1.半導体の基本
半導体 Semiconductor
電気を通したり通さなかったりする性質を持つ材料や、それを使って作った電子部品のことです。スマホ、パソコン、車など、今の電子機器にはほぼ欠かせません。
シリコン Silicon
半導体を作る材料として最も代表的な元素です。ICやCPUなどの基板として広く使われています。
電子部品
電気を使って動く機器の中に入っている部品のことです。半導体も電子部品の重要な一種です。
IC Integrated Circuit
たくさんの電子回路を1枚の小さな半導体チップにまとめたものです。
LSI Large Scale Integration
ICの中でも、特に多くの回路を集積したものを指す言葉です。
チップ Chip
半導体ウエハーから切り出した小さな半導体の部品です。CPUやメモリなどの本体部分になります。
トランジスタ Transistor
電気信号を増幅したり、スイッチのようにオン・オフしたりする半導体の基本部品です。
ダイ Die
ウエハーから切り出された1個の半導体チップそのものを指します。
集積度
1つのチップの中に、どれだけたくさんのトランジスタや回路を詰め込めるかという指標です。
2.半導体の種類
ロジック半導体
計算や判断などの処理を行う半導体です。CPU、GPU、スマホ用プロセッサーなどが代表例です。
メモリ半導体
データを記憶するための半導体です。DRAMやNAND型フラッシュメモリなどがあります。
アナログ半導体
温度、電圧、音、光など、現実世界の連続的な信号を扱う半導体です。
パワー半導体
電気を大きな電力で制御するための半導体です。電気自動車、電車、産業機器などで使われます。
センサー半導体
光、温度、圧力、加速度などを検知して、電気信号に変換する半導体です。
光半導体
光を出したり、光を電気信号に変えたりする半導体です。LEDやイメージセンサーなどがあります。
化合物半導体
シリコンだけではなく、複数の元素を組み合わせた半導体です。高速通信や電力制御などで使われます。
SiC Silicon Carbide
シリコンカーバイドという材料です。高電圧・高温に強く、電気自動車などのパワー半導体で注目されています。
GaN Gallium Nitride
窒化ガリウムという材料です。高周波・高電圧の用途などで使われる化合物半導体です。
3.ウエハー関連
ウエハー Wafer
半導体チップを作るための薄い円盤状の材料です。この上に回路を大量に作っていきます。
シリコンウエハー
シリコンを材料にした半導体用のウエハーです。半導体製造の基本となる材料です。
300mmウエハー
直径300mmの大型ウエハーです。現在の先端半導体製造で広く使われています。
200mmウエハー
直径200mmのウエハーです。成熟した半導体製造ラインなどで現在も多く使われています。
ウエハー径
ウエハーの直径のことです。大きいウエハーほど、1枚から多くのチップを取れるというメリットがあります。
単結晶シリコン
原子が規則正しく並んだ高純度のシリコン結晶です。半導体ウエハーの材料になります。
インゴット
単結晶シリコンを円柱状に成長させたものです。これを薄くスライスしてウエハーを作ります。
スライス
シリコンのインゴットを薄い円盤状に切り分ける工程です。
研磨
ウエハー表面を平らで滑らかにする工程です。
CMP Chemical Mechanical Polishing
薬液と研磨を組み合わせて、ウエハー表面を非常に平らにする技術です。
4.半導体製造・前工程
前工程
ウエハーの上にトランジスタや配線などの回路を作り込んでいく工程です。
後工程
回路を作ったウエハーからチップを切り出し、パッケージにして検査する工程です。
クリーンルーム
半導体工場の中にある、ホコリや微粒子を徹底的に管理した部屋です。
フォトリソグラフィ
光を使って、ウエハー上に回路のパターンを転写する工程です。半導体製造の超重要工程です。
露光
回路パターンをウエハー上に光で焼き付ける工程です。
フォトレジスト
光を当てることで性質が変化する特殊な材料です。露光工程で回路パターンを作るために使います。
現像
露光したフォトレジストを処理して、必要な回路パターンを表面に残す工程です。
エッチング
不要な部分の材料を削り取って、回路の形を作る工程です。
成膜
ウエハー表面に薄い膜を作る工程です。絶縁膜や金属膜など、さまざまな材料を積み重ねます。
洗浄
ウエハー表面の汚れや異物などを取り除く工程です。半導体製造では非常に重要です。
イオン注入
シリコンの性質を変えるために、特定の元素をイオン化してウエハーに打ち込む工程です。
熱処理
ウエハーを加熱して、材料の性質を変えたり、製造工程で生じた状態を整えたりする工程です。
5.露光・リソグラフィ関連
リソグラフィ
光などを使って、半導体ウエハーに非常に細かい回路パターンを形成する技術です。
EUV Extreme Ultraviolet
