菊地正典のレビュー一覧
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はじめに
―もはや「半導体に無関係」ではいられない
第１章 半導体メーカーから部材メーカーまで―半導体業界の相関図❶
第２章 台頭するファブレス、ファウンドリー―半導体業界の相関図➋
第３章 半導体はどこで何に使われているのか？
第４章 半導体はどんな歴史を辿ってきたのか
第５章 そもそも「半導体」とは？
第６章 電子回路を構成する「半導体素子」とはどのようなものか？
第７章 集積回路(IC)とは何か？
第８章 集積回路はどのようにつくられる？
第９章 半導体産業の今後と日本の立ち位置
附章 半導体産業の主なメーカーの特徴
国の命運を握るくらいにとても大切な重要な産業であることがいろいろなところで言われています。
資源も設計も大切ですし、数多くの人たちが働くことのできる製造も大切なことも言われています。
世界中の主な半導体企業名が掲載されています。 -
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従来のノイマン型のコンピュータが人間の「左脳的な役割」をもっていたのに対し、このような非ノイマン型の半導体が、いわば人間の「右脳的な役割」を演じるものとして広く普及するか、あるいは現在のコンピュータシステムに組み込まれた形で、特定のAIアクセラレータ（推論処理の高速化｝として利用されるかはわかりませんが、その技術開発の進展に大いに期待したいところです。
同書:P90 より引用
駿台予備校世界史講師・茂木誠さんの話を伺っていますと、直感を大切にするのは、右脳的な役割を意識することなのだそうです。彼が紹介してくれた図書「分裂病と人類」中井久夫 もそうしたことを詳しく教えてくれています。
まさか、コンピュータの世界でも、右脳の直感が試される時代が訪れようとしているとは、大変興味深いものを感じました。
また、図を参照すると三重県に国内の代表的な工場が３つあることも驚きました。市議会議員・近藤なほさんは、桑名の観光大使もされているそうなので、このことはご存知なのかどうか、近日にお勧めしてみようかと思います。笑 ちなみに桑名といえば、米油発祥の地として、健康オタクの私にとっては縁が深い場所です。
日本は製造の最先端を行っているではなく、製造機と素材生成の技術に優れている事実。
という点も面白いです。本書で紹介されている一覧等を参考にするとなるほどその通りだと思いました。あまりにも自信がなくなりそうな状況なので、幻想に縋りたくなるのもわかるのですが、いつだって思い込みの幻想が、歴史を混沌とさせてきたことを鑑みると、目に見えない不確かなものへの敬虔さを持ちながら、それと同時に超現実的に、リアリストの目線を持つことも大切なのだろうと思います。
思いこみに傾倒した朱子学。その朱子学に影響された水戸学・・・水戸から現れた将軍が、徳川の最後となったのも、象徴的だといえましょう。また、キリスト教も同じです。
日米間の半導体の協定のみが衰退の理由ではないが、大きな痛手であったことは確か。
確かに理由の全てではないでしょう。特に、当時の新聞をデジタルアーカイヴで読み直していますと、日本は軍事的負担をおよそ全てアメリカに依存しているからこそ、経済発展できたのだから、政府開発援助（ODA）をもっと諸外国に積極的に果たすべきだ、という意見は数多く見られました。もちろん、反日、どころか、CIA日本支部とまで謳われる読売がいうことですから、かなりの脚色はあるのでしょうが・・・それでも、その意見を見て、大勢の人が反対しなかったということが、暗に事実めいていたのも確かなのではないかなと思えたのです。
筆者が言うような「慢心」「隙」と言うのは、この辺り現れていると言えるでしょう。少なくとも、ロックフェラービルを日本資本で買収してしまったのはやりすぎでした。今でこそロックフェラービジネスは、軍・医・学複合体による、人命を脅かした収益を数多くしてきた、問題のある組織だと認識されていますが、当時は慈善事業としての存在感が強く、彼らから搾取するとは何事だ！とアメリカ世論を激怒させてしまったのです。
