目次

第１章　半導体を取り巻く環境と半導体産業の全体像

01　半導体不足とその原因は？
　　●半導体不足で納品が遅れる？
　　●社会的要因 ── ５Ｇ、ＤＸの波
　　●経済的要因 ── 需要と供給のアンバランス
　　●政治的要因 ── 米中摩擦
02　半導体不足の影響はどのくらい深刻だったのか？
　　●自動車、家電に甚大な影響
　　●半導体の不足が「半導体製造装置の不足」まで招く悪循環に
　　●半導体不足の回復は「まだら模様」
03　半導体産業の推移レビュー
　　●自動車産業を上回る規模
　　●メモリとロジックは相補的
04　徹底分析「日本半導体メーカーの凋落理由」
　　●失われた日の丸半導体の栄光
　　●そもそも「ダントツの地位」を築けた理由は何だったのか？
　　●ムダな仕事を強制された現場
　　●逆張り戦略のなさ、社内からは「金食い虫」扱い
　　●オンリーワンの製品をもてなかった
　　●why to make?
05　なぜ、製造装置メーカーと材料メーカーは健闘しているのか？
　　●日本にも好調な「半導体業界」がある？
　　●上流と下流の違い
　　●これから正念場を迎える製造装置業界
06　期待される「新しい半導体市場」を狙え！
　　●「ＤＸ」が半導体需要をさらに推し進める
　　●「メタバース」と現実との融合
　　●「自動運転」をリアルタイムに行なうためには
　　●拡大する「ＩｏＴ技術」
　　●「ＡＩ」（人工知能）が高性能チップを求める
07　半導体産業の全体像を図解でわかりやすく示す
　　●ＩＤＭ ── 設計、製造から販売まで一貫して行なう
　　●ＩＤＭを取り巻く関連メーカー ── ＥＤＡ、ＩＰ、装置、材料
　　●ファブレス、ファウンドリー、ＯＳＡＴ
　　●ファウンドリー
　　●ＯＳＡＴ（オーサット）
　　●デザインハウス、ファブライト企業とはどのような業界か？
　　●なぜサムスンやインテルがファウンドリー事業も扱うのか？
コラム　核抑止力、経済安保、情報社会、戦略物資

第２章　半導体の製造工程から整理する関連業界

01　半導体はどのように作られるのか？ ── 第一分類
　　●半導体が作られる工程
02　半導体はどのように作られるのか？ ── 第二分類
　　●設計工程 ── 設計とフォトマスクの作製
　　●前工程①と② ── ＦＥＯＬとＢＥＯＬ
　　●前工程③ ── ウエハー・プローブ検査
　　●後工程① ── ダイシング工程
　　●後工程② ── 組立工程（パッケージング）
　　●後工程③ ── 信頼性試験（加速テスト）
03　半導体はどのように作られるのか？ ── 第三分類
　　●ＦＥＯＬは４つの工程に分けられる
　　●薄膜形成、リソグラフィ、エッチングの工程
　　●ＢＥＯＬは３つの工程とプロセス
　　●モールドパッケージで組立を説明
04　半導体はどのように作られるのか？ ── 第四分類
　　●ＦＥＯＬの薄膜形成
　　●ＢＥＯＬの薄膜形成
　　●リソグラフィ工程
　　●エッチングの工程
　　●不純物添加の工程
　　●平坦化ＣＭＰの工程
　　●その他の熱処理、洗浄などの工程
05　関連業界を半導体製造プロセスに沿って示す
　　❶設計〜シリコンウエハー
　　❷熱酸化〜銅メッキ
　　❸フォトレジスト塗布〜エッチング（ドライエッチング、ウエットエッチング）
　　❹拡散（熱拡散）〜ＲＴＡ
　　❺良品検査〜搬送、ＣＩＭ制御まで
　　❻ダイシング〜樹脂封止
　　❼メッキ〜最終検査
コラム　画像と行列とエヌビディア