極端紫外線を使った露光技術です。最先端の微細な半導体回路を作るために使われています。
ArF
アルゴンフッ素レーザーを使った露光技術です。半導体製造で広く使われています。
ArF液浸
レンズとウエハーの間に液体を入れて、より細かいパターンを露光できるようにする技術です。
DUV Deep Ultraviolet
深紫外線を使った露光技術です。EUVより前から使われている重要な露光技術です。
解像度
どれだけ細かいパターンを形成できるかを表す性能です。半導体の微細化では非常に重要です。
フォトマスク
回路パターンを描いた原版のようなものです。露光装置を使って、このパターンをウエハーに転写します。
マスクブランクス
フォトマスクを作る前の基板です。非常に高い平坦性や品質が求められます。
ペリクル
フォトマスクを異物から守るために取り付ける薄い膜です。
6.半導体製造装置
露光装置
光を使ってウエハーに回路パターンを転写する装置です。
エッチング装置
ウエハー上の不要な膜などを削り取るための装置です。
成膜装置
ウエハーの表面に薄い膜を形成する装置です。
CVD Chemical Vapor Deposition
気体の材料を化学反応させて、ウエハー上に薄膜を作る成膜方法です。
PVD Physical Vapor Deposition
物理的な方法で材料を気化させ、ウエハー上に薄膜を作る方法です。
ALD Atomic Layer Deposition
原子レベルの薄い膜を1層ずつ形成する成膜技術です。非常に細かい構造の形成に向いています。
洗浄装置
ウエハー表面の汚れや微粒子などを取り除く装置です。
イオン注入装置
イオン化した元素をウエハーに打ち込むための装置です。
検査装置
ウエハーやチップに欠陥がないかを調べる装置です。
計測装置
膜の厚さやパターンの寸法などを測定する装置です。
7.半導体材料
半導体材料
半導体を作るために使われる材料のことです。シリコン、フォトレジスト、ガス、薬液など、非常に多くの材料があります。
フォトレジスト
露光によってパターンを形成するための感光材料です。
半導体ガス
成膜やエッチングなどの工程で使う特殊なガスです。高純度が求められます。
特殊ガス
半導体製造に使われる高純度のガスです。工程ごとにさまざまな種類があります。
薬液
洗浄、エッチング、現像などに使う化学薬品です。
高純度薬品
半導体製造ではごく小さな不純物でも問題になるため、非常に高い純度の薬品が使われます。
シリコンカーバイド
SiCのことです。高温・高電圧に強いため、パワー半導体などで注目されています。
窒化ガリウム
GaNのことです。高速・高周波の電力制御などで利用されています。
8.微細化・プロセス技術
プロセスノード
半導体の製造技術世代を表すために使われる言葉です。数字が小さいほど、一般的にはより微細な製造技術を指します。
微細化
半導体の回路をより小さくして、1つのチップにより多くのトランジスタを詰め込むことです。
線幅
半導体回路の配線などの幅を表す言葉です。微細化が進むほど小さくなります。
トランジスタ密度
一定の面積にどれだけ多くのトランジスタを配置できるかを表す指標です。
FinFET
フィンのような立体構造を持つトランジスタです。微細化した半導体で長く使われてきた重要な構造です。
GAA Gate-All-Around
ゲートがトランジスタのチャネルを周囲から取り囲む構造です。先端半導体で重要になっている技術です。
ナノシート
GAA型トランジスタなどで使われる、非常に薄いシート状のチャネル構造です。
High-k
高い誘電率を持つ絶縁材料です。トランジスタの性能向上やリーク電流低減などに使われます。
Low-k
誘電率の低い材料です。配線間の電気的な干渉を抑える目的などで使われます。
9.メモリ半導体
DRAM
パソコンやサーバーなどで使われる代表的なメモリです。高速ですが、電源を切るとデータが消えます。
NANDフラッシュ
SSDやスマートフォンなどで使われる不揮発性メモリです。電源を切ってもデータを保持できます。
SSD
NANDフラッシュメモリを使った記憶装置です。HDDより高速で、パソコンやデータセンターなどで使われています。
HBM High Bandwidth Memory
AI向けGPUなどで使われる高速メモリです。複数のメモリダイを積層して、非常に広いデータ帯域を実現します。
メモリセル
メモリの中で、1ビットなどの情報を記憶する基本単位です。
3D NAND
NANDフラッシュのメモリセルを縦方向に積み重ねる技術です。大容量化に重要です。
積層
半導体の層やメモリセルなどを上下方向に重ねることです。限られた面積で大容量化できます。
10.CPU・GPU・AI半導体
CPU Central Processing Unit
パソコンやサーバーなどの中心的な処理を担当するプロセッサーです。
GPU Graphics Processing Unit
