月: 2024年3月

半導体製造工程は、大きく「前工程」と「後工程」に分けられます。

前工程は、シリコンウェハーの製造からチップ製造までの工程を指します。具体的には、以下の工程が含まれます。

1. ウェハー製造
2. 酸化膜形成
3. 露光
4. エッチング
5. イオン注入
6. スパッタリング
7. メッキ
8. CMP（化学機械研磨）
9. ダイシング

後工程は、チップ製造後の工程を指します。具体的には、以下の工程が含まれます。

1. ワイヤボンディング
2. フリップチップボンディング
3. 封止
4. テスト

日本企業は、主に前工程の装置や材料において世界トップシェアを誇っています。

前工程で日本企業が世界トップシェアを持つ分野と代表的な企業は以下の通りです。

• ウェハー製造装置: 東京エレクトロン、SCREENホールディングス
• 露光装置: キヤノン、ニコン
• エッチング装置: テル、荏原製作所
• イオン注入装置: 日立ハイテク
• スパッタ装置: 荏原製作所、ULVAC
• メッキ装置: エフテック
• CMP装置: EBARA CORPORATION

後工程では、検査装置や実装材料において日本企業が強みを持っています。

後工程で日本企業が強みを持つ分野と代表的な企業は以下の通りです。

• 検査装置: アドバンテスト、日立ハイテク
• 実装材料: 住友ベークライト、信越化学工業

これらの日本企業は、長年の技術開発と経験によって、高精度・高品質な半導体製造装置や材料を開発・製造してきました。

近年、中国や韓国などの半導体メーカーが台頭していますが、日本企業は依然として高い技術力と競争力を維持しており、半導体製造において重要な役割を果たしています。

参考資料

• 日経クロステック（xTECH）: 半導体製造装置、日本勢が世界首位を維持
• SEMI: The State of the Semiconductor Industry

半導体新素材の種類と特徴

従来のシリコンに代わる次世代半導体として、以下の新素材が注目されています。

化合物半導体

• ガリウム砒素 (GaAs): 高速動作、高周波特性に優れる。光通信、レーダーなどに使用。
• 窒化ガリウム (GaN): 高耐圧、高効率に優れる。パワーエレクトロニクス、LEDなどに使用。
• 炭化ケイ素 (SiC): 高耐熱、高耐圧、高効率に優れる。電気自動車、産業機器などに使用。

2次元材料

• グラフェン: 高い電気伝導性、熱伝導性、透明性を持つ。トランジスタ、センサーなどに使用。
• 遷移金属ダイカルコゲナイド (TMD): 光学特性、電気特性に優れる。光デバイス、トランジスタなどに使用。

その他

• 有機半導体: 低コスト、フレキシブル性に優れる。ディスプレイ、センサーなどに使用。
• ナノワイヤー: 高い電子移動度、光学特性を持つ。トランジスタ、センサーなどに使用。

各新素材の課題と将来性

化合物半導体

• 高価で、製造が難しい。
• シリコンとの互換性が低い。

2次元材料

• 大量生産技術が確立していない。
• デバイス特性のばらつきが大きい。

その他

• 性能、信頼性、耐久性などの課題がある。

これらの課題を克服することで、次世代半導体として広く利用されることが期待されています。

各新素材の将来性

• 化合物半導体: パワーエレクトロニクス、光通信、レーダーなどの分野で成長が見込まれる。
• 2次元材料: トランジスタ、センサー、ディスプレイなどの分野で革新をもたらす可能性がある。
• その他: 低コスト、フレキシブルな電子デバイスの実現に貢献する可能性がある。