とはいえ、真珠湾攻撃の際も、知らせは届いていたのにあえて知らせなかったFDRのやらせのように、このロックフェラービル買収の件も、見過ごさず、断ればよかったものをあえて断らなかったところを鑑みると、アメリカ世論を反日に傾けるためのやらせをまたしてしまったのだろうなぁと思います。一度やられた作戦にまた引っかかってしまうのですから、日本人は本当に他人を疑わない素晴らしい国民性なれど、つくづく、騙されやすいのだなぁと切なくもなりました。
今やロックフェラーさんは、縄文研究会の会長さんです。
世界中の人たちが、疑ったり、騙したり、そんなことに疲れ果てているでしょうから・・・平和な世界が訪れることを願っています。
今後半導体の需要を供給が上回れば大幅な値段の暴落を招きかねない。大恐慌の一端となる可能性もあるため、これを避けるべく、アプリなどの普及によって需要を保つよう望む。
とはいえ、恐慌や震災ののちにインフラを整備させるというのは、歴史的に繰り返されてきたことで、その者が計画していたかはともかく、一身に利益を得ている者がいたことも事実。私としては、あえて半導体恐慌を引き起こして、5G設備の普及を強制させるのではないかと懸念しています。5Gは細胞のイオン基を破壊するため、免疫に著しい悪影響を及ぼします。そのようなことがないように願います。
人間の身体は電気信号の仕組み。
アセトン、ケトン、硫酸、など、人がいわゆる「臭う」と感じる物質が、原子爆弾の材料になったり、半導体の素材になるというのは、なんとも興味深いです。人間の代謝はそれだけエネルギーがあるのだと、不思議な感覚があります。実際、スピリチュアルな解釈では、体の外と中で起きていることは同じだと考える人も少なからずいらっしゃるそうです。
とても読み応えのある本でした。
ありがとうございました。 -
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外回りの設備
・オンサイトプラント：大気中から窒素を分離供給
→半導体工場では窒素ガスを大量に使用
・超純水供給設備：河川･湧水を精製純化
→超純水：異物が極めて少ない特殊な水、
各工程で何度も超純水で洗う作業が必要
(ex.300mmのシリコンウエーハを１万枚/月 製造の場合、3,000ℓ必要)
半導体とは
・元素
-元素半導体 ex.シリコン(Si ケイ素)など
-化合物半導体
-金属酸化物半導体
・材料の性質：温度･圧力などの環境変化で電気特性が大きく変化し、導電体/絶縁体に切り替わる
・電子部品としてのダイオード、トランジスタなど半導体を使った素子や装置
半導体が出来るまで
前工程(拡散工程)→ウエーハ検査工程→後工程
前工程：シリコンウエーハ上に電気抵抗･電気容量･ダイオード･
トランジスタなど素子と内部配線を作りこむ
→素子を作りこむ(FEOL)
①シリコンウェア
②成膜 温度を上げて酸化方によりSiO₂、CVD法によりSi₃N₄を成膜･堆積
③露光 フォトレジスト(感光性樹脂)を塗布、マスクを通してArFを照射
→Cr部分は遮られ石英部分は透過し、縮小したパターンを転写
レジスト材の組成：感光材PAG(ﾌｫﾄ･ｱｼｯﾄﾞ･ｼﾞｪﾈﾚｰﾀ))
樹脂PHS(ﾎﾟﾘ･ﾋﾄﾞﾛｷｼ･ｽﾁﾚﾝ)
溶剤PGMA(ﾌﾟﾛﾋﾟﾚﾝ･ｸﾞﾘｺｰﾙ･ﾓﾉｴﾁﾙｴｰﾃﾙ･ｱｾﾃｰﾄ）
※KrFやArFのエキシマレーザーの露光の場合
EUV露光技術：オランダASML社のEUV露光機でTSMCが世界発の量産
EUV露光機は非常に精密･高価(レンズの明るさNA=
0.55の装置で600億)で、使いこなせるのはTSMCのみ、
次いでサムスン･インテルが追随中
④現像処理 フォトレジストのパターン形成
⑤エッチング ドライエッチング(化学反応室でウエーハの材料層に応じた
ガスを導入、上部･下部に平行に置いた電極に高周波電圧を
加え、ガスをプラズマ化し化学反応を起こして、揮発性の
生成物を廃棄除去)で基板表面に浅い溝を作る
⑥成膜
⑦CMP 研磨剤を含んだ研磨液(スラリー)を流しながら、ウエーハ表面を
研磨パッドに押し付けて研磨し、平坦化する。
