目次

第１章　半導体を取り巻く環境と半導体産業の全体像

01　半導体不足とその原因は？
●半導体不足で納品が遅れる？
●社会的要因 ── ５Ｇ、ＤＸの波
●経済的要因 ── 需要と供給のアンバランス
●政治的要因 ── 米中摩擦

02　半導体不足の影響はどのくらい深刻だったのか？
●自動車、家電に甚大な影響
●半導体の不足が「半導体製造装置の不足」まで招く悪循環に
●半導体不足の回復は「まだら模様」

03　半導体産業の推移レビュー
●自動車産業を上回る規模
●メモリの急拡大

04　徹底分析「日本半導体メーカーの凋落理由」
●失われた日の丸半導体の栄光
●そもそも「ダントツの地位」を築けた理由は何だったのか？
●ムダな仕事を強制された現場
●逆張り戦略のなさ、社内からは「金食い虫」扱い
●オンリーワンの製品をもてなかった
●why to make?

05　なぜ、製造装置メーカーと材料メーカーは健闘しているのか？
●日本にも好調な「半導体業界」がある？
●上流と下流の違い
●これから正念場を迎える製造装置業界

06　期待される「新しい半導体市場」を狙え！
●「ＤＸ」が半導体需要をさらに推し進める
●「メタバース」と現実との融合
●「自動運転」をリアルタイムに行なうためには
●拡大する「ＩｏＴ技術」
●「ＡＩ」（人工知能）が高性能チップを求める

07　半導体産業の全体像を図解でわかりやすく示す
●ＩＤＭ ── 設計、製造から販売まで一貫して行なう
●ＩＤＭを取り巻く関連メーカー ── ＥＤＡ、ＩＰ、装置、材料
●ファブレス、ファウンドリー、ＯＳＡＴ
●ファウンドリー
●ＯＳＡＴ（オーサット）
●デザインハウス、ファブライト企業とはどのような業界か？
●なぜサムスンやインテルがファウンドリー事業も扱うのか？

コラム　核抑止力、経済安保、情報社会、戦略物資

第２章　半導体の製造工程から整理する関連業界

01　半導体はどのように作られるのか？ ── 第一分類
●半導体が作られる工程

02　半導体はどのように作られるのか？ ── 第二分類
●設計工程 ── 設計とフォトマスクの作製
●前工程①と② ── ＦＥＯＬとＢＥＯＬ
●前工程③ ── ウエハー・プローブ検査
●後工程① ── ダイシング工程
●後工程② ── 組立工程（パッケージング）
●後工程③ ── 信頼性試験（加速テスト）

03　半導体はどのように作られるのか？ ── 第三分類
●ＦＥＯＬは４つの工程に分けられる
●薄膜形成、リソグラフィ、ドライエッチングの工程
●ＢＥＯＬは３つの工程とプロセス
●モールドパッケージで組立を説明

04　半導体はどのように作られるのか？ ── 第四分類
●ＦＥＯＬの薄膜形成
●ＢＥＯＬの薄膜形成
●リソグラフィ工程
●エッチングの工程
●不純物添加の工程
●平坦化ＣＭＰの工程
●その他の熱処理、洗浄などの工程

05　関連業界を半導体製造プロセスに沿って示す
❶設計～シリコンウエハー
❷熱酸化～銅メッキ
❸フォトレジスト塗布～エッチング（ドライエッチング、ウエットエッチング）
❹拡散（熱拡散）～ＲＴＡ
❺良品検査～搬送、ＣＩＭ制御まで
❻ダイシング～樹脂封止
❼メッキ～最終検査

コラム　画像と行列とエヌビディア

第３章　各種業界の業務内容と代表的なメーカー

01　半導体製品を出す業界
①ＩＤＭ（垂直統合型の半導体メーカー）
②ファブレス企業（工場を持たない企業）
③大手ＩＴ企業
●ＡＩアクセラレータ

02　半導体の受託生産企業
●なぜ、ファウンドリー、ＯＳＡＴが生まれてきたのか？
●ファウンドリー企業とは
●代表的なＯＳＡＴ企業
●ＯＳＡＴの実態

03　ＥＤＡベンダー
●ＥＤＡツールの代表、階層的自動設計

04　ＩＰプロバイダー
●ＩＰプロバイダーとは「機能ブロックを提供する企業」のこと
●ＩＰプロバイダーの代表企業は英アーム、米シノプシス
●ＩＰには具体的にどんなモノがあるのか？

