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湯之上隆「電機・半導体業界こぼれ話」

半導体微細化競争のカギ握るEUV、サムスン電子がTSMCに勝てそうもない理由

文=湯之上隆/微細加工研究所所長
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サムスン電子本社(「Wikipedia」より)

サムスン電子の副会長がASMLを電撃訪問

 サムスン電子の李在鎔(イ・ジェヨン)副会長は10月13日、オランダの半導体製造装置メーカーASMLを訪問し、同社CEOのPeter Wennink 氏およびCTOのMartin van den Brink氏らと会談したことを 「Business Korea」が報じた。ASMLは、最先端露光装置(EUV)を世界で唯一供給することができる製造装置メーカーであり、最近はEUVを何台導入できるかが、最先端の微細化競争の焦点となっている。
(拙著記:https://biz-journal.jp/2020/08/post_173690_2.html

 前掲Business Koreaには、「7nmまたは7nm以下のプロセス技術を使用して、最先端の半導体を製造するための鍵を握るEUV装置の供給計画について意見を交換した」とか「AIチップなどの将来の半導体の次世代製造技術の開発における協力、COVID-19危機のなかでの市場の見通し、およびCOVID-19後の将来の半導体技術戦略についても話し合った」ということが書かれている。

 しかし、李副会長のASML訪問の目的は、そのような意見交換や話し合いをすることではないと思う。では、真の目的は何かといえば、次の2点であると筆者は予測している。

1.サムスン電子にもっとたくさんEUVを供給してほしい

2.サムスン電子に導入したEUVを使いこなせるように協力してほしい

 EUVを用いた最先端の微細化では、TSMCが世界トップを突っ走っている。半導体メモリのチャンピオンであるサムスン電子は、ロジック半導体のファンドリー分野でも、2030年までにTSMCに追いつく計画を立てた。しかし現状では、計画通りの台数のEUVを導入することができず、また、すでに立ち上げたEUVを適用した量産ラインを使いこなせているともいいがたい。その結果、TSMCとの差は開く一方である。

 そのため危機感を募らせたサムスン電子の李副会長がASMLとトップ会談を行い、EUVの供給およびEUVの量産適用について、ASMLに助けを求めたのではないかと筆者は予想する。

 本稿では、まず、最先端の微細化の状況を復習する。次に、ASMLによるEUVの供給がまったく足りていない現状を説明する。さらに、TSMCに比べると、サムスン電子はEUVを使いこなすことができていないことを論じる。その上で、李副会長のASML訪問が奏功するかどうかについて私見を述べる。結論を先取りすると、筆者は、EUVにおいてTSMCに対するサムスン電子の劣勢は動かしがたく、李副会長の電撃訪問によっても、その状況を挽回することが困難であると考えている。

ロジック半導体の最先端の状況

 図1に、ロジック半導体とファンドリーの微細加工技術のロードマップを示す。図中の〇、△、×は筆者がつけたマークである。その意味は、以下の通りである。

〇:その微細加工技術のR&D(研究・開発)が完了していること、そして量産が開始されていること、または量産がスムーズに立ち上がると予測されることを示す。

△:その微細加工技術のR&Dはある程度できているかもしれないが、充分に量産体制が立ち上がっているとはいえない状況を示す。

×:その微細加工技術のR&Dが完了していないか、または、ある程度R&Dのメドがついていたとしても、量産体制が立ち上がっていない状況を示す。

半導体微細化競争のカギ握るEUV、サムスン電子がTSMCに勝てそうもない理由の画像2

 世界の微細加工技術の先頭を快走するTSMCでは、2019年にEUVを孔に適用した7nm+の量産が立ち上り、20年は配線層にもEUVを適用した5nmの量産が開始されている。また、3nmのR&Dも完了しており、21年にはリスク生産が開始される。さらに、TSMCは24年に向けて2nmの装置や材料選定を本格化しており、今のところ順調に推移していると聞いている。このように、TSMCの微細化はコロナ禍にあってもなんら問題ないどころか、むしろ加速しているようにすら見える。

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