半導体製造の主な用途と導入事例｜業界別の活用方法を解説

スマートフォンを分解すると、計算を担うもの、データを保存するもの、カメラで画像を捉えるもの、電池を管理するものと、何種類もの半導体が入っています。半導体は役割ごとに、つくるための工場や製造技術も変わります。

半導体は、自動車や産業機械、家電、医療機器、発電設備まで、電気で動くほぼすべての製品に使われています。その製造には、装置・部品・材料・搬送など、日本の幅広い製造業が関わっています。

半導体製造の主な用途

半導体製造でつくられる製品は役割によっていくつかの種類に分かれ、つくる製品によって必要な工場や製造技術も変わります。

身近な製品を分解してみると、1つの機器の中に複数の種類の半導体が組み合わされていることがわかります。たとえばスマートフォンには、計算を担うロジック、写真やアプリを保存するメモリ、カメラのイメージセンサー、電池を管理するアナログやパワー系の半導体が入っています。

図1：半導体製造でつくられる主な製品

役割ごとに、得意とする製造技術が異なります。

ロジック半導体計算や制御を担う。CPU、GPU、マイコンなど

メモリデータを記憶する。DRAMやNANDフラッシュ

パワー半導体電力を変換・制御する。EVや産業機器で使う

センサー・アナログ光や音、温度など現実の信号を扱う

ロジック半導体

ロジック半導体は、計算や制御を担う半導体です。パソコンやスマートフォンのプロセッサー、AIの計算に使うGPU、家電や自動車に組み込まれるマイコンなどがこれにあたります。

最先端のロジックは、微細化の最前線で製造技術を競う分野です。一方、マイコンなどでは少し前の世代の技術で、安定した品質と価格が求められます。

ロジックの製造は、設計を専門とする企業から製造を請け負うファウンドリが担うことが多くなっています。自社で設計から製造まで手がける企業もあり、分業の形は製品や企業によってさまざまです。

メモリ

メモリは、データを一時的に置くDRAMと、電源を切っても記憶を保つNANDフラッシュが代表です。データセンターやスマートフォン、パソコンのストレージなどに使われます。

メモリは同じ構造のセルを大量に並べるため、高密度化と大量生産のコスト競争力が問われます。NANDフラッシュでは、セルを縦に何百層も積み上げる3次元化が進んでいます。

パワー半導体

パワー半導体は、電気の電圧や周波数を変換し、モーターや電源を効率よく制御する半導体です。電気自動車、鉄道、エアコン、太陽光発電のパワーコンディショナーなどに欠かせません。

電力の損失を減らすことは省エネに直結するため、脱炭素の流れのなかで需要が伸びている分野です。シリコンに加え、SiCやGaNといった新しい材料を使った製品の量産が進んでいます。

センサー・アナログ半導体

イメージセンサーは、光を電気信号に変えてカメラの目として働きます。スマートフォンのカメラのほか、自動車の運転支援や工場の画像検査にも使われています。

アナログ半導体は、温度や音、電圧など連続的に変わる信号を扱います。最先端の微細化よりも、長く安定して供給し続けることが重視される製品が多いのが特徴です。

業界別の活用方法

半導体製造は、半導体メーカーだけの仕事ではありません。製品を使う側、装置や材料を供給する側として、さまざまな業界が関わっています。

図2：業界別に見た半導体製造との関わり方

使う側と、つくるのを支える側の両方に多くの業界がいます。

半導体との関わり

求められること

自動車

パワー半導体やマイコンを大量に使う

長期の安定供給と高い信頼性

電子・半導体

デバイス・装置・部品をつくる

微細化や歩留まり向上の技術

化学・素材

ウェーハや薬液、ガスを供給する

極めて高い純度とばらつきの小ささ

FA・機械

搬送機器や装置部品を供給する

クリーン対応と高い位置決め精度

※1つの企業が複数の立場を兼ねることも多く、関わり方は製品ごとに異なります。

自動車業界

自動車業界は、半導体を大量に使う代表的なユーザーです。エンジンやブレーキを制御するマイコン、モーターを動かすパワー半導体、周囲を見るイメージセンサーなど、1台のクルマに多くの半導体が使われています。

