1. 半導体シリコンとは
半導体シリコンは、半導体デバイスの基板として使用される単結晶シリコンウエハーのことです。
マイクロプロセッサ、メモリー、パワーデバイスなど、ほぼすべての半導体はシリコンウエハーから作られます。
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原料:高純度多結晶シリコン(純度 99.999999999%=11N 以上)
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形状:円盤状(直径 100mm〜300mm、次世代は450mmも研究段階)
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用途:スマホ、PC、自動車、産業機器、AIサーバーなどの半導体製造
日本の半導体メーカーは、例えばルネサスエレクトロニクスやデンソーなどがあります。
世界的な半導体メーカーは、台湾のTSMCやアメリカのIntel、韓国のサムスン電子などがあります。
2. 世界における信越化学の位置づけ
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世界シェア:約30%(2023年時点、トップ)
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主力ブランド:信越半導体(Shin-Etsu Handotai, SEH)
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生産拠点:日本(群馬、福島、岡山など)、米国、台湾、マレーシアなど
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競合企業:SUMCO(日本)、GlobalWafers(台湾)、Siltronic(独)、SK Siltron(韓国)
3. 製造工程の概要
半導体シリコンウエハーの製造は、超高純度化と精密加工の連続工程です。
3.1 多結晶シリコン製造
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金属シリコンを塩化水素と反応 → トリクロロシラン
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蒸留で高純度化 → 水素還元で多結晶シリコンを析出
3.2 単結晶引き上げ(CZ法)
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チョクラルスキー法(CZ法)で多結晶シリコンを溶融し、単結晶インゴットを引き上げ。
3.3 ウエハー加工
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インゴットをスライス(薄い円盤状に切断)
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ラッピング(表面を平坦化)
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エッチング(化学的に表面の損傷層を除去)
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ポリッシング(鏡面仕上げ)
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最終洗浄・検査(欠陥・パーティクルのチェック)
4. 信越化学の技術的強み
4.1 高品質と歩留まりの高さ
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結晶欠陥が極めて少なく、均一な電気特性を持つウエハーを量産可能。
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半導体メーカーの微細化(2nm世代)に対応する平坦度と清浄度を実現。
4.2 大口径ウエハー対応
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300mmウエハー量産で世界トップクラス。
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大口径化は1枚あたりのチップ生産数を増やし、コスト低減に寄与。
4.3 グローバル供給網
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日本国内だけでなく海外にも複数拠点を持ち、供給安定性を確保。
5. 主な用途
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ロジック半導体(CPU、GPU、AIチップ)
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メモリー半導体(DRAM、NANDフラッシュ)
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パワーデバイス(EV、産業機器用)
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センサー(カメラ、IoT機器)
6. 市場動向と信越の戦略
6.1 市場動向
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半導体需要はAIサーバー・EV・5G・データセンターの拡大で長期成長傾向。
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技術トレンドは「微細化」「3D化」「大口径化」。
6.2 信越の戦略
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次世代向け300mmウエハーの高機能化(低欠陥、特殊抵抗値制御)
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SOI(Silicon on Insulator)ウエハーなど付加価値品の拡大
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国内外での設備増強による安定供給
7. 環境対応
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製造工程での省エネルギー化
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再生可能エネルギー利用の拡大
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ウエハー再生(リサイクル)技術の開発
8. 信越が世界トップを維持する理由
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長年の技術蓄積(1960年代から半導体シリコン事業開始)
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品質・信頼性が世界中の半導体メーカーから評価
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多拠点生産による供給リスク分散
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高付加価値製品ポートフォリオ(標準品から特殊品までカバー)
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半導体需要の変動にも強い財務基盤と投資余力
9. 今後の展望
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AI・EVの普及に伴い、パワー半導体用ウエハーの需要拡大
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次世代の450mmウエハーの実用化に向けた研究
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カーボンニュートラル実現に向けた製造プロセスの革新
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新興国市場(インドなど)への半導体製造拠点増加に伴う供給拡大
10. まとめ
信越化学工業の半導体シリコン事業は、世界最大のシェアと最高品質を誇り、現代の半導体産業を文字通り「土台」から支えています。
その強みは技術・品質・供給体制にあり、今後も半導体需要の拡大とともに、成長を続けると見込まれます。
AI時代・EV時代の加速に合わせ、信越の半導体シリコンはますます重要性を増していくでしょう。