第３章　各種業界の業務内容と代表的なメーカー

01　半導体製品を出す業界 ── ＩＤＭ、ファブレス、大手ＩＴ
　　①ＩＤＭ（垂直統合型の半導体メーカー）
　　②ファブレス企業（工場を持たない企業）
　　③大手ＩＴ企業
　　●ＡＩアクセラレータ
02　半導体の受託生産企業 ── ファウンドリー、ＯＳＡＴ
　　●なぜ、ファウンドリー、ＯＳＡＴが生まれてきたのか？
　　●ファウンドリー企業とは
　　●代表的なＯＳＡＴ企業
　　●ＯＳＡＴの実態
03　ＥＤＡベンダー
　　●ＥＤＡツールの代表、階層的自動設計
04　ＩＰプロバイダー
　　●ＩＰプロバイダーとは「機能ブロックを提供する企業」のこと
　　●ＩＰプロバイダーの代表的企業は英アーム、米シノプシス
　　●ＩＰには具体的にどんなモノがあるのか？
05　半導体の製造工程ごとの装置、材料の代表的メーカー
　　●フォトマスク（レチクル）の代表的企業は米フォトロニクス、日本の大日本印刷
　　●解像度を上げたりパターン忠実度を上げたりするためのマスク（レチクル）の工夫
　　●シリコンウエハーの代表的企業は信越化学工業
06　熱酸化から銅メッキまで
　　●熱酸化装置の代表的企業は東京エレクトロン
　　●ＣＶＤ（化学気相成長）の代表的企業は米ＡＭＡＴ、米ラムリサーチ
　　●ＰＶＤ（物理気相成長）の代表的企業は米ＡＭＡＴ、日本のアルバック
　　●ＡＬＤ（原子層堆積）の代表的企業は米ＡＭＡＴ
　　●メッキ（銅メッキ）の代表的企業は荏原製作所、東設、東京エレクトロン
07　フォトレジスト塗布からウエットエッチングまで
　　●フォトレジストの代表的企業は日本のＪＳＲ、住友化学
　　●露光の代表的企業はオランダのＡＳＭＬ、日本のニコン
　　●現像の代表的企業はフォトレジスト企業とかぶる
　　●ドライエッチングの代表的企業は米ラムリサーチ、東京エレクトロン
　　●ウエットエッチングの代表的企業は日本のＳＣＲＥＥＮ、米ラムリサーチ
　　●ドライエッチングあれこれ
08　導電型不純物拡散からＲＴＡまで
　　●イオン注入の代表的企業は台湾ＡＩＢＴ
　　●ＣＭＰの代表的企業は米ＡＭＡＴ、日本の荏原製作所
　　●ＲＴＡ（急速熱処理）の代表的企業は日本のアドバンス理工、ウシオ電機
　　●ＲＴＡ、ＲＴＯなど高速な昇温・降温処理
09　超純水からＣＩＭまで
　　●超純水の代表的企業は日本の栗田工業、オルガノ
　　●プローブ検査は日本の東京エレクトロン、テスター検査はアドバンテスト
　　●ウエハー搬送の代表的企業は村田機械、ダイフク
　　●ウエハー検査の代表的企業は米ＫＬＡ
　　●ＣＩＭ（コンピュータ統合生産）の日本の代表的企業はテクノシステム
10　ダイシングから樹脂封止まで
　　●ダイシングの代表的企業は日本のディスコ、東京精密
　　●マウントの代表的企業は三井ハイテック
　　●ワイヤーボンディングの代表的企業はオランダのＡＳＭ
　　●樹脂封止の代表的企業はレゾナック、イビデン、ＴＯＷＡ
　　●ボンディングあれこれ
11　高純度ガス、高純度薬液から最終検査まで
　　●高純度材料ガスの代表的企業は大陽日酸、三井化学
　　●高純度薬液の代表的企業は独ＢＡＳＦ、三菱ガス化学
　　●ハンダメッキからリード加工、捺印、信頼性試験、最終検査まで
12　半導体関連業界の立ち位置と事業規模
コラム 「ＡＩ半導体」とは？

第４章　半導体とはそもそも何？

01　半導体とは特異な性質を持った物質・材料のこと
　　●半導体とは「導体と絶縁体の中間物」のこと
　　●半導体に使われている材料は？
02　シリコンは半導体のチャンピオン
　　●いちばん多く使われるのが「シリコン」
　　●電気代の高い日本ではコスト的に合わない
　　●99・999999999％の超純度
　　●Ｎ型の半導体とは？
　　●Ｐ型の半導体とは？
03　まずトランジスタありき
　　●ダイオードのはたらきと種類
　　●２つのＭＯＳトランジスタ
　　●なぜ「ＭＯＳ」と呼ばれるのか？
04　集積回路と集積度
　　●集積回路、ＩＣとＬＳＩ
　　●集積度を大きくするメリットとは？
05　集積回路の機能分類と代表的メーカー
　　●記憶する「メモリ」
　　●頭脳に当たる「ＣＰＵ」
　　●特化した専用機能をもつチップ
コラム　デナード則（スケーリング則）

第５章　半導体は何に使われ、どんな働きをする？

01　半導体は何に使われているのか？ ── コンピュータ分野
　　●産業の米「半導体」
　　●半導体は「国の安全保障」を決する最重要戦略物資
　　●スパコンから身近なパソコンのＣＰＵまで
　　●モバイル端末にも使われている？
02　半導体は何に使われているのか？ ── 身近な製品では？
　　●家電にはどのようなＩＣが使われている？
　　●クルマ用の車載半導体とは？
　　●ＩＣカードには？
　　●電子ゲーム機にはどんなＩＣが？
03　半導体は何に使われているのか？ ── インフラ、医療分野では
04　半導体は産業最前線でどう使われている？ ── ＡＩ、ＩｏＴ、ドローン……
　　●データセンターでは？
　　●ＡＩ・ディープラーニングでは？
　　●生成ＡＩとエッジＡＩ
　　●ＩｏＴ、ＤＸでは？
　　●ドローンでは？
05　パワー半導体は通常の半導体と何が違うか？
　　●「エネルギーを扱う」パワー半導体
　　●パワー半導体の機能、代表的なデバイス
　　●ＰＭＩＣは「賢いパワー半導体」
コラム　半導体に関するニュースの読み方