電動化や運転支援の広がりで、使う量はさらに増えています。車載向けは10年以上使われることが前提のため、民生品より厳しい信頼性の基準が求められます。

供給が途絶えると完成車の生産が止まるため、自動車メーカーや部品メーカーが半導体メーカーと直接やり取りし、調達を安定させようとする動きも見られます。

電子・半導体業界

電子・半導体業界は、半導体を設計・製造するデバイスメーカーやファウンドリ、製造装置メーカー、後工程を担う企業などからなります。半導体製造の技術の中心を担う業界です。

装置メーカーでは、露光・成膜・エッチング・洗浄・検査などの装置を開発し、世界の半導体工場へ納めています。顧客の工場と一体になって、新しい製造プロセスを立ち上げる仕事も多くあります。

後工程を専門に請け負うOSATや、パッケージ基板をつくる電子部品メーカーもこの業界の一員です。先端パッケージの広がりで、後工程の技術を持つ企業の存在感が高まっています。

化学・素材業界

化学・樹脂業界やセラミックス業界は、半導体材料の供給で重要な役割を担います。主な材料は次のとおりです。

• シリコンウェーハ
• フォトレジスト
• 高純度ガスや薬液
• 研磨剤
• 封止樹脂
• 装置に使うセラミックス部品など

半導体の材料は、わずかな不純物やロットごとのばらつきが歩留まりに直結します。そのため、顧客の工場で長い評価を経て採用されるのが一般的で、一度採用されると長く使われる傾向があります。

FA・機械業界

FA業界や機械業界は、ウェーハを運ぶ搬送ロボットや搬送システム、装置に組み込まれる精密部品や真空機器などを供給しています。

クリーンルームで使うため、発じんの少なさや真空への対応など特有の条件があります。後工程の自動化が課題となるなか、FAの技術が生かせる場面は今後さらに広がると考えられます。

また、半導体工場そのものも、多数のロボットと搬送システムで動く高度に自動化された工場です。工場全体の自動化や産業用ロボットの知見は、半導体製造の現場でも重要な役割を果たしています。

導入事例

前工程の工場新設から、後工程の自動化に向けた共同開発まで、取り組みの形はさまざまです。

事例を見るときは、どの工程（前工程か後工程か）で、どんな製品を、どの企業の組み合わせで進めているのかに注目しましょう。そうすると、半導体製造の全体像の中での位置づけがつかみやすくなります。

図3：国内の主な半導体製造の事例

工場新設と、業界横断の技術開発の両方が進んでいます。

JASM（熊本県）ロジック半導体のファウンドリ工場を新設

キオクシア北上工場3次元フラッシュメモリの新製造棟が稼働

Rapidus（北海道）2nm世代のパイロットラインを立ち上げ

SATAS後工程の自動化・標準化を複数社で推進

JASM：熊本でのロジック半導体工場

JASMは、台湾のTSMCが過半を出資し、ソニーセミコンダクタソリューションズ、デンソー、トヨタ自動車が参画する熊本県の半導体製造会社です。第一工場は2024年12月に量産を開始しました。

第二工場は当初、2027年末までの稼働開始を目指すとされていましたが、2026年に計画が見直され、3nmプロセスで2028年からの量産を計画しています。

デンソーの2024年2月の発表では、両工場で40nmから6/7nmまでのプロセス技術を扱うとされていました。月間生産能力は300mmウェーハ換算で10万枚以上、総投資額は200億米ドル超の計画でした。

3,400名以上の雇用創出も見込むとされていました（第二工場のプロセスはその後3nmへ変更）。車載や産業向けの需要に応える、国内の供給拠点としての役割が期待されています。

