結論：「シリコンの次」を担う材料として長く研究されてきた2D（二次元）材料トランジスタが、研究室から量産工場（ファブ）への移行に向けて大きく前進した。2026年6月15日、ベルギーの研究機関imecは、露光装置大手のASML、ファウンドリ最大手のTSMCと共同で、2D材料を使ったnFET／pFETを300mmウェハ上で「50nmコンタクテッドポリピッチ（CPP）」という最先端ノード相当の微細度で集積することに世界で初めて成功したと発表した。スペックの数字以上に重要なのは、これが実験室限定の特別な試作ではなく、標準的な量産装置の上で再現できた点にある。本稿では海外発のこのニュースを日本語で噛み砕き、構造的に何が変わるのかを解説する。
何が起きたのか——標準300mmラインで「n型もp型も」
imecが半導体学会「2026 IEEE/JSAP VLSI Symposium」で示したのは、MoS₂（二硫化モリブデン）をチャネルに使うnFETと、WS₂・WSe₂（タングステン系）を使うpFETを、同一の300mmウェハ上にCMOSのように作り込む集積フローだ。動作した素子の割合は94%に達し、両極性ともゲート電圧ゼロでオフできる理想的な特性を示した。特にWSe₂を使うpFETは、これまで2D材料の弱点とされてきたp型性能で「研究室の最高水準に近い」値を出している。これは単発の素子自慢ではなく、歩留まりを伴う「プロセス」として成立し始めたことを意味する。
なぜ「50nmピッチ」と「EUV」が決定的なのか
2D材料は原子数層という極薄チャネルを持ち、微細化しても電流を制御しやすい。しかし従来は、コンタクト抵抗を下げるために接触面積を大きく取らざるを得ず、結局ピッチ（隣り合うトランジスタの間隔）を詰められないジレンマがあった。今回はASMLと最適化したEUV（極端紫外線）露光の単一露光で、チャネル長を最短28nmまで描き、50nmという先端ロジック相当のピッチを、性能を落とさずに達成した。露光技術が材料のポテンシャルを解放した格好だ。先端露光がスケーリングの鍵を握る構図は、NVIDIAとTSMCが進める「製造現場のAI化」の潮流とも重なる。
「逆転TFT」という構造の工夫
理想的なオフ特性を生んだのが、imecが「リバース（逆転）薄膜トランジスタ（TFT）フロー」と呼ぶ独自構造だ。従来の2Dトランジスタが上側に電極を載せるのに対し、今回はあらかじめタングステンを埋め込んだ溝（トレンチ）を下部コンタクトとして用意し、その上に2D材料チャネルを転写、さらに重なるようにゲートを形成する。コンタクトを「下」に置くこの発想が、微細ピッチと低リーク電流を両立させた。構造そのものを作り替えて性能を引き出す——まさに「半導体構造」の物語である。材料・構造の置き換えという問題意識は、SiC（炭化ケイ素）がパワー半導体で起こしている材料転換とも共通する。
構造的に何が変わるのか——微細化とバックエンドの両面
ポイントは、2D材料が「最先端ロジックの微細化延命」だけでなく、配線層側（バックエンド）やウェハ裏面といった新しい実装領域でも使える点だ。トランジスタを上下に積むCFET時代には、配線の合間に極薄トランジスタを差し込む発想が効いてくる。これは、TSMCが進めるパネルレベルの先端パッケージ「CoPoS」や、HBM4のベースダイをTSMCの先端ロジックで作る動きと同じ方向——すなわち「微細化の限界を、3D化と新材料で迂回する」潮流の一部だ。AI需要が牽引するメモリ市場のHBMシフトや、Intelが18Aで仕掛けるファウンドリ競争とも、最終的には「より高密度・低消費電力なロジックをどう作るか」という一点で結びついている。
量産までの距離と日本企業への含意
もっとも、今回はあくまで「ラボからファブへの橋渡し」が見えた段階であり、即座に製品化される技術ではない（報道ベース）。TSMCのMin Cao CTOも狙いを「lab to fab（研究から量産）の脱リスク化と加速」と表現しており、量産ノードへの採用には数年単位の作り込みが要る。それでも、ASML・TSMC・imecという露光・製造・研究の三者が標準300mmラインで成果を出した意味は大きい。シリコンが半世紀以上担ってきた「チャネル材料」の座に、現実的な後継候補が一歩近づいた。2D材料の成膜・転写・コンタクト形成は、日本の材料・装置メーカーにとっても新たな商機となりうる。AI時代のボトルネックが演算からネットワーク、そして材料そのものへと広がるなか、「シリコンの次」をめぐる構造競争は静かに加速している。
出典：imecプレスリリース「ASML, TSMC and imec bring industry-ready 2D-material transistors closer with breakthrough 300mm integration」（2026年6月15日）／Tom’s Hardware（2026年6月19日）／TechPowerUp・New Electronics 各報道。本記事は上記の海外報道・発表に基づき編集部が日本語で解説したものです。
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