半導体ができるまで

計算・記憶・電力・検出は別の市場

ロジックは計算や制御、DRAMは電源を必要とする作業用の記憶、NANDは電源を切っても残る保存用の記憶。パワー半導体は大きな電力の変換を担います。カメラのイメージセンサーと微小な機械構造を使うMEMSも、先端CPUの縮小競争とは評価軸が違います。

日本企業を読むときの入口

ルネサスは制御と周辺アナログ、キオクシアはNANDとSSD、ソニーの半導体部門は撮像・センシング、ローム・三菱電機・富士電機・東芝は電力制御への接点を持ちます。製品の役割と、会社全体の事業範囲の両方を企業欄で確認してください。

IDM・ファブレス・ファウンドリの分担

IDMは設計と製造を担う企業。ファブレスは自社の半導体工場を持たず、製造を外部へ委託する企業です。ファウンドリはその製造を請け負います。IDMでも一部工程を外注するため、完全内製と同義ではありません。

設計採用から売上までの時間差

受託開発では設計段階の収入と量産後の製品売上を分けます。IPでは契約時の利用料と生産量等に応じたロイヤルティを分けます。顧客の採用発表は、量産数量や売上の保証ではありません。

図研とチップ内部のEDAは担当が違う

図研の重要な領域は、チップを載せるプリント基板や電子システムの設計です。半導体の内部回路を設計するツールと、完成チップを組み合わせる設計を同一市場として数えないことが大切です。

半導体用と太陽電池用を分ける

多結晶シリコンという同じ名前でも、要求品質、顧客認定、供給契約が異なります。太陽電池向けの市況を、そのまま半導体級の販売価格へ当てはめないようにします。

SiC・GaNは同じ工程をそのまま使う？

ここではSiの代表工程を説明しています。SiCは結晶育成や加工が異なり、GaNは別の基板上へ結晶層を育てる構成もあります。「材料の変更」は原料だけの置換ではありません。

材料ウェーハの研磨と、回路形成中のCMP

どちらも表面を整える加工ですが、ここでは回路を作る前の土台を仕上げます。第12章のCMPでは、既にパターンがある複数材料の膜を扱い、残したい材料を選びながら平坦化します。

研磨材の上流にも日本企業がある

フジミは研磨材やCMPスラリー、扶桑化学はスラリー原料となる超微粒子のシリカなどを担います。材料原料と、配合された完成研磨液と、完成ウェーハの売上を二重に市場規模へ足さないようにします。

内製と外注だけで製造の強さは決まらない

自社のマスク部門を持つ工場も、外部の専門会社や合弁を使う工場もあります。内外製の選択だけで歩留まりを順位づけず、必要な品質・納期・設計支援が得られるかを確認します。

EUVでマスク枚数は必ず増える？

回路の複雑化は増える方向に働きますが、従来の複数回加工をEUVでまとめれば減ることもあります。ノード名だけで枚数やマスク企業の売上を推定できません。

製造工程は、この順番を一周するだけではない

次の第7〜13章は基本操作を理解するための学習順です。実際には、洗浄、成膜、加工、熱処理、計測などを目的に合わせて組み合わせます。素子を作った後にも、配線や実装で似た操作が登場します。

装置に組み込まれる日本企業

堀場製作所はガス流量制御、フジキン・CKD・KITZは流路・バルブ、SMCは空気圧や温調、フェローテック・MARUWA・NGKなどは石英・セラミックス部材に接点があります。完成装置メーカーへの出荷と、工場の消耗・交換需要を分けて考えます。

JASMとRapidusの位置づけ

JASMはTSMC傘下の日本の製造会社。Rapidusは先端ロジックの開発・量産化を進める企業です。原資料の2026年9月時点では、Rapidusの2027年量産は会社目標として扱います。試作で素子が動くことと、顧客製品の量産採算を区別します。

バッチ式と枚葉式

バッチ式は複数枚をまとめて処理し、枚葉式は基本的に1枚ずつ処理します。KOKUSAI ELECTRICはバッチ成膜・熱処理に特色があります。まとめて処理する枚数だけでなく、膜の均一性や処理時間、対象の構造をそろえて比べます。

ALD原料と出来上がる膜は同じ物質ではない

前駆体は目的の膜を作るための原料です。表面反応で必要な成分を残し、不要な成分を除きます。ADEKAやトリケミカルの製品は、どの膜・どの工程で採用されるかが需要の入口になります。

3D NANDとDRAMでは何が難しい？

3D NANDは記憶構造を縦に増やし、深い穴の加工や厚い積層膜が課題になります。DRAMは小さな面積で電荷を保持するため、高く細い構造や薄い絶縁膜が重要です。HBMの完成ダイ積層とは、積む対象が違います。

EUVだけで全てを作るわけではない

必要な形や精度に合わせ、複数波長の光学露光などを使い分けます。EUVの採用拡大を、DUVやそれに関連する全材料が不要になることと読み替えないでください。

2nmは何の寸法？

現在のノード名は製造技術の世代を示します。全ての線が2nm幅という意味ではなく、メーカー間で同じ物理寸法を保証する数字でもありません。性能・消費電力・面積と量産実績を分けて見ます。

レジストの上流にいる企業

東洋合成は感光性材料、大阪有機化学は樹脂のもとになるモノマー等、ダイトーケミックスは感光性・電子材料の合成に接点があります。完成レジストメーカーの採用と、その原料構成を別の段階として追います。

選択比とは？

取りたい膜と残したい膜で、加工速度の差をつける考え方です。対象を速く削れても、下の材料まで同じように削れては使えません。加工速度だけでなく、材料の選び分けが競争力になります。

