半導体の前工程と後工程のメーカーは?日本が強いのは?

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半導体は非常に重要なもので、社会のいろいろなことに関係しています。産業規模も大きく、経済への影響も大きいため、その動向が報道されることも多いです。半導体素子にもいくつかの種類があります。代表的なものは、パソコンやスマホのCPUなどの「ロジック半導体」とデータを蓄積するための「メモリ」です。

これらの半導体素子の工程はいくつもの工程から構成されていますが、業界的には「前工程」と「後工程」に分かれています。それぞれの工程ごとに装置や材料を開発し、事業を進めている企業(メーカー)があります。これらをおおまかに理解すると、半導体業界を把握しやすくなります。以下に紹介します。

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半導体の前工程と後工程とは?

半導体素子製造の流れに沿って、前工程と後工程を説明します。

前工程

半導体素子の製造は、一般に高純度の基板材料(シリコンなど)を作り、それを基板状に切り出すこと、その上に描く回路パターンを設計することから始まります。

切り出した基板を研磨・洗浄し、成膜後、フォトレジストを塗布します。設計した回路パターンに合わせてフォトマスクを作製し、露光装置によりフォトレジストを露光します。

続いてフォトレジストを現像、エッチングし、フォトレジストを剥離・洗浄して取り除きます。さらに電極を形成後、ウエハー検査を行います。

ここまでの製造工程を、一般に「前工程」と呼びます。

後工程

前工程に続き、ウエハをダイシング(*基板上に作られたものをチップ状に切り出すこと)します。得られたチップをマウンティング(*リードフレームなどにチップを固定すること)し、ワイヤボンディング(*チップとリードフレームを配線してつなぐこと)します。

素子をセラミックや樹脂でモールドします。これをトリムとフォーム(脚切り成型)し、次にバーンイン(温度電圧試験)します。続いて製品検査・信頼性検査(テスタで検査する)し、最後にマーキングします。

ここまでの製造工程を、一般に「後工程」と呼びます。

半導体の前工程のメーカーは?

半導体素子の前工程で話題になる有名企業が多数あります。半導体素子にもロジック半導体やメモリなどの種類があり、さらにそれらの用途により市場が異なり、それぞれに強いメーカーが存在します。

アームホールディングス(Arm Holdings):
スマホに搭載される通信用半導体の回路設計でシェアの9割以上を握っています。2016年にソフトバンクグループが買収しました。

インテル(Intel Corporation):
パソコン用とサーバー用のCPUの設計から製造販売まで手掛ける垂直統合型のメーカー(*垂直統合型なので、厳密には後工程もやっています)。長年、パソコン用CPUの分野で独占的な強さを誇ってきたが、最近は2位のAMDに追い上げられています。

AMD(Advanced Micro Devices):
インテルのライバルで、パソコン用とサーバー用のCPUの設計から販売を行っています。最近はパソコン用のRyzenがシェアを拡大し、話題となっています。Ryzenの製造は、台湾のTSMCに委託しています。

サムスン(Samsung):
半導体メモリの設計から製造販売まで手掛ける垂直統合型のメーカー。

【フォトマスクメーカー】
HOYA
大日本印刷(DNP)
凸版印刷
日本フイルコン
など

ニューフレアテクノロジー:
電子ビームマスク描画装置・検査装置。東芝デバイス&ストレージ株式会社の100%子会社。

信越化学工業:
シリコンウェハー業界で世界トップシェアを持つメーカー。

SUMCO:
シリコンウェハー業界で世界2位のシェアを持つメーカー。

【フォトレジスト】
東京応化工業
JSR
信越化学工業
住友化学
富士フイルム

TSMC:
現時点で世界最高峰のロジック半導体の製造技術・能力を有する企業(*半導体製造を手掛けていますので、厳密には後工程も行います)。「ファウンドリー」と呼ばれる事業形態で、外部から委託を受けて半導体を製造する。AMDのRyzen、iPhoneのCPUなども生産している。米国政府の要請を受け、中国ファーウェイからの今後の委託を引き受けないことを発表し、注目を集めている。TSMCと同レベルの微細化したロジック半導体を生産できるメーカーが他になく、同社に委託できなければ最高性能の半導体素子を製造することが困難なほどの存在感です。

ASML:
最先端のEUV露光装置を独占的に製造販売するオランダのメーカー。露光装置市場では、かつてはニコンとキャノンが大きなシェアを持っていましたが、ASMLにシェアを奪われました。ニコンとキャノンは最先端のEUV露光装置の事業から撤退しています。したがって、EUV露光装置の独占状態が当面続くと予想されます。

東京エレクトロン:
コータ/デベロッパ、ドライエッチング装置、ALD成膜装置、CVD、酸化/拡散性膜装置、洗浄装置、ウエハの検査機器(ウエハプローバ)で大きなシェアを持っています。

レーザーテック:
マスク欠陥検査装置の大きなシェアを持っています。

SCREENホールディングス:
半導体ウエハー洗浄装置を専門に扱う「洗いのプロ」として評価が高い。世界シェアは競合する東京エレクトロンを抑えて首位。

アルバック:
薄膜製造装置。半導体スパッタ装置では、トップのアプライドマテリアルズに次ぐ2位。

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半導体の後工程のメーカーは?

アドバンテスト:
テスタの大きなシェアを持っています。

ディスコ:
ダイサ(ウエハからチップを切り出す装置)の大きなシェアを持っています。

【ボンダー】
新川
キューブリック・アンド・ソファ
芝浦メカトロニクス

まとめ

半導体業界の企業を、前工程と後工程に分けて紹介しました。多くをカバーできていませんので、今後追記していきます。

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