画像処理を得意とするプロセッサーですが、大量の計算を並列処理できるため、AIにも広く使われています。
NPU Neural Processing Unit
AIの推論などに特化したプロセッサーです。スマートフォンやパソコンなどにも搭載されています。
AI半導体
AIの学習や推論を高速に処理することを目的とした半導体です。
AIアクセラレーター
AIに必要な計算を高速化するための専用プロセッサーや回路です。
データセンター
大量のコンピューターやサーバーを設置して、クラウドサービスやAIなどを動かす施設です。
AIサーバー
AIの学習や推論に必要なGPUなどを大量に搭載したサーバーです。
アクセラレーター
特定の処理をCPUなどより高速に実行するための専用プロセッサーです。
演算性能
AIやコンピューターがどれだけ大量の計算を処理できるかを表す性能です。
TOPS
1秒間に何兆回の演算ができるかを表す指標です。AI処理性能の目安として使われます。
11.半導体パッケージ・後工程
半導体パッケージ
半導体チップを保護し、外部の基板などと電気的につなぐための容器や構造です。
パッケージング
半導体チップをパッケージに組み込む工程です。
ダイシング
ウエハーに作った大量のチップを、1個ずつ切り分ける工程です。
ボンディング
チップとパッケージなどを電気的につなぐ工程です。
ワイヤーボンディング
細い金属ワイヤーを使って、半導体チップとパッケージを接続する方法です。
フリップチップ
チップをひっくり返して、バンプなどを使って基板と直接接続する方式です。
バンプ
チップと基板を接続するための小さな金属の突起です。
先端パッケージ
複数のチップを組み合わせたり、チップを積層したりして、性能を高める新しいパッケージ技術です。
2.5Dパッケージ
複数のチップを横方向に並べ、インターポーザーなどを介して接続する方式です。AI向け半導体などで使われています。
3Dパッケージ
複数の半導体チップを縦方向に積み重ねて接続する技術です。
チップレット
大きな1個のチップを作る代わりに、複数の小さなチップを組み合わせて1つのシステムとして動かす設計方法です。
インターポーザー
複数のチップを高密度に接続するために、その間に配置する中間基板のような部品です。
12.検査・品質
ウエハー検査
チップを切り出す前のウエハーに、傷や異物、回路の欠陥などがないか調べることです。
外観検査
半導体やウエハーの表面を見て、傷や異物、パターン異常などを調べる検査です。
電気特性検査
実際に電気を流して、半導体が設計どおり動作するかを確認する検査です。
テスター
半導体の電気的な性能を測定する検査装置です。
プローブカード
ウエハー上の半導体チップに電気的に接触して、テストを行うための部品です。
歩留まり Yield
作った半導体のうち、正常に使える製品がどれくらいあるかを示す割合です。半導体メーカーにとって非常に重要な数字です。
欠陥
ウエハーやチップに発生する傷、異物、回路の異常などです。
不良品
決められた性能や品質を満たしていない半導体製品のことです。
13.半導体業界のビジネス用語
IDM Integrated Device Manufacturer
半導体の設計から製造までを自社で幅広く行う会社です。
ファウンドリ Foundry
他社が設計した半導体を、代わりに製造する会社です。
ファブレス Fabless
自社で大規模な製造工場を持たず、半導体の設計などに集中する会社です。
OSAT
半導体の組立やパッケージ、テストなどの後工程を請け負う会社です。
半導体メーカー
半導体を設計・製造・販売する会社の総称です。
半導体製造装置メーカー
半導体を作るための露光装置、エッチング装置、成膜装置、検査装置などを作る会社です。
材料メーカー
シリコンウエハー、フォトレジスト、特殊ガス、薬液など、半導体製造に必要な材料を作る会社です。
サプライチェーン
材料メーカー、装置メーカー、半導体メーカー、電子機器メーカーなどがつながって製品を作る一連の流れです。
垂直統合
設計、製造、パッケージなど複数の工程を同じ企業グループなどで幅広く手掛ける形です。
水平分業
設計、製造、組立などを、それぞれ得意な別会社が担当するビジネスモデルです。
14.半導体業界でよく聞く企業・分野
TSMC
世界最大級の半導体ファウンドリです。主に他社が設計した半導体の製造を請け負っています。
Samsung
メモリ、ロジック、ファウンドリなど幅広い半導体事業を展開している大手企業です。
Intel
CPUで有名な米国の半導体企業です。製造技術やファウンドリ事業にも取り組んでいます。
NVIDIA
GPUで世界的に知られる半導体企業です。AI向けGPUや関連プラットフォームで大きな存在感があります。
ASML
半導体の露光装置で世界的に重要な企業です。EUV露光装置で特に知られています。
半導体製造装置セクター
半導体そのものではなく、半導体を作るための装置を製造する企業群のことです。
半導体材料セクター