→スラリーには研磨剤としてAl₂O₃,CeO₂,Mn₂O₃,アルカリ成分、
分散材、界面活性剤、キレート材防腐剤が含まれる
→研磨パッドには樹脂、不織布、ウレタンフォームなどが使われる
⇔ウエーハ表面の凹凸が増えると、
・薄膜形成時に段差部での被覆性が悪化し断線による歩留まり低下
・リソグラフィ工程のフォトレジストの膜厚が薄くなったり、
露光時にレンズの焦点距離が変動し、設計寸法に忠実な解像が
難しくなる
⑧リソグラフィ･不純物添加 単結晶ウエーハの状態では絶縁体に近い
→P･As等を少し添加するだけで電気が通る
(第Ⅴ族をn型、第Ⅲ族のBなどはp型)
⑨ゲート酸化
⑩多結晶シリコン成長
⑪多結晶シリコンパターニングイオン注入(n型･p型)
⑫異方性エッチング
⑬イオン注入(n⁺型･p⁺型)
⑭熱処理、NiSi₂形成 NiとSiを熱反応させNiSi₂形成を形成
→抵抗層を下げる目的で利用
⑮Niエッチング ウエーハをDHFに浸け、Niは溶解しNiSi₂は残る
⑯全面SiO₂膜成長 CVD法でウエーハ全面に厚いSiO₂膜を堆積、
CMP法で表面を研磨し完全平坦化
→素子間を金属配線で接続する
⑰コンタクトホール開孔(BEOL)
ウエーハ検査工程
後工程
組立工程
裏面研削･ダイシング
マウント及びボンティング
封止
リードメッキ捺印･リード成形
検査･選別工程
最終検査：テスターを用い製品規格に照らして良品か否かを検査･判定
→SPC(統計的プロセス制御)で規格内でも基準を設け、
プロセス処理が安定しているかを統計的に判断
→異常と判断するとアラーム発生･技術者が対応し異常の発生を未然に防ぐ
・データ推移が右肩上がり/下がりになっていないか
・データ推移の上下動が激しくないか
・前年同期比、月･週間単位など、
原材料･機械･設備
原材料の保管期間
シリコンウエーハ、スパッタリングのターゲット(Si,Al,Ti,W等)：無し
ガス類 NH₃,B₂H₆,BCl₃など：6ヶ月、その他の多くは1年
薬液類 感光性ポリイミド塗布材など：3ヶ月
HMDSやシンナーなど：1年
その他の多くの薬液：6ヶ月
→特にフォトレジストなどは温湿度によって粘度などの特性が変化
→材料メーカーは製造ラインと類似の温湿度環境で保管
→定期的に供給する場合は材料保管倉庫も工場近く
特殊材料ガスの危険性
モノシランSiH₄
･常温で比重1.1の無色透明な気体。
･シリコン基板上に同じ結晶構造を持つ薄膜を成長(エピタキシャル成長)
させる時や、絶縁膜上に多結晶シリコンを堆積するときの原料として使用
･自然発火性があり、大気中で濃度1.35%以上で発火
→高濃度のものが大気中で燃焼すると900℃になり黄褐色の粉末を生じる
→低濃度･高速で放出されると、放出箇所以外の拡散場所で自然発火･爆発
→半導体製造でも使用するN₂Oと混ざると爆発の危険性が高まる
→火災の場合は放水だけでは不十分で、シランボンベなどリーク源から絶つ
処理法
・バッチ処理：複数枚のシリコンウエーハを同時に処理
→単位時間当たりの処理可能枚数(スループット)が多い
→単位処理当たりの占有床面積(ブランクス)も有利になる場合あり
・枚葉処理 ：シリコンウエーハを１枚ずつ処理
→微細なパターンを安全かつ均一にできる
→大口径化においてはより均一、かつウエーハ間のバラツキも抑える
→近年増加
※成膜装置･エッチング、洗浄のウェットは混在、
リソグラフィ装置、不純物添加のイオン注入、
洗浄のドライは枚葉、不純物添加の拡散はバッチ
信頼性試験とスクリーニング
信頼性：部品･システムが使用条件下で意図する期間中、
機能を正しく遂行する性質
故障率：1FIT=1×10⁻⁹/時間(10億時間に１回)で表す
→一般的目標値は300FIT、常用故障率で100FITで、通常の使用期間だと
試験数･時間は膨大でコストもかさむ
→電圧･電流･温度･湿度など通常より厳しい加速条件下で行う加速試験
で見積もる
※加速試験から通常使用の信頼性を推定するには、
統計手法･データの裏付けが必要 -
