1-1. 半導体とは？
【1】導入：身の回りにある「半導体」
私たちが使うスマートフォン、パソコン、自動車、家電、これらすべてに半導体が使われています。
スマートフォンでは演算チップ（CPU）、
自動車では電力制御チップ（パワー半導体）、
カメラでは光を電気信号に変えるセンサーとして活躍しています。
半導体とは、電気を「ちょうどよく」流したり止めたりできる素材です。
この「ちょうどよさ」こそが、現代社会を支える鍵になっています。
【2】半導体の定義
半導体（Semiconductor）とは、
「導体（電気をよく通す）と絶縁体（通さない）の中間の性質を持つ物質」です。
導体：電気を非常によく通す（例：銅、銀、アルミ）
絶縁体：電気をほとんど通さない（例：ガラス、ゴム）
半導体：条件によって電気の通りやすさが変化する（例：シリコン、ゲルマニウム）
【3】半導体の特徴：変わる導電性
半導体の最大の特徴は、「外部条件に応じて電気の流れ方が変わる」ことです。
・温度が上がると電子が動きやすくなり、導電性が上がる。
・光を当てると電子が励起して電流が流れる（光センサーなど）。
・電圧をかけると電流を制御できる（トランジスタなど）。
半導体は「環境を感じて応答する素材」であり、センサーやスイッチに最適です。
【4】半導体が動く仕組み（イメージ）
電気の流れは、「電子（マイナス）」と「正孔（プラスの穴）」の移動によって生じます。
電子（e⁻）：マイナスの電荷を持つ粒子。
正孔（hole）：電子が抜けたことでできるプラスの空席。
この電子と正孔の数を変化させることで、
電気の流れやすさ（導電性）を自由にコントロールできます。
この操作を「ドーピング」と呼びます（次章で詳しく扱います）。
【5】なぜ「シリコン」が主役なのか
半導体といえば「シリコン」。その理由は以下の3点です。
- 地球上に豊富に存在し、安価で入手しやすい。
- 結晶構造が安定しており、精密加工に適している。
- 酸化膜を作ることができ、絶縁性能に優れている。
シリコンは扱いやすく、高性能でコストも低いため、
現在でも主要素材として使われています。
この「シリコン」の名を冠して、アメリカのIT産業の中心地は、「シリコンバレー」と呼ばれるようになりました。
【6】半導体が使われる主な分野
情報処理分野：CPU、GPUなどの演算チップ
通信分野：スマートフォン、5G基地局などの通信制御
エネルギー分野：太陽電池、EV用パワー半導体
医療分野：生体センサー、診断機器
産業機器分野：ロボット、自動化装置
【7】社会的インパクト
半導体は「産業の米」と呼ばれています。
理由は、ほぼすべての産業に関わる基盤技術だからです。
・コンピュータの進化は半導体の進化で決まる。
・脱炭素社会の実現には高効率パワー半導体が不可欠。
・AI社会の進化には高性能メモリと演算デバイスが必須。
つまり半導体技術とは、「国家の技術力・経済力」を決定する存在です。
【8】未来を形づくる「見えない主役」
半導体は「目に見えないけれど、すべてを動かす存在」です。
スマホも自動車もAIも、根底にあるのは半導体。
私たちの研究・開発・製造は、社会そのものの仕組みをデザインしているとも言えます。
【9】まとめ
・半導体は導体と絶縁体の中間的性質を持つ。
・条件によって電気の流れ方を変えられる制御素材である。
・シリコンが主流だが、新素材（GaN、SiCなど）も台頭している。
・あらゆる産業を支える現代社会の心臓である。
【理解チェック（3問）】
１．半導体の導電性はどのように変化する？
２．シリコンが主役である理由は？
３．半導体の社会的意義を一言で表すと？
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。
