株テーマ:半導体の関連銘柄

SEMIによると、半導体世界市場は2030年までに1兆ドル(約151兆円)と22年の5860億ドルから倍近くに拡大する。


半導体の製作総工程数は、400~600もの工程に及ぶが、一般的に「ウェハ」、「酸化」、「フォト」「エッチング」、「薄膜」、「配線」、「検査」、「パッケージング」の8工程に分けられる。前工程(ウエハー処理工程)のリードタイムが長く、12~14週間もかかる。さらに後工程(パッケージ組み立て/テスト工程)に平均4週間かかるため、完成品ができるまでには16~18週間もの期間が必要になる。


米政府は半導体メーカーを対象とした数十億ドル規模の補助金を計画しており、2024年3月末までに発表すると、報じられている。補助金の申請は、10年間中国への関連投資を禁じることを条件に、390億ドル(約5.3兆円)分の申請受け付けを開始している。総額は527億ドルの見込み。EUは1345億ユーロ(約20兆円)を拠出する計画で、日本も累計2兆円規模の補助を打ち出している。

インテルやTSMC、サムスン電子向けが中核となるが、マイクロン・テクノロジーやテキサス・インスツルメンツ、グローバルファンドリーズなども補助金を受ける可能性があるという。日本企業も対象となる模様。



半導体・半導体製造装置関連株。半導体チップは、半導体回路パターンの微細化で進化する。これまではガラス基板(フォトマスク)に描画された回路パターンをシリコンウェハーに転写するが、理論的な限界値は20nm(ナノメートル)とされる。光リソグラフィ技術がEUV(極端紫外線)露光技術に置き換わると10nm以下の回路パターンが形成できる。スマホの高機能化や自動運転の実現に向けて5G技術向けに半導体微細化競争は熾烈となるが、レーザーテックは検査装置を独占している。EUV(極端紫外線)半導体の量産開始には、韓国サムスン電子や台湾のTSMC、インテルの名前が挙がっていた。今後は韓国のSKハイニックスや米マイクロン・テクノロジーが名乗りを上げる可能性がある。

世界の半導体売上高では、CPUなどロジック系のインテルが首位。NAND型フラッシュメモリやDRAMの韓国サムスン電子が2位、同じく韓国のSKハイニックスが3位、日本のエルビーダメモリーを買収した米DRAMメーカーのマイクロンテクノロジーが4位、通信用半導体の米ブロードコムが5位となっている。日本の半導体産業は1988年に世界シェアの50%だったが、足元では10%にも満たない。それでも半導体製造装置、半導体検査装置、半導体ウェハー、ソニー、キオクシア(旧東芝メモリ)などは、存在感を保っている。


韓国サムスン電子は、2027年に1.4ナノメートル品の量産を目指す。

台湾TSMCは、2025年に2ナノメートル品の量産を予定する。2022年後半の量産を予定する3ナノメートル品より処理速度が10~15%高まり、消費電力が25~30%抑えられるという。サーバーなど高性能演算向けやスマートフォン向けなどを想定する。

研究機関imecは現行の4世代先にあたる回路線幅1ナノメートル品が2027年にも実用化されるとのロードマップを策定したと報じられた。AIなどの処理能力が飛躍的に高まる見通しで、家電やロボットなどのエッジ端末で計算処理するAIの活用が期待される。今後は1ナノ品を見据えた開発にも注目をしておきたい。

半導体製造工程表

半導体製造工程表

工程 内容
1.インゴットの引き上げ 多結晶をドーフ剤と共に石英ルツボの中で溶融し、種結晶棒を回転させながら徐々に引上げ、半導体のベースになる必要な太さの単結晶棒(インゴット)をつくる。
2.インゴットの切断 インゴットをダイヤモンドブレードで所定の厚さに切断し、ウエハーをつくる。
3.ウエハの研磨 ウエハーの表面を鏡面状に研磨する。
4.ウエハの酸化 ウェーハを高温の拡散炉(900°C~1,100°C)の中で酸化性雰囲気にさらし、回路パターンを焼き付けるために、表面に酸化膜を成長させる。
5.フォトレジスト塗布 フォトレジスト(感光剤)を極めて薄く均一に塗布して、ウェーハに感光性を持たせる。
6.ウエハー表面にパターン形成 フォトマスクを介し、露光してマスクのパターンを極小に焼きつけた後、現像する。
7.エッチング エッチングして部分的に酸化膜を除去後、不要なレジストも取り除く。
8.酸化・拡散・CVD・イオン注入 ウエハーにイオンを注入(ボロン、リン)や高温拡散を行うとシリコンが出ている部分だけが半導体になる。
9.平坦化(CMP) ウェーハ表面を研磨し、パターンの凹凸を平坦化
10.電極形成 不活性ガスプラズマによりアルミターゲットをスパッタリングし、ウェーハ表面に電極配線用のアルミ金属膜を形成する。
11.ウエハー検査 ウェーハをチップごとに試験し、良品・不良品の確定をし、不良品にはマークをつける。

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