第６章　これからの半導体と半導体産業を展望する

01　ＨＢＭは「高速＆広帯域」を実現するメモリ
02　２ｎｍノード以降の微細化をめぐる攻防
03　モア・ムーアとモアザン・ムーア
　　●ネクスト「ムーアの法則」
　　●蚊に学ぶ情報処理
04　新材料、新構造トランジスタ
　　●「速い、安い新材料」の開発
　　●新構造のＧＡＡ型トランジスタへ
05　右脳的な機能を持ったニューロモーフィックチップ
　　●ノイマン・ボトルネック
　　●ＩＢＭ「TrueNorth（トゥルーノース）」
　　●インテル、ＴＳＭＣのＡＩチップ
06　現実空間とメタバースを融合する半導体 ── インターネットの進化系？
　　●宇宙を超越する？
07　３Ｄ化と光配線
　　●３次元構造半導体
　　●３次元技術 ── ホモジニアス
　　●３次元技術 ── ヘテロジニアス
08　日本半導体産業の今後を展望する
　　●２つの第一印象
　　●枯れた技術の導入への不安
　　●賛成派、懐疑派の意見
　　●筆者の考え
　　●総花的戦略への疑問
　　●我が国の半導体産業における最新の動き
コラム　ＡＩは知能を、感情をもつか？

第７章　半導体の先端技術の動向

01　先端半導体を牽引する４つのアプリケーション分野とは？
　　●アプリ分野、先端半導体、先端技術
　　●どんなアプリケーション分野か？
02　必要とされる先端半導体は？
　　●ＣＰＵ
　　●ＧＰＵ
　　●ＡＩ半導体
　　●メモリ
03　求められる先端技術
　　●微細リソグラフィ技術
　　●高ＮＡ ＥＵＶの技術的な課題
　　●高性能トランジスタ技術
　　●先端配線技術
　　●裏面電源供給技術
　　●パワー半導体技術
　　●光電融合デバイス技術
コラム　元素を確保せよ！

第８章　注目！　世界の半導体トップ企業38社

　　●エヌビディア／ＴＳＭＣ／サムスン電子／インテル／アーム（ＡＲＭ）／キオクシア／ＡＳＭＬ／アプライドマテリアルズ（ＡＭＡＴ）／ルネサスエレクトロニクス／マイクロン・テクノロジー／ＫＬＡ／レーザーテック／東京エレクトロン／ＳＵＭＣＯ（サムコ）／グローバルファウンドリーズ／ディスコ／ラムリサーチ／アドバンスト・マイクロ・デバイセズ（ＡＭＤ）／クアルコム／シノプシス／ケイデンス・デザイン・システムズ／ＪＳＲ／東京応化工業（ＴＯＫ）／アドバンテスト／テラダイン／信越化学工業／レゾナック／ＴＯＰＰＡＮホールディングス／大日本印刷／インフィニオン・テクノロジー／ローム／ソニーセミコンダクタソリューションズ／ＴＯＷＡ／イビデン／住友べークライト／ＳＣＲＥＥＮ／ＳＥＭＥＳ／ＳＭＩＣ

巻末資料

資料① ── 半導体メーカーと主要製品一覧
資料② ── 半導体用語の解説
資料③ ── 海外と日本の半導体主要工場の新設状況

著者

菊地 正典（きくち・まさのり）
1944年樺太生まれ。東京大学工学部物理工学科を卒業。日本電気（株）に入社以来、一貫して半導体関係業務に従事。半導体デバイスとプロセスの開発と生産技術を経験後、同社半導体事業グループの統括部長、主席技師長を歴任。（社）日本半導体製造装置協会専務理事を経て、2007年８月から（株）半導体エネルギー研究所顧問。2024年７月から内外テック（株）顧問。著書に『入門ビジュアルテクノロジー 最新 半導体のすべて』『図解でわかる 電子回路』『プロ技術者になる！ エンジニアの勉強法』（日本実業出版社）、『半導体・ICのすべて』（電波新聞社）、『「電気」のキホン』『「半導体」のキホン』『IoTを支える技術』（SBクリエイティブ）、『史上最強図解 これならわかる！電子回路』（ナツメ社）、『半導体工場のすべて』（ダイヤモンド社）など多数。