結論:シリコンウェーハは半導体製造の出発点となる高純度シリコン基板。信越化学工業・SUMCOの2社が世界シェアの約60%を寡占しており、直径300mm(12インチ)ウェーハが先端ファブの標準だ。材料品質がチップ性能・歩留まりを根本から左右する重要インフラ素材だ。
シリコンウェーハとは
シリコンウェーハは高純度シリコン(純度99.9999999%以上:9N)を単結晶に育成し、薄くスライスして研磨した円形基板だ。半導体製造の最初の工程で使用され、このウェーハ上にトランジスタ・配線が作り込まれる。チョクラルスキー法(CZ法)でシリコン融液から単結晶インゴットを引き上げ、ワイヤーソーで薄くスライス(厚さ約775μm)した後、CMP・エッチング・洗浄で鏡面仕上げする。
ウェーハサイズの進化
ウェーハは直径が大きいほど1枚から取れるチップ数が増え製造コストが下がる。半導体業界は50mm→100mm→150mm→200mm→300mmと大口径化を進めてきた。現在の先端ファブは300mmが主流。200mmは車載・パワー・アナログデバイスで現役で、SiC・GaNも200mmへの移行途上にある。450mm(18インチ)への移行は経済性・技術課題から業界全体で棚上げ状態が続く。
エピタキシャルウェーハとSOIウェーハ
標準ウェーハ以外に用途特化型ウェーハも重要だ。エピウェーハは表面に薄い単結晶Si層をCVD成長させたもので電力デバイスに多用される。SOI(Silicon on Insulator)ウェーハはSi/SiO₂/Siの三層構造でデバイスの消費電力低減・高速化に効果があり、FD-SOI(Fully Depleted SOI)はST・Samsungが採用するIoT・車載向けプロセス技術として展開している。
投資・M&A視点
シリコンウェーハ市場は信越化学工業・SUMCOが合計シェア約60%、これにSiltronic(独)・SK Siltron(韓)・Global Wafers(台)が続く5社寡占市場だ。ウェーハ品質(表面粗さ・ナノトポグラフィ・パーティクル密度)が直接デバイス歩留まりに影響するため、先端ファブはサプライヤーを簡単に切り替えられない。Global WafersによるSiltronic買収(2022年に欧州規制当局が拒否)に代表されるM&Aが活発で、地政学リスクを背景に各国の国産ウェーハ強化投資も進んでいる。
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