このサイトではこれだけは知っておきたい、シリコンウエハー業界の世界市場シェアの動向についてご紹介します。
半導体で使われるシリコンの場合、純度の高いものが求められます。
いろいろな製造工程があり、CZ法やFZ法などが対象です。
単結晶引上工程やウェハ加工工程、特殊加工工程などを介することによって、研削や研磨といった特殊加工が施されるようになり、表面はデコボコのないように加工され品質検査を行ってから出荷される仕組みです。
これだけは知っておきたい！シリコンウエハー業界の世界市場シェアの動向とは？
シリコンウエハーの世界市場シェアの動向ついて、世界の電子機器市場は日々拡大しています。
それをサポートする半導体産業の重要性は今後も重要になっており、リーマンショックなどの経済ショックを経験しながら拡大し続けています。
シリコンウエハーは半導体の基板材料として利用されており、日々使用している電子機器について半導体から構成されているので、電子機器を作るにおいて重要な材料です。
シリコンウエハーの2018年における市場規模は119億ドルで、主に韓国や北アメリカ、台湾や中国、日本などで消費されています。
半導体製造メーカーの中心は北アメリカや韓国、台湾などのシェアが高くなっており、ベンダ国籍別シェアについて日本や台湾、ドイツや韓国などの順になっており、日本企業のシェアは日々高くなっています。
シリコンウエハーの市場規模と成長について
私たちが住む現代の社会は、様々なものが電子化されていきています。
インターネットの発達に伴い、電子化の勢いというものは年々加速してきています。
様々なものが電子機器で行われるようになってきているために、そのことによってさらに電子化が推進されていくということになるわけです。
ここではその基となるシリコンウエハーの市場規模について見ていくことにします。
このような電子化社会を支えているのが半導体技術ですが、その基盤となるのがシリコンウエハーです。
すべての電子機器は、シリコンウエハーを基盤としているという風に言っても過言ではありません。
従って、電子化社会の普及というのはシリコンウエハーの大量な供給というのがその基盤となっています。
そのようなことから、年毎にシリコンウエハーの使用というものは大きくなってきています。
大変高い成長をしているといっても言い過ぎではありません。
その市場規模としては、2020年で111億7,000万ドルであり出荷面積は124億700万平方インチとなっています。
市場規模の拡大に対して、出荷面積の成長は小さなものとなっていますが、これは半導体の集積化がさらに高まっているということを示しています。
シリコンウエハーの品質と電子部品への影響
シリコンウエハーは日常生活に実際に目にすることはありませんが、そこから作り出された半導体が乗っている製品は、身の回りに沢山あって毎日手にしているのではないでしょうか。
シリコンウエハーはシリコン素材でできている円盤に、複数の半導体をまとめて製造する基板です。
つまり、素材の純度や製造技術によって、品質が左右されたり不良率や歩留まりに影響があるわけです。
電子部品への影響ですが、シリコンウエハーの品質が低下すればそれだけ取り出せる高性能なチップが限られてしまい、高性能品の価格上昇や全体的な性能の低下が生じます。
特に、最先端の技術で製造される微細なシリコンウエハーは非常に繊細で、製造環境のクリーン度が重要になってきます。
僅かな塵も表面に付着すれば品質の低下どころか不良が発生しますから、電子部品への影響は価格的に考えて甚大なものとなり得ます。
歩留まりの悪化は出荷できる製品が減ることを意味するので、高性能な高価格帯の製品は在庫減少も相まって、通常よりも大幅な価格のアップに繋がるのではないでしょうか。
シリコンウエハーは半導体を作り出すベース
シリコンウエハーは表面に規則的な模様が見られ、光を当てることで様々な輝きを放つ、穴の空いていない大きなディスクのイメージがあるのではないでしょうか。
シリコンウエハーは珪素を塊からディスク状に切り出したもので、この上に半導体を製造するベースとなる素材です。
