【半導体初心者向け】TSMCが利用しているEUVについて解説!

半導体

こんにちは!タカリブ(@taka-liveです。

TSMCは台湾の新竹(サイエンスパーク)に拠点を置く、世界最大の半導体製造ファウンドリーです。

TSMCの時価総額は約60兆円(世界TOP10)で、日本一のトヨタが約27兆円であることからも、超大企業であることが分かると思います。

出張で新竹を訪れた際にTSMCの本社前をタクシーで通ったことがありますが、その当時はここまで成長するとは思ってもみませんでした。

ファウンドリーとは

TSMCのことを知らない方も多いと思いますが、それも仕方がありません。

パソコン、スマホなどの製品(デバイス)ではなく、デバイスに組み込む”最先端の半導体”を製造・販売する「ファウンドリー」という事業形態をとっているので、製品を使う際にTSMCの名前を目にすることはありません。

誰もが知っているAppleが消費者向けビジネス(BtoC)で、Appleに半導体を売っているTSMCは法人向けビジネス(BtoB)といった感じです。

最先端の半導体とは

半導体はSi(ケイ素)でできた円盤(シリコンウエハー)に数百工程の処理を施して製造されます。

誰が買うのか不明ですが、ECサイトでシリコンウエハーが販売されていました笑

半導体の製造には、12インチ(300mm)のシリコンウエハーが主に使われており、世界シェア1位が信越化学、2位がサムコとどちらも日本企業となっています!

詳細の説明はここでは省略しますが、「半導体は小さくなるほど高性能になる」という認識を持っていただければと思います。

また、半導体が小さくなるほど1枚のシリコンウエハーから得られる半導体の数も増えるので利益率も上がります。

TSMCは5ナノメートル(nm)の最先端半導体を製造する技術力をもっており、競合他社を圧倒!!

新型コロナウイルスのサイズが100nm程度なので、5nmといったら想像を絶する小ささです。

なぜ最先端の半導体を作れるのか

最先端の微細な半導体を製造する上で、必須の技術がEUV(極端紫外線)です。

なぜ、EUVが必須なのかザックリと説明させていただきます。

レイリーの分解能

「難しい式が出てきた〜」と思った方、安心してください!!

ザックリと簡単に説明します♪

まず、σ(分解能)が小さくなるほど、微細な半導体を作れます。

σを小さくするには、λ(波長)を小さくするか、n(屈折率)を大きくすればよいです。


これまでは、ArFレーザーというλが193nmのものを使用しておりましたが、技術的には限界に達していました。

しかし、オランダのASMLという企業がリリースしたEUV露光装置はλが13.5nmとまさにケタ違い!

1台数百億円もする装置ですが、下記理由からEUVを使えるか(ASMLに売ってもらえるか)が半導体メーカーの今後を決めると言っても過言ではありません。

  • 最先端の半導体を作るにはEUVが必須
  • EUV露光装置はASMLしか作ることができない

そして、TSMCはEUVを使いこなして最先端の半導体を製造する技術があります。

このことから、両社とも今後のさらなる飛躍が予想されます。


余談ですが、先月(2021年2月)TSMCが日本の茨城県つくば市に開発拠点を設立するという報道がありました。

TSMCがつくば市に拠点、半導体開発で日本勢にも恩恵
半導体生産で世界最大手の台湾積体電路製造(TSMC)は9日、日本初となる本格的な開発拠点を茨城県つくば市に設立すると発表した。素材や製造装置で強みを持つ日本勢と連携する。日本の半導体関連産業にとっても最先端の製造技術を持つTSMCの進出メリットは大きい。国の競争力に直結する半導体で日台連携の動きが強まりそうだ。TSMC...

つくばには、国内最大規模の半導体研究施設である産総研のスーパークリーンルーム(SCR)があるので、何かしらの共同開発も行われるのでしょう。

おわりに

TSMCはASMLのEUV露光装置を使いこなし、最先端の半導体を製造しています。

5G、DXなどの世界の流れ(トレンド)を見る限り、TSMCとASMLは今後も成長し続けることが予想されます。

最後まで読んでいただきありがとうございました。

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