半導体はどのように世界を変えてきたか？

《歴史とともに学ぶ》

半導体の技術と構造の基礎知識

講座概要

半導体の歴史は1940年代後半に、AT&Tベル研究所のブラッテン、バーディーン、ショックレーらより点接触型・接合型トライジスタが発明されたところから始まった。従って、半導体の歴史はわずか80年弱しかないことになる。この80年弱の間で、ICの発明、経験則であるムーアの法則と物理法則であるスケーリング則に従って、半導体技術は目覚ましい進歩を遂げ、半導体を利用した電子システムの高機能化・高集積化・低価格化を推し進めてきた。電気を使うもので半導体を使っていないものは無いといっても過言ではなく、我々が利便性を享受している現代の生活は半導体に依って支えられている。

日本ではアナログ半導体のメーカや半導体製造装置産業や素材メーカは世界の中で存在感を保っているものの、デジタル半導体製造からは2000年頃に撤退する企業が相次ぎ、世界の最先端から大きく水を空けられた状態が続いている。この状態を経済安全保障の観点から問題視する考え方が政府・学会・産業界で2020年頃から議論され、熊本へTSMCを誘致して日本企業との合弁企業（JASM）を設立したり、2nmの半導体を量産する予定のラピダスの設立につながっている。

このセミナーでは、半導体とは何か、半導体技術の進化がどの様な過程を通じてなされたか、どのような形で電子システムが集積され、何故アナログとデジタルの混載（オンチップ混載、システム混載）が必要なのか、電力線とエレクトロニクスの接点がセレン整流器などの機械式部品からパワー半導体に変化してきた経緯などを概観し、半導体技術・産業は今後どのように発展してゆくか展望する。

《参考》
江本 「アナログ混載技術」　電子情報通信学会誌2010年11月号 pp.923-927
江本　未来コトハジメNEWS　2022年9月22日、10月20日、11月24日、12月15日、12月22日

担当講師

江本 知正 講師

パインリーフコンサルティング 代表

ローム株式会社イノベーション推進室顧問

元 日本テキサス・インスツルメンツ(株)　技術戦略企画統括部長

セミナープログラム（予定）

１ 半導体の夜明け
１－１ ブラッテン、バーディーン、ショックレーの点接触・接合型トランジスタ
１－２ キルビーによる集積回路の発明
１－３ ノイスのプレーナICの発明
１－４ テキサス・インスツルメンツの歴史
１－５ フェアチャイルドとインテル（ゴードン・ムーア、ロバート・ノイス、アンディ・グローブ）
１－６ 日本の半導体産業の夜明け

２ 半導体技術と半導体産業
２－１ 半導体とは？
２－２ 半導体産業
２－３ 半導体産業が支える産業
２－４ シリコンのうれしさ
２－５ シリコンウェハのできるまで

３ シリコン半導体でできる素子
３－１ バイポーラトランジスタ
３－２ MOSトランジスタ
３－３ キャパシタ・抵抗・インダクタ
３－４ ダイオード

４ シリコン基板の上に回路を作る（半導体プロセス技術）
４－１ 多層配線の断面構造
４－２ フォトリソグラフィー
４－３ イオン注入・酸化・拡散
４－４ 薄膜形成（CVD・PVD）
４－５ ドライエッチング
４－６ Chemical Mechanical Polish（CMP）
４－７ マイコンのチップ写真
４－８ DEMOSとLDMOS
４－９ 半導体プロセスで使われる材料
４－１０ 半導体パッケージ技術

５ 半導体を使って電子機器システムを作る
５－１ 信号処理チェーン
５－２ デジタルとアナログ
５－３ 先人たちの夢（メカトロニクス
５－４ 携帯電話で通話することとは？
５－５ システム集積の進歩（ムーアの法則とスケーリング則）
５－６ ブロードバンドモデムICの統合の歴史
５－７ デジタルCMOSとアナログCMOSの微細化
５－８ アナログ機能のデジタルCMOSへの混載
５－９ 集積度の拡大と最小線幅
５－１０ More Moore, More than Moorとシステム集積

６ 更に微細化を目指す
６－１ フォトリソグラフィーの分解能を上げるには（レンズを使った露光機の限界）
６－２ Double Exposure and Patterning
６－３ フォトリソグラフィーと分解能（液浸露光の原理）
６－４ EUV露光機の原理
６－５ EUVと液浸ArFでの解像度比較
６－６ 微細化のための新技術と材料
６－７ GAAとはどんな構造か？
６－８ 微細化のその先に（チップレットの考え方）

７ パワー半導体
７－１ 電力：送電線からユースポイントへ
７－２ 交流と直流
７－３ 電力線とエレクトロニクスの接点も半導体へ（セレン整流器からダイオードへ）
７－４ パワー半導体の種類
７－５ 交流と直流の相互変換（パワーエレクトロニクス）
７－６ インバータの動作原理
７－７ 交直変換の事例（ノートPCとエアコンを例にとって）
７－８ シリコンを使った電源回路限界
７－９ ワイドバンドギャップ半導体（SiC、GaN、Ga2O3,ダイアモンド）

８ MEMS
８－１ 半導体プロセスでポリシリコンのばねを作る
８－２ インクジェットプリンターカートリッジへの応用
８－３ DLPが動く仕組み

９ センサーネットワーク
９－１ IoTとAIと既存産業が融合
９－２ 自動車は典型的なセンサーネットワーク製品
９－３ ホームネットワーク
９－４ 移動体通信方式の進化
９－５ 半導体は全ての産業の基盤技術に
９－６ システムはより複雑に、捜査はより簡単に

１０ 日本の半導体産業のこれまでと将来
１０－１ 1980年代後半日本の半導体は世界シェアの50%以上を占めたがその後凋落
１０－２ 日本には多くの半導体工場があるが、先端は少ない
１０－３ 政府が描く半導体産業の復活シナリオ
１０－４ 最近の半導体産業の動き

１１ まとめ
１１－１ 半導体はあらゆる産業でこれから基盤技術であり続ける

質疑応答

質疑応答が長引けば、30分程度の延長もあります

標準実施時間　2.5時間＋α

主な受講対象者

• 半導体関連産業（材料、製造装置等）の新入社員、営業担当者
• 半導体とは何かに興味のある技術者、購買担当者など

期待される効果

• 半導体の歴史やどのように使われているかを理解できる
• なぜ今、半導体に注目が集まっているかを理解できる
• 半導体の基本的な構造や製造技術について知る

公開セミナーの次回開催予定

• 開催日時：未定
• 開催場所：Zoomによるオンライン受講
• 受講料　：1人あたり19,800円（税込）

※開催１週間前までに最少開催人数に達しない場合は、実施をキャンセルさせていただくことがあります。

※開催の場合は、開催１週間前程度から受講票と請求書を発送させていただきます。

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