役割的には基板ですから、非常に薄い珪素の基板で、チップを製造する素材ということができます。
シリコンウエハーを使わない半導体製造も可能ですが、集積度の高い高密度のチップを作るのは難しいです。
その為、最新のスマホやゲーム機、パソコンなどにおいて欠かすことができない存在だといえます。
不純物が不良品を生むこともあれば、円周部の物理的な欠けが歩留まりを低下させることもありますが、1枚がまるごと不良になることは殆どないです。
とはいえ、シリコンウエハーはチップを作り上げる土台の役割を担いますし、ベースの品質に問題があれば製品に影響が出てしまうので、重要なことには変わりないのではないでしょうか。
シリコンウエハーはインゴットから切り出されて作られる
薄い円盤状で知られるシリコンウエハーは、珪素を円盤状にしているものですが、どのように作られているか気になる人もいるのではないでしょうか。
結論をいえばシリコンウエハーはインゴット、つまり素材の塊から薄く切り出して作られています。
円盤の厚みは1mmほどですが、歪みがあると製造や品質に影響が出てくるので、均一に切り出すことが必要です。
インゴットは大きな円柱状の塊で、直径は様々ですが300mmまで実用化されており、450mmも視野に入っています。直径の拡大を目指す理由は簡単で、サイズが大きいほど1枚から一度に多くのチップを製造できるからです。
シリコンウエハーの直径を大きくすると、必然的に塊のサイズも大きくなって重量もますので、技術的にハードルが高いですし限界もあります。
ちなみに塊は珪素の結晶を成長させることで作り出され、切り出されたシリコンウエハーは複数の面取りと研磨工程を経てようやく形になりますから、とても手間が掛かることが想像できるのではないでしょうか。
テレワーク増加とシリコンウエハーの需要増の関係
テレワーク増加によってパソコンとその周辺機器など、半導体の需要が増えていることは誰もが知っているのではないでしょうか。
感染症の蔓延でサプライチェーンに影響が出ていることから、半導体の供給が遅れていて価格の上昇どころか、長期的な在庫切れとなって影響が現れています。
半導体不足といえばシリコンウエハーの需要増も例外ではなく、供給量の減少や不安定な供給などに影響が見られます。
シリコンウエハーは高密度な半導体の製造に不可欠な材料で、これがないと現代人の生活が成り立たないほどです。
具体的にはパソコンを始めとして、スマホやタブレットにスマート家電、車にも使われています。
シリコンウエハーがそのまま製品になるわけではなく、複数の加工工程を経て切り出され、そしてハイテク製品に搭載されることになります。
テレワーク増加は昨今の情勢を考えると避けられませんが、となるとシリコンウエハーに需要が集中して、製品価格が上昇することも覚悟する必要があるのではないでしょうか。
半導体の基板シリコンウエハーの高品質なものとは
シリコンウエハーといえば、半導体分野に少しく詳しい人であれば、鏡のような円盤に規則的な模様が浮かび上がるイメージを頭に思い描けるのではないでしょうか。
シリコンウエハーは主に珪素でできている円盤状に加工されているもので、スマホやパソコンの頭脳ともいえるCPUなどを担っています。
最先端のプロセスで製造される製品は、僅かなホコリや塵なども品質の低下に繋がるので、高品質な製品を作るとなると管理だけでも大変でコストが掛かります。
実はシリコンウエハーは切り出すことを前提に作られており、1枚から複数の半導体製品が取り出せます。
ただ、全てが正常に動作するとは限らず、一定の割合で不良品が発生します。
不良品にも完全に商品にならないものと、性能を抑えたり機能を限定すれば実用的に使えるものに分けられます。
メーカーとしては、完全に動作する半導体が切り出せるシリコンウエハーの製造を目指したいところですが、高品質は維持どころか達成するのも大変なので、不良品をゼロにするのは難しいのではないでしょうか。
投資家も注目しているシリコンウェハーについて
近年巨額な投資を行うことで投資家からも注目されている「シリコンウェハー」ですが、これは半導体の材料基盤のことです。
