デジタル時代を牽引する半導体製造装置

メモリチップや集積回路などの半導体デバイスの製造に使用される装置を半導体製造装置と呼びます。 半導体部門は時間の経過とともに大幅に進歩し、私たちが日常的に使用しているデバイスに電力を供給するために不可欠なものとなっています。 半導体チップは現代のイノベーションの基盤であり、スマートフォンやラップトップから最先端の医療技術や車両エレクトロニクスに至るまで、あらゆるものに燃料を供給しています。

半導体の基礎となる複雑な回路は、これらの洗練された精密駆動デバイスを使用して構築されます。 半導体製造装置は、技術の進歩と厳格なエンジニアリングを通じて、リンクされた世界に電力を供給する高性能チップの製造を可能にします。

この装置は一般に、「ファブ」または「ファウンドリ」とも呼ばれる高度に専門化された半導体製造施設で使用され、製造している壊れやすい電子部品の汚染を避けるために自然な環境で作業します。

電子回路は、蒸着、除去、パターニング、電気的特性の変更などのさまざまな製造技術を使用して、純粋な単結晶半導体材料 (多くの場合シリコン) で作られたウェーハ上に徐々に構築されます。 歩留まりは、高い割合のマイクロチップが正しく機能することを保証する上で重要な側面であるため、この分野は高度に自動化されており、生産には数週間かかることがよくあります。

Extrapolate によると、世界の半導体製造装置は 2028 年までに 1,750 億米ドルに達し、予測期間中の CAGR は 8.5% と堅調に推移すると予想されています。 これらの数字は、市場が近い将来に急速な拡大が見込まれることを明白に示しています。 業界のイノベーションとトレンドにより、半導体製造装置の継続的かつ電光石火の進歩が促進され、今後さまざまな業界に革命が起こると予想されます。

半導体製造装置は、電気自動車からモノのインターネット (IoT) などの技術進歩に至るまで、多くの分野で応用されています。

電気自動車、ネットワーク自動車、自動運転車には半導体が広く使用されています。 これにより、半導体製造に使用される装置の市場が前進します。 たとえば、ハイブリッド電気自動車には最大 1,000 米ドルおよび 3,500 米ドル相当の電子機器が搭載されていますが、従来の自動車には通常 330 米ドル相当の半導体が搭載されています。 したがって、自動運転車やハイブリッド車における半導体の使用の増加により、半導体製造装置の市場の成長が促進されると予想されます。

さらに、CRS Reports によると、自動車に搭載される半導体チップの一般的な数は約 3,000 個ですが、ハイブリッド電気自動車にはそれを超える可能性があります。

さらに、人工知能の開発の加速により、半導体の成長への道が開かれました。 市場を維持する主な要因の 1 つは、人工知能システム全体のサブセットである深層学習チップです。

たとえば、米国際貿易委員会によると、人工知能半導体市場の価値は 2017 年に 170 億米ドルを超えると推定され、2025 年までに 650 億米ドルに成長すると予想されています。半導体事業がさらなる成長を補っています。

歴史的な投資の一環として、アプライド マテリアルズにより、最大かつ最先端の装置を備えた半導体技術の共同プロセス製造研究開発 (R&D) センターが建設されます。

アプライド マテリアルズは、半導体業界の世界的リーダーの 1 つです。 このアメリカの会社は、フラットパネル コンピューター、スマートフォン、テレビ ディスプレイ、ソーラー デバイスを製造するためのツール、サービス、ソフトウェアを提供しています。

最先端の施設、新しい装置、およびプロセス革新および商業化（EPIC）センターはシリコンバレーに設置される予定です。 この革新的な一歩は、業界をさらに推進すると予想されます。

半導体製造装置市場の成長に貢献している大手企業は他にもあり、その1つがTEL（東京エレクトロン株式会社）です。

1980 年代から 1990 年代にかけて半導体市場を独占した日本の企業 TEL は、2000 年代に新たな競合他社と技術の進歩によりこの分野の状況が変化したため、業績が大幅に悪化しました。 工場の生産能力とチップ製造が劇的に減少しているにもかかわらず、日本は依然として半導体製造に必要な設備の30％と世界の半導体材料の40％を提供している。

半導体プロセスの進歩における製造装置のトップメーカーとしての TEL の役割を過大評価することはできません。 TELの河合敏樹社長兼最高経営責任者（CEO）は「TELの技術なくして最先端の半導体チップは作れない」と断言する。

複数の企業が参入し、半導体製造装置業界は堅調な成長率で活況を呈すると予想されます。

日本が5月23日に先端半導体製造装置など23種類のチップ製造技術に輸出制限を設けると発表して以降、中国の半導体産業は現在、米国とその同盟国から新たな圧力にさらされている。

中国による高度な半導体チップや装置へのアクセスを制限する取り組みとして、米国とオランダもここ数カ月で同様の規制を制定した。

米国政府は10月、最先端の半導体デバイスに対する多くの輸出規制を実施した。 それ以来、米国政府はオランダと日本に対し、中国の半導体産業の成長を阻止する取り組みを支援するよう求めてきた。

中国は、米国による最先端の高性能半導体技術やプロセッサーに対する輸出規制に激しく反応している。 彼らはその限界を批判し、中国のチップメーカーが自給自足できるよう半導体技術の取得と開発を支援するための奨励金や補助金のために資金を確保している。 一般に、中国は国内の半導体部門を拡大し、輸入半導体への依存を最小限に抑えるという目標を示している。

半導体デバイスの製造には、半導体製造部門にとって不可欠なさまざまな特殊なツールや装置が必要です。 アプライド マテリアルズのような企業は、業界の発展に伴い、半導体製造に必要な機械の重要なサプライヤーに成長しました。 さらに、多くの国が市場全体の成長を促進するための施設の設立を計画しています。

例えば、中国は海外半導体への依存を減らすために、半導体技術の開発と購入への投資を含む独自の国内半導体部門を確立するという目標を示している。 半導体製造装置がこの分野にとっていかに重要であるかを考えると、企業と政府はそれに多大な労力を注ぐ必要があります。