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NECで半導体製造に携わり半導体に精通する著者が歴史や用途、製造方法から日本のみならず国際的な企業の動向や未来について半導体についての様々なな角度から解説した一冊。
エヌビディアやアームやTSMCなどといったよく名前の聞く企業が何をしているかや日本企業立ち位置なども知ることができました。また、私たちの生活の中のあらゆるところで半導体が使われていることやトランジスタからICへの変遷や昔の半導体製造現場の苦労、またそれらの素材の違いなど様々な事柄について解説されており勉強になりました。
そして、ウエハーやダイオードやトランジスタといった半導体素子やGPUやモデム、NANDフラッシュメモリなど聞き馴染みのあるのICの違いなども本書で知ることができました。
半導体製造工程における前工程と後工程も詳しく解説されており、前工程では成膜工程やエッチング工程などを経てウエハープローブ検査を行うまでの流れを知ることができました。
また、ダイシングやパッケージングを行う後工程の流れも知ることができました。
そして、これからの半導体市況の動向やかつては王者だった我が国の立ち位置など著者の知見から解説されており勉強になりました。
本書を読んで半導体について身の回りで身近なものに使われていることが多いことを感じるとともにこれからの可能性や課題も知ることができました。
ますます発展するであろう半導体についての知識が深まった一冊でした。 -
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ＮＥＣの半導体技術者であった著者が、半導体業界の相関図、各業界の特徴と役割、半導体のしくみと構造、半導体の製造工程、半導体業界の競争の歴史、半導体市場の現在と今後など、半導体に関する幅広い分野についてわかりやすく解説。
最近、経済ニュースなどで注目されることが多い半導体について、実のところはあまりよくわかっていなかったので、タイトルどおり「教養」として半導体の基礎知識を身につけようと思い、本書を手に取った。
半導体業界の様相については一定理解が深まり、著者の経験談も興味深かった。
一方、「中学生の知識・理解度でも十分にわかる形で説明するように努め」たということであったが、半導体のしくみと構造など技術的な面については、バリバリの文系である自分にはやはりなかなか難しく感じ、正直よくわからなかった。 -
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IoTを支える技術
あらゆるモノをつなぐ半導体のしくみ
サイエンス・アイ新書 SIS-376
著：菊地 正典
出版社：SBクリエイティブ
モノのインターネットの解説書
ＩｏＴの役割は３つ
データ収集：センサー
データ送信：インターネットとの通信手段
データ処理：クラウドにあつめたデータをビッグデータとして加工・処理をする
どちらかというと、本書は、デバイスよりの内容かとおもいます
センサー
光
イメージ（画像）
圧力
加速度
ジャイロ（角速度）
マイク（集音）
磁気
ガス
タッチ
温度
インターネット接続
ＮＦＣ
ＲＦＩＤ
Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ
ＺｉｇＢｅｅ
ＷｉＦｉ
ＬＰＷＡ
５Ｇ
あとは、ＩｏＴとはあまり関係のない半導体の解説で、半導体の仕組みに興味ある方は参考になるとおもいます。
ＩｏＴメインであれば、後半はいらないかも
目次
はじめに
第1章 IoT を支える“半導体部品たち”
第2章 半導体センサーが“現場の状況”をリアルタイムにキャッチする
第3章 《モノ》のデータをいかにインターネット経由で処理するか
第4章 IoT を加速する“半導体部品たち”の素顔
第5章 IoT 時代に求められる新しい半導体テクノロジー
索引
著者紹介
ISBN：9784797390162
出版社：SBクリエイティブ
判型：新書
ページ数：208ページ
定価：1000円（本体）
2017年03月25日 初版発行 -
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