シリコンから作られた部品で薄い円盤状で表面は鏡面仕上げ、微細な凹凸・微粒子が徹底して排除されているのが特徴です。
半導体の初期段階の製造だと半導体のメーカーは製造装置を使い、シリコンウェハーの内部へ微細な回路を形成してチップを作ってます。
シリコンウェハーの表面が平坦なほど高い性能があって、それが様々な電子機器の性能アップにつながってます。
使われている製品にはスマホ・パソコンのCPUとメモリー、テレビ・エアコンなどの電化製品、自動車部品・太陽光電池・クレジットカードなどのICチップなどです。
よく混同されるのがゴムやシャンプーに使われているシリコーンですが、原料は同じケイ石ですが、ウエハーに使っているシリコンは純度が99.999999999まで高められているもので、シリコーンだとケイ石が原料の合成樹脂のことで高分子有機ケイ素化合物と言われてます。
中小の町工場が大活躍！シリコンウェハーは簡単に作れるもの
日本の経済を支えるもの、それは大企業ではありません。
大阪や東京の下町にたくさんある中小規模の町工場です。世界のNASAの技術にも採用をされるほどの高い生産能力を有した職人も存在をしている会社も多く、いまではデジタル化社会を支えるあるアイテムの製造も担っているほどです。
簡単にそのアイテムの概要を解説すると、シリコンウェハーというものになります。
以前がパソコンや電卓にはICという基盤を使っていましたが、現在ではそれは用いていません。
代わりにシリコンウェハーを採用しており、集積回路を組み込んだ薄いシートになっています。
約100個以上の細かい部品で構成をされていますが、これは町工場で製造をしたものばかりです。
印刷技術でシリコンウェハーを製造しており、短期間で大量に生み出せるのがメリットになっています。
一度設計図を作ったら、あとはライン生産をするため、簡単に用意をしていろんなアイテムに取り付けることが可能です。
シリコンウェハーと宇宙開発の関係性について
シリコンウェハーといえば半導体ですが、身の回りの電子機器だけでなく、宇宙開発においても重要性が増しているといえるのではないでしょうか。
シリコンウェハーは電子機器の集積回路に使われている一方で、太陽光発電のパネルにも使用されています。
宇宙空間では太陽光発電による電力が重要ですから、パネルの製造にも必要不可欠だと分かります。
宇宙開発の鍵を握るといっても過言ではないシリコンウェハーは、更なる微細化と効率化が求められます。
当然ながら歩留まりはコストに直結するので、不良率を下げる製造品質の向上も通れない課題です。
シリコンウェハーに使用される材料も見直したり、低コストなものに置き換えることができれば、今後の宇宙分野の開発は更に進むと思われます。
宇宙に限らず開発は失敗と改善の繰り返しですが、品質が向上すれば失敗の回数を減らせますし、コストが下がれば積極的にテストができるので、将来的には今以上に開発が加速するのではないでしょうか。
シリコンウェハーは設計は国内でも生産は中国頼りの品
デジタル化社会となった昨今、どこでもパソコンは使用をされるアイテムとなりました。
以前は一台40万円以上もする高級な端末でしたが、現在ではその1/10以下でも買える時代となっています。
それだけ大量生産を可能にしており、お手軽な家電となったことが伺えます。
なぜお値段か安くなっているのかというと、シリコンウェハーという新しいLSIが誕生したからです。
簡単に概要を解説すると、印刷技術を駆使したICというものになります。
設計図は日本の大手メーカーでなされるのですが、生産は中国で実施をするのが基本です。
まずシリコンウェハーは特許技術を持つものなので、各社メーカーでは公開をしていないものです。
しかし、製造には多くの人手がいるため、国内では人件費の関係から生産まではできないものとなりました。
そこで中国頼りとなり、自社工場を現地に建設をして一種の逆輸入という形で手に入れるのが当たり前となった品物ともいえます。
職人技が求められるシリコンウェハーの製造工程
シリコンウェハーの製造工程では、職人技が求められます。
半導体デバイスの製造では、シリコンウェハーが最も重要な素材です。
