半導体の地政学とか政治的重要性に寄った本というよりも、純粋な技術的な解説であり、まさにタイトルの通り、工場見学をしている気分で分かりやすい。勿論、歴史や市場についても説明が添えられるので、理解も深まる。
半導体産業は1947年にアメリカでトランジスタと呼ばれる半導体部品が発明されたことから始まった。その後、アメリカが軍事部門や宇宙開発部門などで半導体産業を牽引し、日本が主にラジオやテレビといった家電部門で半導体産業を牽引した。1988年には世界の半導体シェア50%を日本が占めていたが、2019年までにはこれが10%まで低下した。
2020年の半導体製造装置の販売額シェアでは、日本市場は10.6%だが、海外拠点を含む日本メーカー製の半導体製造装置のシェアは30%前後で推移している。これは日本の大手製造装置メーカーである東京エレクトロンやアドバンテストなど売り上げの多くを海外企業が占めるメーカーが海外販路を拡大したことが大きな理由。半導体装置メーカー、世界トップ15社のうち7社が日本企業。半導体メーカーと半導体装置メーカーは異なるのだ。
半導体を作る最先端の装置は、ほとんどが300ミリメートルのシリコンウェーハ用だが、それ以前に主流だったのは200ミリのウェーハ。スマホやパソコン等では最先端の300ミリのウェーハが必要だが、自動車や太陽光パネルなどIT機器は複雑な半導体を必要としないため、200ミリのウェーハを作る装置が中古装置市場を賑わす。
半導体の製造には二つの工程がある。シリコンウェーハの表面に作る前工程、そのウェハーをチップに切り出して、組み立てを行う後工程。
前工程では、電子回路になる層を作る成膜、設計された回路パターンを転写するリソグラフィー、パターンに沿ってマークを削り、回路を形成するエッチング、シリコンに不純物を混ぜて電気を通すようにする不純物添加、表面の凹凸を磨く平坦処理などがある。この工程を洗浄や検査などを加えながら、ウェーハ上で繰り返すことで、回路を何層にも重ねていく。
後工程では、ウェーハから半導体チップを切り出し、フレームに固定、パッケージに封入して検査を行う。
ウェーハはシリコンでできているが、イオン化したリンやホウ素をシリコンに組み込む事で、電子がシリコン内を動く事ができるようになり、電気が流れるようになる。
一時不安定だった半導体調達状況は落ち着いてきたようだが、産業の米として、注視しておきたい。
