分業でつくる：半導体業界の役割分担

半導体が、設計、製造、組み立てとテスト、それを支える装置と材料、設計の道具といった役割に分かれて作られていることを説明する。設計専業、受託製造、一貫生産、後工程の受託などの違いと、分業が進んだ理由、サプライチェーンの見方を扱う。

一つの会社だけでは、作れない

ここまでの分野で、半導体ができるまでには、設計、ウェーハ、前工程の多くの工程、後工程、検査と、長い道のりがあることを学んだ。工場では、クリーンルームや、多くの装置と材料が欠かせない。

これらのすべてを一つの会社でそろえるのは、とても難しい。そのため、半導体の業界では、役割を分けて、多くの会社がそれぞれの得意な部分を受け持っている。このページでは、その役割分担を見ていく。

チップを作る流れの中の役割

チップが製品になるまでの流れに沿うと、主な役割は次のように分けられる。

* 設計：どんな働きのチップにするかを決め、回路を設計する。* 前工程の製造：設計をもとに、ウェーハの上に回路を作り込む。* 後工程：ウェーハを切り分け、パッケージに入れ、テストする。

これらの役割を、一つの会社がすべて受け持つ場合もあれば、別々の会社が分けて受け持つ場合もある。その組み合わせによって、会社の形が分かれる。

一貫生産：すべてを自社で行う

設計から前工程の製造、後工程までを、自社で一貫して行う形を「一貫生産」と呼ぶ。英語の頭文字から「IDM」とも呼ばれる。

自社の工場を持つので、設計と製造の担当者が近くで協力し、製造の技術と設計を合わせて磨き込みやすい。一方で、工場の建設と、装置を新しくし続けるための投資を、自社ですべて負うことになる。

設計専業：工場を持たない

チップの設計と販売に集中し、製造は外部に任せる形を「設計専業」と呼ぶ。工場（ファブ）を持たないという意味の英語から、「ファブレス」とも呼ばれる。

工場の巨額の投資を負わずに済むので、設計の力に資源を集中できる。そのかわり、製造は委託先に頼ることになり、委託先の技術や、生産の枠をどれだけ確保できるかが、製品の計画を左右する。

受託製造：製造を引き受ける

設計専業の会社などから設計を預かり、前工程の製造を引き受ける形を「受託製造」と呼ぶ。英語で「ファウンドリ」と呼ばれる。

受託製造の会社は、自社の製品を持たず、多くの顧客のチップを作る。多くの顧客から注文を集めることで、大きな工場を高い稼働で動かし、最新の製造技術への投資を続けやすい。顧客の設計の情報を預かるので、情報を守ることへの信頼も大切になる。

後工程の受託

後工程の組み立てとテストを専門に引き受ける会社もある。英語の頭文字から「OSAT」と呼ばれる。

前の分野で学んだチップレットのように、複数のチップを一つのパッケージにまとめる技術が性能を左右するようになり、後工程の役割は大きくなっている。

作る会社を支える役割

チップを作る会社のまわりには、それを支える役割がある。

* 製造装置：成膜、露光、エッチング、洗浄、検査などの装置を作る。* 材料：ウェーハ、感光材、ガス、薬液、研磨剤、パッケージの材料などを作る。* 設計の道具：回路の設計や確かめに使うソフトウェア（EDA）を提供する。* 設計の部品：よく使う回路のまとまりを、設計の部品として他社に提供する。

チップを作る会社は、これらの会社の装置、材料、道具を組み合わせて製造する。どれか一つが欠けても、チップは作れない。

なぜ分業が進んだのか

分業が広がった大きな理由は、微細化とともに、製造に必要な投資が大きくなったことである。最新の工場を建て、装置を新しくし続けるには、非常に大きな費用がかかる。多くのチップを作る会社でなければ、その費用を回収しにくい。

そこで、製造を受託製造の会社に集めれば、多くの会社の注文で工場を動かし、投資を分け合う形になる。設計の会社は、工場を持たずに、自分の得意な設計で勝負できる。こうして、設計と製造が分かれる流れが進んだ。

一方で、分業には弱さもある。特定の工程や地域に製造が集まると、災害や国どうしの関係の変化で、供給が止まるおそれがある。そのため、製造の拠点を分散させる動きや、国が半導体の生産を支える政策も見られる。

サプライチェーンとして見る

材料から装置、製造、組み立て、そして完成した製品までの、つながった流れを「サプライチェーン」と呼ぶ。半導体の会社を理解するときは、その会社がこの流れの中のどこにいて、誰に何を売っているかを見ると分かりやすい。

たとえば、同じ「半導体の会社」でも、チップを作って電子機器のメーカーに売る会社と、チップを作る会社に装置や材料を売る会社とでは、仕事の中身も、景気の影響の受け方も違う。

このサイトの企業分析では、掲載している会社ごとに、サプライチェーンの中の位置と、関わる工程を示している。学んだ役割を手がかりに、それぞれの会社を見てほしい。

このページのまとめ

半導体は、設計、前工程の製造、後工程と、それを支える装置、材料、設計の道具の役割に分かれて作られる。すべてを自社で行う一貫生産、工場を持たない設計専業、製造を引き受ける受託製造、後工程を引き受ける会社がある。製造の投資が大きくなったことで分業が進んだが、製造が集まることの弱さもある。会社を見るときは、サプライチェーンの中のどこにいるかを見るとよい。