高度な技術が必要になりますが、日本は世界でもトップレベルの技術力を持っています。
シリコンウェハーはパソコンやスマートフォン、カメラなど日常生活で使う電子機器にも使われています。
鉄道や自動車、産業機械など幅広い分野で使われAIなど新しい技術の登場によって応用範囲の拡大が期待されます。
シリコンウェハーの生産は、厳しい品質管理の下で行われます。
単結晶の引き上げや加工、洗浄の後に検査が行われ品質の高い製品がユーザーの手元に届きます。
単結晶とは、規則正しく原子が配列している状態です。
高純度の多結晶シリコンを有価させ、単結晶の塊を作ります。
一定の直径に研削して1mm程度に整え、表面を平坦な面に加工します。
半導体デバイスの使用領域には、用途に合わせて様々な付加価値を与える処理が行われています。
シリコンウェハーの歴史を知りたいならどうするか
シリコンウェハーのヒストリーについて知りたい場合、まずは客観的な情報を探すことが大切です。
これは半導体製造の基本的な要素であり、その歴史は産業革命以前の時代から始まります。
最初のは19世紀に化学者によって発見され、その後の研究と発展により、半導体産業が形成されました。
シリコンウェハーの製造技術は20世紀に急速に進歩し、電子機器の革命を支える要素として不可欠な存在となったのです。
1950年代には、トランジスタの発明とともに需要が急増しました。
これが現代の電子デバイスの基盤となる半導体産業の出発点です。
1960年代には、シリコンウェハーの製造プロセスが洗練され、より小型かつ高性能なデバイスが実現しました。
さらに1970年代にはコンピューターの普及とともに需要がさらに拡大し、半導体業界は急成長しました。
1980年代にはVLSI（Very Large Scale Integration）技術の導入により、この上に数十万から数百万のトランジスタを集積できるようになりました。
現代に至ってはスマートフォン、コンピューター、電子車両などあらゆる電子機器の核として使用されています。
シリコンウェハーの製造プロセスは継続的に改良され、性能向上とコスト削減が進んでいます。
シリコンウェハーの高いシェアを誇る日本企業
二年ほど前の半導体不足の事態は、多くの人の生活に影響を与えました。
車や家電製品に使う半導体が不足して商品を作れなくなったのです。
そして、今では半導体の需要が増えていることで、企業の投資が増えていますし国の補助金なども増額されているのです。
半導体を作る上で必要なのがシリコンウェハーであり、日本の企業が世界で高いシェアを誇っていると言えます。
シリコンウェハーなどの製造にかかわる技術は一朝一夕で身につくものではありません。
トップシェアを保っている一つの企業は100年近い歴史があります。
確かにモノづくりに関しては日本の技術は世界に誇るものであり、高い競争力を保っているのです。
関係する企業の株価は上がっていますので、投資家からの熱い視線を集めています。
今後もしばらくは日本優位の状況は変わらないでしょう。
そのようなわけで、これから投資するなら成長が見込める業種を狙うことで資産を増やすことも可能であると言えます。
シリコンウェハーの製造工程とは重要なステップ
シリコンウェハーの製造工程とは、半導体製造の重要なステップであり、高度な技術と複雑なプロセスが組み合わさっています。
最初のステップはシリコンの原料として高純度のシリコンを用意することです。
シリコンは地球上で豊富に存在しますが、半導体製造には極めて高い純度が必要です。
このためシリコンの精製工程が行われます。
次に精製されたシリコンを石英容器に入れ、高温の雰囲気で溶かします。
これによりシリコンが単結晶となり、シリコンインゴットが形成されます。
シリコンインゴットを薄く切り出し、シリコンウェハーと呼ばれる円盤状の基板に加工します。
ウェハーの表面は非常に平滑で均一である必要があります。
ウェハーの表面に不純物を制御的に導入するドーピングプロセスが行われます。
これによりウェハーの電気特性が調整され、半導体デバイスの動作が制御可能になります。