05　半導体の製造工程ごとの装置、材料の代表的メーカー
●フォトマスク（レチクル）の代表企業は米フォトロニクス、日本の大日本印刷
●解像度を上げたりパターン忠実度を上げたりするための、マスク（レチクル）の工夫
●シリコンウエハーの代表企業は信越化学工業

06　熱酸化から銅メッキまで
●熱酸化装置の代表企業は東京エレクトロン
●ＣＶＤ（化学気相成長）の代表企業は米ＡＭＡＴ、米ラムリサーチ
●ＰＶＤ（物理気相成長）の代表企業は米ＡＭＡＴ、日本のアルバック
●ＡＬＤ（原子層堆積）の代表企業は米ＡＭＡＴ
●メッキ（銅メッキ）の代表企業は荏原製作所、東設、東京エレクトロン

07　フォトレジスト塗布からウエットエッチングまで
●フォトレジストの代表企業は日本のＪＳＲ、住友化学
●露光の代表企業はオランダのＡＳＭＬ、日本のニコン
●現像の代表企業はフォトレジスト企業とかぶる
●ドライエッチングの代表企業は米ラムリサーチ、東京エレクトロン
●ウエットエッチングの代表企業は日本のＳＣＲＥＥＮ、米ラムリサーチ
●ドライエッチングあれこれ

08　導電型不純物拡散からＲＴＡまで
●イオン注入の代表的企業は米ＡＩＢＴ
●ＣＭＰの代表的企業は米ＡＭＡＴ、日本の荏原製作所
●ＲＴＡ（急速熱処理）の代表的企業は日本のアドバンス理工、ウシオ電機
●ＲＴＡ、ＲＴＯなど高速な昇温・降温処理

09　超純水からＣＩＭまで
●超純水の代表的企業は日本の栗田工業、オルガノ
●プローブ検査は日本の東京エレクトロン、テスター検査はアドバンテスト
●ウエハー搬送の代表的企業は村田機械、ダイフク
●ウエハー検査の代表的企業は米ＫＬＡテンコール
●ＣＩＭ（コンピュータ統合生産）の日本の代表的企業はテクノシステム

10　ダイシングから樹脂封止まで
●ダイシングの代表的企業は日本のディスコ、東京精密
●マウントの代表的企業は三井ハイテック
●ワイヤーボンディングの代表的企業はオランダのＡＳＭ
●樹脂封止の代表的企業はレゾナック、イビデン、ＴＯＷＡ
●ボンディングあれこれ

11　高純度ガス、高純度薬液から最終検査まで
●高純度材料ガスの代表的企業は大陽日酸、三井化学
●高純度薬液の代表的企業は独ＢＡＳＦ、三菱ガス化学
●ハンダメッキからリード加工、捺印、信頼性試験、最終検査まで

12　半導体関連業界の立ち位置と事業規模

コラム　ＡＳＭＬ躍進の秘密

第４章　半導体とはそもそも何？

01　半導体とは特異な性質を持った物質・材料のこと
●半導体とは「導体と絶縁体の中間物」のこと
●半導体に使われている材料は？

02　シリコンは半導体のチャンピオン
●いちばん多く使われるのが「シリコン」
●電気代の高い日本ではコスト的に合わない
●99・999999999％の超純度
●Ｎ型の半導体とは？
●Ｐ型の半導体とは？

03　まずトランジスタありき
●ダイオードのはたらきと種類
●２つのＭＯＳトランジスタ
●なぜ「ＭＯＳ」と呼ばれるのか？

04　集積回路と集積度
●集積回路、ＩＣとＬＳＩ
●集積度を大きくするメリットとは？

05　集積回路の機能分類と代表的メーカー
●記憶する「メモリ」
●頭脳に当たる「ＣＰＵ」
●特化した専用機能をもつチップ

コラム　デナード則（スケーリング則）

第５章　半導体は何に使われ、どんな働きをする？

01　半導体は何に使われているのか？ ── コンピュータ分野
●産業の米「半導体」
●スパコンから身近なパソコンのＣＰＵまで
●モバイル端末にも使われている？

02　半導体は何に使われているのか？ ── 身近な製品では？
●家電にはどのようなＩＣが使われている？
●クルマ用の車載半導体とは？
●ＩＣカードには？
●電子ゲーム機にはどんなＩＣが？