キオクシア：北上工場第2製造棟の稼働

キオクシアは2025年9月30日、岩手県の北上工場第2製造棟の稼働開始を発表しました。同棟では218層の3次元フラッシュメモリであるBiCS FLASH第8世代を生産し、2026年前半に本格的な出荷を始める予定としていました。

2026年7月には、同棟で第10世代（332層）BiCS FLASHの生産開始も発表されています。新棟は地震の揺れを吸収する免震構造を採用し、最新の省エネ生産設備やAIなどを活用した生産効率の向上にも取り組むとしています。市場動向に合わせて設備投資を続け、生産能力を段階的に上げていく方針です。

Rapidus：2nm世代のパイロットライン

Rapidusは2022年に設立された半導体メーカーで、北海道千歳市に製造拠点IIM-1を構えています。同社によると、2025年4月にパイロットラインの立ち上げを開始し、同年7月には2nmノードのGAAトランジスタの動作を確認しました。

同社は2027年度後半の量産開始を計画しています。国内では量産されてこなかった最先端ロジックの製造技術を立ち上げる取り組みとして、国の支援も受けて進められています。

SATAS：後工程の自動化と標準化

半導体後工程自動化・標準化技術研究組合（SATAS）は、2024年4月にインテルと国内の装置・材料・搬送関連企業などが参加して設立されました。発足時はオムロン、ダイフク、ヤマハ発動機、レゾナック・ホールディングスなど14社と1団体が参加しています。

パッケージング・組立・検査工程の完全自動化と標準化を目指し、2028年の実用化が目標です。人手に頼る部分が多かった後工程を、業界横断で自動化する注目の試みです。

組合の公式サイトによると、組合員は2026年4月末時点で38組織に広がっています。4つの事例に共通するのは、1社だけでなく、複数の企業や国・自治体が連携して進めている点で、半導体製造がそれだけ大きな投資と幅広い技術を必要とすることを示しています。

導入の進め方

半導体の製造ラインを新たに立ち上げる場合、計画から量産までは長い期間と多くの関係者が必要です。一般的な流れを9つの工程に整理します。

図4：半導体製造ラインの導入の流れ

計画、建設・導入、立ち上げの3つの段階に分かれます。

計画

01製品・技術の決定つくる製品とプロセス世代、生産量を決める

02立地・インフラ確認水・電力・人材・物流を確保できるか調べる

03投資計画投資額と回収計画、支援制度の活用を検討

建設・導入

04建屋・クリーンルーム振動や清浄度の条件を満たす建屋をつくる

05ユーティリティ整備超純水・ガス・排水処理の設備を整える

06装置の搬入・据付各工程の装置を搬入し、配管・配線を行う

立ち上げ

07プロセス条件出し装置ごとに条件を詰め、狙いの形をつくる

08歩留まり改善試作と分析を繰り返し、良品率を高める

09顧客認定・量産顧客の評価に合格し、量産へ移行する

※後工程のラインや、既存工場への装置追加では、一部の工程を省略できる場合があります。

計画の段階では、どの製品をどの世代の技術でつくるのかを最初に決めます。これによって必要な装置や建屋の仕様、投資額が大きく変わるため、最も手戻りの許されない判断になります。

建設・導入の段階では、クリーンルームの建屋と、超純水やガスなどのユーティリティ設備を整え、そこに装置を搬入します。装置の据付には、装置メーカーの技術者も加わって調整を行います。

立ち上げの段階では、装置ごとの条件を詰めたうえで試作を繰り返し、歩留まりを高めていきます。最後に顧客の評価に合格してはじめて量産に入れるため、この段階に長い時間がかかることも珍しくありません。

装置部品や材料で半導体向けに参入する企業の場合も、考え方は共通です。顧客の要求仕様を確認し、クリーン対応などの条件を満たす試作品を納め、評価に合格してから量産供給に入るという流れになります。

半導体向けの評価は、一般の産業向けに比べて長くかかる傾向があります。採用までの期間を見込んだ資金計画と、顧客の工程を理解して改善提案できる技術者を早い段階から確保しておくことが、参入を成功させる鍵になります。

