周知の通り、ファーウェイにとって現在最も喫緊の課題は半導体にあります。ファーウェイの携帯電話部門は半導体需要が非常に高いものの、半導体設計会社であるHiSiliconは半導体設計能力のみを有し、半導体製造能力を欠いています。そのため、ファーウェイは半導体加工にとどまらざるを得ない状況に陥っています。
最近、ファーウェイ創業者の任正非氏が「ファーウェイが現在直面している困難は、当社が設計する先進的な半導体を国内で製造できないことです。ファーウェイは製品の製造と半導体製造の両方を行うことはできません」と発言し、議論を巻き起こしました。中国では長年にわたり半導体の国産化競争が続いており、中国の半導体産業における最大のボトルネックとなっているのは半導体製造であり、露光装置などの製造装置が中国が飛躍的な進歩を遂げられない大きな要因となっています。
装置は半導体製造の要ですが、市場は基本的に外国企業によって独占されています。
露光装置は半導体産業の「至宝」と称され、半導体製造において最も重要な装置です。リソグラフィプロセス全体は、チップ製造において最も時間とコストがかかり、極めて重要な工程でもあります。
現在、リソグラフィ装置業界は、オランダのASML、日本のニコン、そして日本のキヤノンの3社によってほぼ独占されています。CCIDコンサルティングのデータによると、世界のリソグラフィ装置市場は約160億ドル規模で、ASML、ニコン、キヤノンの3社で市場シェアの95%を占めています。ASMLはEUV市場をほぼ独占しています。
中国もリソグラフィ装置を生産可能ですが、現在の技術では90nm以上のプロセスでチップを製造できるローエンド装置しか製造できません。7nm、さらには5nmのチップを製造できるハイエンドリソグラフィ装置は、ほぼすべてASMLによって供給されています。
国産半導体装置の開発は時宜を得たもの
米中貿易摩擦の激化に伴い、半導体装置の独占状態打破、国産化率の向上、そして自給自足の実現が極めて重要となっています。こうした背景から、政府は政策と資金援助を通じて半導体装置の国産化を支援しています。国家集積回路産業投資基金の第2期は、国産半導体装置と材料に重点を置き、特にリソグラフィー装置や化学機械研磨装置といったコア装置や主要部品への投資を加速することで、国産プロセス装置の不足を補うことを目指しています。
国家政策と資金援助の支援を受け、中国のリソグラフィー産業は着実な発展を見せています。
最近、業界関係者は、上海微電子が28ナノメートルリソグラフィー装置の開発を発表したと明らかにしました。この28ナノメートルリソグラフィー装置は、2021年末から2022年にかけて量産開始される予定です。さらに、複数回の露光を行うことで、この28ナノメートルリソグラフィー装置は、14ナノメートル、さらには10ナノメートルのチップの製造にも使用できます。
中国本土で最も先進的かつ最大のウェハファウンドリであるSMICは、0.18ミクロン技術ノードから最新のN+1プロセスに至るまで、長年にわたりプロセス技術の開発に取り組んできました。先日、ワンストップIPおよびカスタムチップメーカーであるInnosiliconは、SMICのFinFET N+1先端プロセスに基づく世界初のチップテープアウトとテストを完了したと正式に発表しました。すべてのIPは中国国内で開発されており、その機能は初回でテストに合格しました。
リソグラフィー技術の研究分野では、今年に入って明るいニュースが相次いでいます。2020年6月には、中国科学院院士の彭連茂氏と張志勇教授が率いるカーボンナノチューブチップの研究開発チームが、新型カーボン系半導体の分野で重要な研究成果を達成し、カーボンナノチューブトランジスタチップの製造技術において世界をリードする地位を確立しました。また、2020年7月には、中国科学院蘇州ナノテクノロジー・ナノバイオニクス研究所が、5nmの高精度レーザーリソグラフィー加工技術の開発に成功しました。
これらの技術はまだ実験段階ですが、少なくともいくつかの基礎理論において画期的な進歩が遂げられており、これらの実験技術は将来、実世界の生産技術へと発展する可能性があります。中国の研究者、企業、その他の関係者の共同の努力により、国内での代替が実現し、国際トップレベルの技術との差を縮めることができると期待されます。
チップの加工・製造における欠陥は、半導体産業にとどまらず、中国と欧米諸国の製造業の差異にも反映されています。製造プロセスに関して言えば、我が国の製造技術は一歩一歩前進していくしかなく、近道はありません。
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