『半導体有事』#3

集英社オンライン

国家プロジェクトとされる半導体産業の促進に向けて、次世代半導体の量産を目指す新会社「ラピダス」が設立されたが、資金不足や経験不足といった問題が山積みだという… 【図を見る】『半導体有事』より

何が問題なのかを『半導体有事』から一部抜粋・再構成してお届けする。

半導体新会社ラピダスは「ミッション・インポッシブル」

2‌0‌2‌1年のコロナ特需は終わりを迎え、半導体業界は不況に突入し始めた……と思っていたら、そんな不況を吹っ飛ばすビッグニュースが2‌0‌2‌2年11月10日に日本列島を駆け巡った。 同日夜7時のNHKニュースが、トヨタ自動車、デンソー、ソニーグループ、NTT、NEC、ソフトバンク、キオクシア、三菱UFJ銀行の8社が出資する半導体の新会社「ラピダス」が設立され、5年後の2‌0‌2‌7年までに2‌nmの先端ロジック半導体を量産すると報じたのだ。 筆者はこのニュースにのけぞり、これはもはや暴挙を通り越して笑うしかないと思った。どう考えても“ミッション・インポッシブル”だからだ。 筆者が“ミッション・インポッシブル”と考える根拠を具体的に示したい。それは大きく言って、次の4点になる。 ①誰が2‌nmのデバイス設計を行い、誰が2‌nmのプロセス開発を行うのか？　誰が2‌nmを量産するのか？ ②EUVを手に入れて、使いこなせるのか？　High NAをどうするのか？ ③先端半導体メーカーであるTSMC、サムスン、インテルが苦戦している最先端の半導体を、9世代もジャンプして生産できると思っているのか？ ④なぜ日本が2‌nmを生産しなくてはならないのか？　 ラピダスはファウンドリーとは何かを分かっているのか？ ラピダスは米IBMおよび欧州のコンソーシアムimecと技術提携することになった。しかし、それでも上記の問題は解決しない。

半導体の微細化という「土台」

半導体の微細化は、1世代ごとに70％の割合で進められる。そして、70％の微細化を行うと、さまざまな問題が、まるでパンドラの箱を開けたように噴出する。 微細化を進めるときの課題は、トランジスタの構造だけではないのである。これらの問題を論じる前に、多分に感覚的ではあるが、半導体の微細化を進めるとはどういうことかを述べたい。あらゆる問題を一つ一つ解決していかなければ、新しい世代の半導体は量産できないのである。 半導体の微細化を進めるということは、ピラミッドを構築することに似ているかもしれない。ピラミッドの上に行けば行くほど、石を積むことが難しくなるからだ。しかし違いもある。それは、半導体の微細化が進むほど、積み上げなければならないものが多くなるため、半導体の微細化というピラミッドは逆三角形型になるという点だ（図6─7）。 その逆ピラミッド型の「土台」において、2‌0‌2‌2年12月末時点で、TSMCが3‌nmに到達し、サムスンは3‌nmの歩留りが上がらず5／4‌nmに留まっており、インテルが10‌nm～7‌nmから先に進めずにいる。そして、日本は40‌nmレベルで停滞したままだ。 このように、逆ピラミッド型の「土台」を形成しながら進める半導体の微細化において、ある微細化の世代をスキップするということは、あり得ない。というのは、ある技術世代の「土台」なしには次の世代に進むことができないからだ。