TECH COLUMN 技術コラム

8-3. Foundry(製造専業企業)の役割

材料・加工技術

公開日:

半導体産業の中で、最も巨大な投資が必要な領域。
それがFoundry(ファウンドリー)である。
Fabless企業が設計した半導体を、実際のシリコンチップとして製造する。
言い換えると、「設計を物理に変える」産業の中核工程である。

【1】Foundryとは何か

Foundryとは、半導体の製造を専門に行う企業。

主な役割:

・ウェハ製造

・プロセス開発

・量産管理

・歩留まり改善

設計は行わない。

Fabless企業から設計データを受け取り、チップを製造する。

【2】Foundryモデルの誕生

1990年代まで、半導体企業の多くはIDM(設計+製造)だった。

しかし、

・設備投資の巨大化
・技術難度の上昇
・市場の多様化により、設計と製造が分離した。

この分業を成立させたのがFoundryモデル。

【3】代表的なFoundry企業

現在のFoundry市場は寡占構造。

主な企業:

・TSMC(台湾)

・Samsung Foundry(韓国)

・Intel Foundry(米国)

・GlobalFoundries(米国)

・SMIC(中国)

特にTSMCは世界Foundry市場の過半を占める。

【4】Foundryの主な工程

Foundryが行うのは前工程(Front-End Process)。

代表工程:

・成膜(Deposition) 

・露光(Lithography) 

・エッチング(Etch) 

・イオン注入

・CMP研磨

これらを数百回繰り返し、数十層の回路構造を作る。

【5】プロセスノードとは何か

半導体の性能を示す指標。

例:

・7nm ・5nm ・3nm ・2nm(開発中)

これは回路の微細化レベルを示す。

小さいほど

・高性能 ・低消費電力 ・高密度になる。

【6】EUV露光の重要性

先端プロセスの核心。

EUV(Extreme Ultraviolet)露光

特徴:

・波長13.5nm

・超微細パターン形成

・装置価格300億円以上

この装置を作れるのはASMLのみ。

そのため、EUV装置は半導体産業のボトルネック。

【7】歩留まり(Yield)

Foundry経営の最重要指標。

歩留まりとは、良品チップの割合。

例:

100チップ作って80個が良品なら歩留まり80%。

歩留まりが低いと

・コスト増  ・供給不足 ・利益悪化 になる。

【8】Foundryビジネスの難しさ

難しい理由は3つ。

・設備投資が巨大

・技術更新が速い

・稼働率依存

最先端ファブは建設費2〜3兆円。

稼働率が下がると一気に赤字になる。

【9】Foundryと国家戦略

Foundryは国家安全保障と直結。

理由:

・AI

・軍事

・通信

・自動車

すべて半導体依存。

そのため、

・米国CHIPS法

・EU Chips Act

・日本ラピダス など国家支援が急増している。

【10】近年のFoundry競争

競争は激化。

主な軸:

・プロセス微細化

・先端パッケージ

・生産能力

特にTSMCはパッケージ(CoWoS)でも優位。

前工程だけでなく後工程との統合が進む。

【11】Foundryの未来

今後の焦点。

・2nmプロセス

・GAAトランジスタ

・3D積層

・Chiplet対応

さらに、設計と製造を統合するDTCOが重要になる。

【まとめ|8-3】

・Foundryは半導体製造専業企業

・Fabless設計をチップ化する

・TSMCが世界最大

・EUVが先端プロセスの核心

・設備投資と歩留まりが勝負

【理解チェック】

1.Foundry企業の主な役割は何か?

2.EUV露光が重要な理由は?

3.歩留まりがFoundry経営に与える影響は?

 

 

 

 

コラム監修:角本 康司 (オーティス株式会社)
語学留学や商社での企画開発を経て2011年にオーティス株式会社入社。経営企画部を中心に製造・技術部門も兼任し、2018年より代表取締役として事業成長と組織強化に努めている。

 

※本記事は教育・啓発を目的とした一般的な技術解説であり、特定企業・製品・技術を示すものではありません。

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