「半導体の業界構造を勉強したい」
「各工程の主要メーカーやシェアが知りたい」
「半導体業界の動向や将来性は？」
このような疑問にお答えします。
こんにちは。はくです。
2019年に大学院を卒業し、現在は半導体製造装置メーカーで機械設計エンジニアとして働いています。
本記事では、現役社員の僕が、半導体の製造工程、主要メーカー、各工程のシェアなどをイラスト付きでわかりやすく解説します。
半導体の業界地図が知りたい方は、ぜひ参考にしてください。
この記事を読むとわかること
- 半導体業界の構造がわかる
- 主要メーカー・工程別のシェアがわかる
- 半導体業界の将来性がわかる
半導体業界の構造
半導体業界の構造は、上図のとおり。
簡単に説明すると、半導体メーカーは、半導体製造装置メーカー・半導体材料メーカー・部品メーカーから、装置や材料を調達して半導体を製造します。
また、その半導体メーカーから商品を仕入れて、電子機器やスマホ、パソコン、自動車などを製造するメーカーに販売するのが、半導体商社の役割です。
半導体の製造工程は非常に複雑で、1社ですべてを担当することはできません。
たとえば、半導体製造装置が1台あれば半導体がつくれるわけではなく、複数の装置が必要。
また、各工程を1回処理すれば終わりではなく、何回も何回も繰り返して、複雑な回路を形成していきます。
もちろん、それぞれの工程では、各メーカーのノウハウが必要なので、装置がつくれるから半導体もつくれるといった単純な話ではありません。
各会社が独自の技術やノウハウによってシェアを獲得しているのが、半導体業界の特徴です。
半導体業界の主要メーカーと役割
ここからは、各メーカーの特徴と役割を、代表的な企業例を挙げて紹介していきます。
半導体メーカー
半導体メーカーは、ずばり「半導体」そのものをつくる会社。
シェアで見ると、アメリカ、韓国、台湾、中国が強いのが特徴です。
半導体メーカーは、自社で工場を持たず設計のみを行うファブレス、ファブレスから半導体の製造を受託するファウンドリ、そして設計と製造を自社で一貫して行うIDM（Integrated Device Manufacturer：垂直統合型デバイスメーカー）の3つにわかれます。
また、一言で「半導体」と言っても、どの半導体をつくっているかは企業によって異なります。
データを保存するメモリ半導体、計算をするロジック半導体、電力の制御・変換をするパワー半導体、光を電気信号に変換するイメージセンサー、、、など。
たとえば、韓国のサムスン電子や日本のキオクシアは、メモリ半導体を扱うIDMです。
ロジック半導体では、世界最大のファウンドリである台湾のTSMC、ファブレスメーカーのQualcommやAMD、NVIDIAなどがあります。
その他の企業例は、経済産業省が作成した下記の資料がわかりやすいです。
半導体製造装置メーカー
半導体製造装置メーカーは、半導体をつくるための装置をつくる会社。
シェアで見ると、日本、アメリカ、オランダ勢が強いのが特徴です。
半導体の製造工程は、ウエハー上に回路を形成する「前工程」と、そのウエハーを切断して1つ1つのチップにして最終製品にする「後工程」に大きくわかれます。
図で表すと、以下のとおり。
前工程には、ウエハーの汚れを取り除く洗浄、回路パターンを転写するリソグラフィー、膜を形成する成膜、膜を削るエッチング、、、などの工程があります。
これらのプロセスは1回処理したら終わりではなく、何度も繰り返して回路を形成していくのが特徴。
一方、後工程には、ウエハーを薄く削るバックグラインド、1つ1つのチップに切断するダイシング、チップを基板に貼り付けるダイボンディング、樹脂で封止するモールディング、、、などがあります。
前工程とは異なり、各プロセスを1回ずつ処理していくのが特徴です。
前工程、後工程ともに、各工程では専用の装置が使われます。
「東京エレクトロンはコータ・デベロッパ（リソグラフィー工程で使う装置）」「SCREENは洗浄装置」「アドバンテストは半導体テスター（検査装置）」といった感じで棲み分けされており、参入障壁が高いのが半導体製造装置業界の特徴です。
詳しくは僕のブログで解説しているので、参考にしてみてください。
半導体材料メーカー
半導体材料メーカーは、半導体製造で使われる材料をつくるメーカーのこと。
半導体材料は日本勢が強く、世界シェア1位を獲得している製品も多いです。
具体的には、半導体の素となるシリコンウエハー、リソグラフィー工程で使うフォトマスク・フォトレジスト、エッチングで使う高純度ガス、CMPスラリー・ドレッサー、、、など。
特にシリコンウエハーは、前工程の半導体材料市場で売上高4割を占める重要部材。
日本の信越化学工業とSUMCOの2社で世界シェア5割超を獲得しています。
部品メーカー
半導体業界における部品メーカーは、半導体製造装置で使う部品・機器を提供するメーカーです。
半導体製造装置と同様、日本勢が強い分野でもあります。
具体例を挙げると、真空ポンプやバルブ、圧力計、モーター、搬送システム、ヒーター、高周波電源、レーザー、、、などです。
半導体製造装置は、超精密機器であり、それに搭載される部品にも高度な技術が要求されます。
ニッチで高シェアを獲得する日本企業も多く、知名度は低いけれど技術が高い、みたいな企業も多いです。
半導体商社
半導体商社は、半導体の卸売業を行うエレクトロニクス専門商社です。
半導体メーカーから商品を買い付けて、精密機器メーカーや電子機器メーカーなどに販売します。
商社というと文系職種のイメージですが、半導体商社には、半導体に関する専門知識が求められるのが特徴の1つ。
ただ販売するだけではなく、顧客の要求に合わせたカスタマイズや、一部の製品開発といった業務も担当します。
機器メーカーが半導体商社を利用するメリットの1つは、1社と契約するだけで、さまざまな半導体を購入できること。
たとえば家電には、1台で数十〜数千個の電子機器が搭載されています。
半導体商社を使えば、選定、仕様検討、交渉などの作業を代行してくれるため、工数を減らしながらさまざまな種類の半導体を購入できるのが利点です。
半導体業界の市場規模と今後の見通し
半導体業界の市場規模は、2022年に6000億米ドル（日本円に直すと約80兆円）を突破しました。
日本の自動車業界の市場規模が約60兆円と考えると、その巨大さがイメージできると思います。
2023年の半導体業界は、コロナによる巣ごもり需要の一巡でやや落ち込むと言われています。
実際、僕の会社でもそういう雰囲気はあります。
一方で、長期的に見れば自動運転やEV、医療、ヘルスケア、AI、5G、暗号資産（仮想通貨）、メタバース、スマートシティ、、など、半導体の需要はますます拡大する見込み。
2030年には、市場規模が1兆ドルを超えると言われており、長期的には伸びるというのが業界全体の共通認識です。
まとめ：半導体業界は面白い
以上、半導体の業界地図をまとめて紹介してみました。
半導体業界はサプライチェーンが複雑なので、未経験だとよくわからないという方も多いと思います。
僕自身、半導体業界で働きはじめて、自分で調べていくうちに興味が出てきたことも多いので、まずは気になることから調べてみるのが良いかと。
参考記事では、主要メーカーと各工程のシェアも紹介しているので、合わせて読んでみると面白いですよ！