ウエハー、フォトレジスト、ガス、薬液などを供給する企業群のことです。
15.日本の半導体関連
日本の半導体産業
日本は半導体そのものだけでなく、製造装置や材料などの分野でも重要な企業が多いのが特徴です。
半導体製造装置
日本企業が世界市場で強い存在感を持つ分野のひとつです。洗浄、コーティング、検査などさまざまな装置があります。
半導体材料
シリコンウエハー、フォトレジスト、電子材料など、日本企業が高い技術力を持つ分野があります。
先端半導体
非常に微細な製造技術を使って作られる最新世代の半導体です。AIや高性能コンピューティングなどで重要になります。
半導体工場
半導体を製造する工場です。大規模な工場は「ファブ」と呼ばれることもあります。
ファブ Fab
半導体を製造する工場のことです。「Fabrication Facility」などに由来する呼び方です。
16.半導体と株式投資でよく聞く言葉
半導体株
半導体メーカー、製造装置メーカー、材料メーカーなど、半導体産業に関係する企業の株式です。
設備投資 CapEx
半導体メーカーなどが工場や製造装置に使う投資です。半導体業界では非常に大きな金額になることがあります。
CapEx
設備投資のことです。半導体メーカーの業績や製造装置メーカーの売上を見るときによく登場します。
設備投資サイクル
半導体メーカーが設備投資を増やしたり減らしたりする周期的な動きのことです。
半導体サイクル
半導体の需要が増えたり減ったりすることで、業界全体の生産や価格、業績が周期的に変動することです。
在庫調整
半導体の在庫が多くなったときに、生産を減らしたり在庫を消化したりする動きです。
需給
半導体がどれくらい必要とされているかという「需要」と、どれくらい作られているかという「供給」のバランスです。
供給不足
半導体を欲しい人や企業が多いのに、十分な量を供給できない状態です。
過剰在庫
需要に対して半導体の在庫が多くなりすぎている状態です。
17.AI半導体関連でよく聞く言葉
AI GPU
AIの学習や推論に使われるGPUです。大量の計算を並列処理できるため、AIインフラの重要な部品です。
HBM
AI GPUなどと組み合わせて使われる高速メモリです。AI半導体の性能を支える重要な部品のひとつです。
先端パッケージ
GPU、HBMなど複数の半導体を高密度に接続するための技術です。AI半導体では特に重要になっています。
CoWoS
複数の半導体チップを高密度に接続する先端パッケージ技術のひとつです。AI向け半導体などで使われています。
インターコネクト
半導体同士をつなぐための接続技術です。AIでは大量のデータを高速にやり取りする必要があるため重要です。
帯域幅 Bandwidth
一定時間にどれだけ多くのデータを送れるかを表す指標です。AI半導体やメモリでは特に重要です。
メモリ帯域幅
プロセッサーとメモリの間で、どれだけ速く大量のデータをやり取りできるかを表します。
AIインフラ
AIを動かすためのGPU、HBM、サーバー、ネットワーク、データセンターなどをまとめて指す言葉です。
18.半導体ニュースでよく出てくる言葉
半導体需要
スマホ、PC、自動車、データセンターなどが、どれくらい半導体を必要としているかということです。
データセンター需要
クラウドやAIサービスの拡大によって、データセンター向け半導体の需要が増えることがあります。
自動車半導体
自動車に使われる半導体です。エンジン制御、ADAS、インフォテインメント、電動化など用途が広いです。
車載半導体
自動車に搭載される半導体のことです。安全性や長期的な信頼性が特に重要になります。
パワー半導体
電気自動車、再生可能エネルギー、産業機器などで電力を効率よく制御するために使われます。
供給網
半導体を作るために必要な材料、装置、製造、物流などがつながったネットワークです。
経済安全保障
半導体のような重要物資を安定して確保するために、国として生産能力や供給網を守る考え方です。
サプライチェーン強靱化
特定の国や企業に依存しすぎないようにして、半導体を安定して調達できる体制を作ることです。
19.ざっくり覚える半導体用語
半導体を作る材料
シリコンウエハー、フォトレジスト、特殊ガス、薬液などがあります。
半導体を作る装置
露光装置、エッチング装置、成膜装置、洗浄装置、検査装置などがあります。
半導体を作る工程
ウエハーを用意して、成膜、露光、現像、エッチング、洗浄などを何度も繰り返して回路を作ります。
前工程
ウエハー上にトランジスタや配線を作る工程です。
後工程
チップを切り出して、パッケージに入れ、電気的な検査をする工程です。
先端半導体
EUV、GAA、先端パッケージ、HBMなどの技術を組み合わせて、高性能な半導体を作っていきます。
半導体業界を見るポイント
AI、自動車、スマホ、データセンターなどの需要に加えて、設備投資、在庫、価格、歩留まり、製造能力などを見ると業界の動きが分かりやすくなります。