半導体製造に関わる仕事と求められるスキル

半導体製造にはさまざまな職種の人が関わっており、代表的な仕事と、求められるスキルを整理します。

工場の新設が相次ぐなかで、新卒だけでなく、自動車や機械、化学など他の業界で経験を積んだ人の採用も広がっています。半導体の専門知識は入社後に身につけられることも多く、それまでの現場経験が評価される場面は少なくありません。

図5：半導体製造に関わる主な仕事

工程、設備、品質、顧客対応と、役割ごとに専門が分かれます。

プロセスエンジニア成膜やエッチングなどの条件を開発・改善する

装置エンジニア製造装置の立ち上げ・保守・改善を担う

品質・歩留まり改善不良の原因を分析し、良品率を高める

技術営業・FAE装置や材料を顧客の工程に合わせて提案する

プロセスエンジニアは、各工程の条件を開発し、改善する仕事です。仕事の進め方は生産技術や研究開発に近く、物理や化学の基礎知識に加えて、実験を計画しデータから結論を導く力が求められます。

装置エンジニアは、製造装置を止めずに動かし続ける役割を担います。設備保全の経験や、機械・電気・真空・制御の知識が生かせる仕事で、装置の停止時間を減らすことが工場の生産量に直結します。

品質や歩留まりを担う人は、検査データや装置のログを分析して、不良の原因を突き止めます。品質保証・品質管理の知識に加え、統計やデータ分析のスキルが重視されます。

装置メーカーでは、装置の機構や制御を設計する技術者も欠かせません。機械設計や電気・電子設計の経験を持つ人が、真空・高温・プラズマといった特殊な環境で動く装置の開発に携わっています。

装置や材料のメーカーでは、技術営業・FAEが顧客の工場に入り込み、課題を聞き取って解決策を提案します。どの職種でも、前後の工程を理解し、他部門と協力して問題を解く力が共通して求められます。

半導体製造の用途のよくある質問

パワー半導体とは何ですか？

パワー半導体は、電気の電圧や周波数を変換し、モーターや電源を効率よく制御する半導体です。電気自動車や鉄道、エアコンなどに使われ、SiCやGaNといった新しい材料を使った製品の量産も進んでいます。

ファウンドリとは何ですか？

ファウンドリは、設計を専門とする企業などから半導体の製造を請け負う企業で、ロジック半導体の製造を担うことが多くなっています。熊本県のJASMも、ロジック半導体のファウンドリ工場として新設されました。

国内で新設が進む主な半導体工場はどこですか？

熊本県のJASM、岩手県のキオクシア北上工場、北海道千歳市のRapidusなどが代表的な例です。JASMはロジック、北上工場は3次元フラッシュメモリ、Rapidusは2nm世代の最先端ロジックと、つくる製品はそれぞれ異なります。

他業界から半導体業界へ転職できますか？

工場の新設が相次ぐなかで、自動車や機械、化学など他の業界で経験を積んだ人の採用も広がっています。半導体の専門知識は入社後に身につけられることも多く、設備保全や品質管理の経験が生きる職種もあります。

まとめ

半導体製造の基本的な仕組みは半導体製造とはで、注目される理由や従来技術との違いは半導体製造が注目される背景と従来技術との違いで詳しく紹介しています。

データを活用した工場運営については、スマートファクトリー・IoTのページもあわせてご覧ください。

半導体製造については、半導体製造の技術ページから関連記事もあわせてご覧ください。

出典

出典・参考資料（4件）を開く出典・参考資料を閉じる

• JASM：株式会社デンソー「熊本におけるJASM第二工場の建設について」（2024年2月6日）
• キオクシア北上工場：キオクシア株式会社「AI需要に対応する北上工場第2製造棟の稼働開始について」（2025年9月30日）
• Rapidus：Rapidus株式会社「会社概要」
• SATAS：MONOist「半導体後工程の完全自動化と標準化の技術研究組合設立、インテルやオムロンなど」、SATAS「組織概要」