03　半導体は何に使われているのか？ ── インフラ、医療分野では

04　半導体は産業最前線でどう使われている？ ── ＡＩ、ＩｏＴ、ドローン……
●データセンターでは？
●ＡＩ・ディープラーニングでは？
●ＩｏＴ、ＤＸでは？
●ドローンでは？

05　どんな複雑な論理も基本論理の組合せで ── ブール代数とは
●３種類の論理記号
●すべてを「１、０」で表現する

06　ＮＯＴ回路（インバータ）の機能と働き
●ＮＯＴ回路とは？
●ＮＯＴ回路（インバータ）の構成法
●ＮＯＴ回路（インバータ）は回路構成の基本

07　ＯＲ回路とＮＯＲ回路の機能と働き
●ＯＲ回路とは
●ＮＯＲ回路とは
●ＮＯＲ回路の構成法

08　ＡＮＤ回路とＮＡＮＤ回路の機能と働き
●ＡＮＤ回路とは
●ＮＡＮＤ回路とは

09　比較回路と一致回路の機能と働き
●比較回路
●一致回路

10　加算回路と減算回路の機能と働き
●加算回路とは
●減算回路とは
●全加算器と全減算器

11　ＤＲＡＭメモリの機能と働き
●メモリセルは「交点」
●セルへの書き込み、読み込み

12　ＳＲＡＭメモリの機能と働き

13　フラッシュメモリの機能と働き ── 電源を切っても記憶が残る
●電源を切っても記憶が残るフラッシュメモリ
●書き込み、読み出しの動作方法
●最近のフラッシュメモリ

コラム　半導体に関するニュースの読み方

第６章　これからの半導体と半導体産業を展望する

01　モア・ムーアとモアザン・ムーア
●ネクスト「ムーアの法則」
●蚊に学ぶ情報処理

02　新材料、新構造トランジスタ
●「速い、安い新材料」の開発
●新構造のＧＡＡ型トランジスタへ

03　右脳的な機能を持ったニューロモーフィックチップ
●ノイマン・ボトルネック
●ＩＢＭ「TrueNorth（トゥルーノース）」
●インテル、ＴＳＭＣのＡＩチップ

04　現実空間とメタバースを融合する半導体 ── インターネットの進化系？
●宇宙を超越する？

05　３Ｄ化と光配線
●３次元構造半導体
●３次元技術 ── ホモジニアス
●３次元技術 ── ヘテロジニアス

06　日本半導体産業の今後を展望する
●２つの第一印象
●枯れた技術の導入への不安
●賛成派、懐疑派の意見
●筆者の考え
●総花的戦略への疑問
●我が国の半導体産業における最新の動き

コラム　ＡＩは知能を、感情をもつか？

巻末資料

資料① ── 半導体メーカーと主要製品一覧
資料② ── 半導体用語の解説

著者

菊地 正典（きくち・まさのり）
1944年樺太生まれ。1968年東京大学工学部物理工学科を卒業。日本電気（株）に入社以来、一貫して半導体関係業務に従事。半導体デバイスとプロセスの開発と生産技術を経験後、同社半導体事業グループの統括部長、主席技師長を歴任。（社）日本半導体製造装置協会専務理事を経て、2007年8月から（株）半導体エネルギー研究所顧問。著書に『入門ビジュアルテクノロジー 最新 半導体のすべて』『図解でわかる 電子回路』『図解でわかる 電子デバイス（共著）』『プロ技術者になる！ エンジニアの勉強法』（日本実業出版社）、『半導体・ICのすべて』（電波新聞社）、『「電気」のキホン』『「半導体」のキホン』『IoTを支える技術』（SBクリエイティブ）、『史上最強図解 これならわかる！電子回路』（ナツメ社）、『半導体工場のすべて』（ダイヤモンド社）など多数。