。間接排出を含めるかどうかで数字が変わるため、引用時は必ず定義を添えること。
レアアースの精製シェア。85%から99%超まで、出典により幅がある。採掘シェア(2024年で約69%)とは桁の違う集中である、という水準の主張にとどめた。
アンモニアと電力の最小効率規模。鉄鋼と同程度という書き方をしたが、比較可能な推計値には当たっていない。
Pavitt と Sutton 以外の統合の試み。セクター別イノベーション・システム論や汎用技術論との関係を整理していない。学術的な系譜は別ノートで扱う予定。
AI計算基盤の陳腐化速度。「数年」としたが、加速器の実運用上の寿命と会計上の償却年数は一致しない。この差自体が論点になりうる。

主な典拠

鉄鋼の現況/worldsteel(2024年)——世界の粗鋼生産は 18.85 億トン、うち高炉系が約 70%、電炉が 29.1%。米国は電炉比率 71.8% で主要生産国中もっとも高い。中国の生産は約 10 億トンで世界の半分を超える。

排出/IEA(2024年)——鉄鋼部門の直接 CO2 排出は約 2.8 Gt、世界のエネルギー・プロセス起源 CO2 の約 7%。worldsteel は人為的 GHG の 7〜8% とする。

レアアース/2024年の採掘シェアは中国が約 69%。分離精製工程のシェアはこれを大きく上回り、出典により 85〜99% と幅がある。

セメント/米国の実証研究——陸送費はトン・マイルあたり 0.42 ドル、出荷の約 89% が陸送。輸送費が裁定を妨げ、地域市場が分断される。

理論/Pavitt, K. (1984) "Sectoral Patterns of Technical Change: Towards a Taxonomy and a Theory", Research Policy 13, 343–373. / Sutton, J. (1991) Sunk Costs and Market Structure, MIT Press.