複数の層を形成するために、化学蒸着や物理蒸着などの薄膜形成プロセスが行われます。
これによりトランジスタやキャパシタなどの半導体デバイスの基本構造が形成されるのです。
シリコンウェハーの製造は高い精度とクリーンルーム環境が必要であり、微細な構造を作成するために光学技術やエッチング技術などの先端技術が使用されます。
半導体産業の発展に欠かせない工程であり、現代のテクノロジーを支えています。
シリコンウェハーの原材料はどの様なものか
シリコンウェハーは、半導体の基板となる円形の薄板です。
原材料は、ケイ石から作られるシリコンです。
地球上に豊富に存在する元素で、導電性と絶縁性の両方を兼ね備えています。
この性質により、半導体として様々な電子機器に使用されます。
砂岩や砂利などに含まれている鉱物であるケイ石から抽出します。
抽出する方法はいくつかありますが、一般的には酸化ケイ素を還元して得る炭素還元法が用いられます。
炭素還元法では、ケイ石を炭素と混合し高温で加熱することで酸化ケイ素を還元して得ます。
得られたものはさらに精製して不純物を除去します。
精製されたものは単結晶の塊（インゴット）にされ、スライスして円盤状に成形されます。
この円盤状のものがシリコンウェハーの原材料となります。
さらに研磨や洗浄などの工程を経て、半導体の基板として使用されます。
シリコンウェハーは、半導体製造の基盤となる重要な材料です。
高品質のシリコンウェハーは半導体の性能を左右するため、製造には高度な技術が求められます。
シリコンウェハーは家電製品で使われています
シリコンウェハーは現代の家電製品に欠かせない重要な要素として使用されています。
この微細な平板は、電子機器の性能向上と小型化に貢献し日常生活に革命をもたらしました。
電子デバイスの基盤として広く使用されています。
これはコンピューター、スマートフォン、タブレット、テレビ、ゲームコンソールなど、私たちが日常的に利用する多くの製品の中で見られます。
これらのデバイスの中心的な部品であり、電子回路や半導体チップを製造するための基板として機能します。
この微細な平板の特長は、その半導体特性にあります。
電子の導電性を制御するための優れたプラットフォームであり、トランジスタやダイオードなどの基本的な電子部品の製造に使用されます。
これにより、高性能でエネルギー効率の良い家電製品が実現され、我々の生活を便利にし、エネルギーを節約します。
シリコンウェハーは太陽光パネルの製造にも不可欠です。
太陽光パネルは、再生可能エネルギーの重要な源として、エネルギー効率の向上と持続可能性に寄与しています。
シリコンウェハーは家庭で利用するさまざまな電子機器の製造に欠かせない素材であり、現代のテクノロジーにおいて不可欠な役割を果たしています。
その微細な存在が日常生活をより便利で効率的にし、持続可能な未来を築くための一石を投じていることを忘れてはなりません。
シリコンウェハーが支える半導体産業の未来
シリコンウェハーは、現代の技術革新を支える重要な要素です。
主にシリコンから作られるウェハーは、半導体デバイスの基板として利用されます。
シリコンウェハーの製造には高度な技術が必要であり、その品質によってデバイスの性能が大きく左右されます。
半導体産業において、シリコンウェハーは欠かせない存在です。
コンピュータやスマートフォンなどの多くの電子機器で使用される半導体チップは、シリコンウェハーの上に作られています。
このため、シリコンウェハーの技術進歩は、電子機器の性能向上に直結しています。
シリコンウェハーの製造プロセスは非常に複雑で、結晶成長、スライス、研磨などの多くの工程を経て完成します。
これらの工程を経て、高品質なシリコンウェハーが出来上がり、半導体チップの製造に用いられます。
このため、製造技術の進化は、シリコンウェハーの性能を最大限に引き出すために不可欠です。
今後もシリコンウェハーの技術革新が進むことで、半導体産業はさらに発展し、私たちの生活がより便利になることが期待されています。
シリコンウェハーが支える未来の技術に注目していきましょう。