3D NANDは層数だけでは読めない

層が増えると成膜・深穴加工の負荷が増えます。一方、ウェーハ1枚から得る記憶容量も変わります。最終的には、良品の記憶量と総コスト、採用工程をそろえて評価します。

平面型・FinFET・GAAの違い

微細化で電流を止めにくくなると、立体的な構造でゲートが電流の通り道を囲う方法を使います。GAAでは周囲を囲って制御します。ただし、図の単純な平面断面だけで全ての先端素子の製法を説明できるわけではありません。

熱をかければよい、とは限らない

高い温度は必要な反応を進める一方、すでに作った層や添加物の分布を変えることがあります。何度で、どれだけの時間、どこへ熱をかけるかが重要です。

工場の水と装置の洗浄機は別

オルガノや栗田工業などは、超純水を作り供給・管理する設備やサービスを担います。SCREENなどは、その水や薬液を使ってウェーハを加工する装置を担います。

関東化学と関東電化工業を混同しない

関東化学は高純度薬品・プロセス薬液等、関東電化工業はフッ素系などの特殊ガス等に特色があります。似た社名でも別会社であり、使われる工程も製品ごとに確認します。

CMPと裏面を薄くする研削は違う

CMPは回路形成面の余分な膜・凹凸を整える工程。後の第15章では主にウェーハ裏側を削り、全体の厚みを薄くします。装置名に研磨が含まれていても、加工の目的を分けてください。

研磨液とパッドも別の商品

スラリーは粒子や薬液を含む液体、パッドは接触して研磨する部材です。フジミ、富士フイルム、レゾナックなどの材料を、用途・膜種で確認します。扶桑化学のシリカは配合原料側の役割です。

歩留まりは、良品になった割合

100個を投入し、仕様に合うものが90個なら90%。ただし、素子・ウェーハ電気試験・積層・最終出荷など、どの段階かを区別します。欠陥の多寡と最終電気特性も完全に同じ指標ではありません。

検査の価値は不良を発見するだけではない

異常を早く見つければ、その後の加工費や高価な部材を無駄にしにくくなります。ただし、検査に時間を使いすぎれば生産能力を圧迫するため、検出能力と処理速度の両立が必要です。

同じテスト需要でも売上の形は違う

アドバンテストはテスター、東京精密などはプローバ、日本マイクロニクスと日本電子材料はプローブカード、テラプローブは試験の受託に接点があります。設備、製品ごとの接触部材、実作業の受託を分けます。

積層が進むほど、組立前の選別が大切

高価なダイを複数積んだ後に不良が見つかると、他の良品も含めて損失になり得ます。そのため、組立前の試験と積層後の試験を両方設計する必要があります。

ダイアタッチとウェーハマウント

ウェーハを加工用のテープ・フレームへ固定するのがウェーハマウント。ダイを最終的な基板などへ固定するのがダイアタッチです。同じ「貼る」でも、仮の支持と完成品の組立は違います。

HBMで薄化が重要な理由

何枚も積むには一枚の厚みが制約になります。一方、薄くすると割れや反り、扱いにくさが増します。研削装置だけでなく、仮接着、保護、搬送、取り出し、検査までつながる需要です。

日本企業の位置を、断面で分ける

イビデン・新光電気は完成パッケージ基板、味の素のABFは基板内の配線層を絶縁する材料、三菱ガス化学はBT系積層材料、ナミックスなどは接合部を保護する樹脂、TOWAは封止装置です。同じ完成品へ関与していても売るものが異なります。

全ての製品を同じように樹脂で包む？

接続、熱、気密、サイズの要求によって構造が変わります。ワイヤーボンドが全製品で必須ではなく、金属リードを成形する工程も全パッケージ共通ではありません。

基板内の配線とチップ内の配線

どちらも導体と絶縁体を重ねますが、寸法、材料、製造主体が異なります。ABFはウェーハの土台でも、完成基板そのものでもありません。

CoWoS-S・R・Lを構造で覚える

Sは主にシリコンの中継部材、Rは樹脂と再配線層、Lは再配線層と局所的なシリコン接続を組み合わせます。ブランド名から直接コストや歩留まりの優劣を決めず、対象製品と仕様を確認します。

EMIBとCoWoS-Lの違い

どちらも局所的なシリコン接続を使いますが、従来EMIBは有機パッケージ基板内、CoWoS-LはRDLインターポーザ側にその部材を置きます。EMIB-Tなどの派生や製品別の構成差にも注意します。

HBMと3D NANDは何を積む？

HBMは別々に製造したDRAMダイを積層します。3D NANDは、一つのダイを作る段階で記憶セルを縦方向にも配置します。両方に積層という言葉が出ますが、工程も担当企業も異なります。

関連材料の保有と、特定製品への採用は別

この章の日本企業は、該当する用途の製品を持つ企業例です。特定のCoWoS製品へ採用された企業一覧でも、顧客別売上や供給シェアの推計でもありません。採用確認には個別の公式開示が必要です。

最後に、売上の生まれ方を整理

設計ソフト・IPは利用契約、設計会社は開発やチップ販売、ファウンドリは製造、装置会社は装置・保守、材料会社は使用材料、OSATは組立・試験、商社は流通・技術支援を通じて売上を得ます。企業によって複数のモデルを持ちます。

市場拡大と企業利益をつなぐ確認順

対象製品の需要、顧客の投資・投入量、必要工程数、採用率、単価、原価、設備負担の順に追います。材料では使用量の削減、装置では工程統合、基板では面積や歩留まりが相殺要因になり得ます。ここは分析上の考え方であり、個社の業績予想ではありません。

商社の売上規模を製造の付加価値と比較しない

商社は半導体の仕入れ代金を含む売上を持ち、設計支援や在庫・物流を提供します。製造会社の売上、商社の売上、最終機器の売上を単純合計すると、同じ部品を重ねて数えることになります。