シリコンウェハー製造におけるフォトリソ技術の重要性
シリコンウェハー製造においては、フォトリソ技術が欠かせません。
シリコンウェハーは半導体デバイスの基盤となる重要な材料であり、その表面に微細な回路を形成する必要があります。
フォトリソ技術は、この微細な回路パターンをシリコンウェハーに転写するためのプロセスです。
まず、基板に感光材料を塗布し、次に光を使って回路パターンを描画します。
そして、現像液で不要な部分を除去し、最終的にエッチング処理を施して回路を形成します。
このように、フォトリソ技術はシリコンウェハーの表面に高精度な回路を形成する重要な工程です。
半導体製造において、微細化が進む中でフォトリソ技術の精度はますます重要視されています。
最新の技術では、ナノメートル単位での回路形成が求められるため、高度な技術と設備が必要です。
このような背景から、フォトリソ技術の進化がシリコンウェハー製造の質を左右する重要な要素となっています。
シリコンウェハーにおける酸化膜の重要性と形成方法
シリコンウェハーは半導体製造において非常に重要な材料です。
その性能を左右する要素のひとつに、表面に形成される酸化膜があります。
この酸化膜は、デバイスの性能や信頼性に大きく影響します。
質の高い酸化膜を形成することで、デバイスの性能が向上し、不良品の発生を抑える効果が期待できます。
酸化膜の形成方法には高温酸化法や低温酸化法などがあり、どちらを選ぶかによって特性や適用分野が異なります。
高温酸化法では高速で酸化膜を形成でき、主に厚膜に適しています。
逆に低温酸化法は細かい制御が可能であり、薄膜や精密な構造に適しているため用途に応じた選択が重要となります。
シリコンウェハーに最適な酸化膜を形成するためには、これらの方法を理解し、適切に運用することが大切です。
また日々進化する技術と合わせて、酸化膜の特性をさらに向上させる新しい方法が研究されています。
シリコンウェハーの性能を最大限に引き出すためには、酸化膜の形成技術を絶えず改良していくことが求められます。
シリコンウェハーの加工技術エッチングの最新動向
シリコンウェハーは、半導体製造の基板として重要な材料です。
特に、シリコンウェハーの加工技術において、エッチングは欠かせない工程となります。
エッチングとは、化学薬品やプラズマを使って、シリコンウェハーの表面を所望の形状へと加工する技術です。
これにより、精密なパターンが形成されるため、回路の微細化が可能となります。
最近のエッチング技術の進歩は目覚ましく、特に高アスペクト比の加工が注目されています。
高アスペクト比とは、縦横比が大きい構造を指し、これにより小型で高性能なデバイスが製造可能となります。
また、エッチング液やプラズマ源の進化により、加工精度も大幅に向上しています。
さらに、最新のエッチング技術では、環境に配慮した方法が開発されています。
従来の化学薬品の使用量を削減し、廃液の処理を容易にする技術が注力されています。
これにより、環境負荷の少ない半導体製造が実現されています。
今後とも、エッチング技術の進化には大いに期待されます。
シリコンウェハーにおけるドーピング技術の重要性
シリコンウェハーは現代のエレクトロニクスにおいて基盤的な材料です。
これにより、デバイスの作動が可能になり、高性能な電子機器が作られます。
シリコンウェハーの品質と電気特性を制御する重要な技術のひとつがドーピングです。
ドーピングは、シリコンに微量の不純物を添加するプロセスで、これによりシリコンの電気的な特性が向上します。
具体的には、導電性の向上や半導体の特性調整が可能となり、結果としてより効率的なデバイスが製造されます。
高精度なドーピング技術により、半導体製品の性能と信頼性が劇的に向上するため、シリコンウェハーのドーピングは技術革新の鍵といえるでしょう。
先進的なドーピング技術を駆使することで、エレクトロニクス産業はますます高性能化し、私たちの日常生活を豊かにし続けると考えられます。
産業界でのシリコンウェハーとドーピング技術の理解を深めることは、その恩恵を最大限に享受するために欠かせないことです。