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2021.02.26 | ブログ

半導体とは?誕生の歴史や現状を簡単解説!

こんにちは!新人営業のイワタケです!
本日は当社受注の約2割ほどにもなる半導体業界について記事を書いていきたいと思います。
半導体とは?半導体の歴史って?を調べてみると、今後も注目の業界だなと思いました。
それではご覧ください♪

必達試作人
必達試作人
半導体関連の精密加工は大阪のアスクへ!

半導体とは

半導体は一定の電気性質をもったもののことを言います。
物質は大きく分けると二つに分類することができ、一つは電気を通す物質、もう一つは電気を通さない物質です。

電気を通す物質のことを「導体」と言い、電気を通さない物質のことを「絶縁体」と言います。
つまり、大きく分けると半導体というのは電気を通す物質に分類されるということになります。

ただし、完全に電気を通すということではなく、絶縁体としての性質も持っているため、半導体と呼ばれます。

ちなみに電気的性質をもつものには抵抗率というものがあり、金、銀、銅などは電気を通しやすい導体で抵抗率が低く、ゴム、ガラスなどは電気を通しづらく抵抗率が高くなっています。

半導体に関しては、この抵抗率というものが温度によって変化し、また、ある種の元素などを含ませることによって変化します。
半導体にはこのような性質があるので、電化製品などの制御で非常に重要な役割を果たしてくれるのです。

半導体を使用している製品

半導体製品のイメージ

まず私たちが良く利用しているものにパソコンやスマホがありますが、そのCPUに半導体が使われています。
この半導体がなければパソコンやスマホも誕生しなかったといっても過言ではありません。
なぜなら半導体は高度化と小型化にかかせないものだからです。

半導体は電化製品の制御を可能にする頭脳の役割も担います。
ようするに非常に重要な部分であり、半導体がなければ何もできないのです。

もちろん半導体が利用されているのはパソコンやスマホだけではありません。
デジカメ、炊飯器、テレビ、冷蔵庫などにも使われていますし、銀行のATMや自動車にも搭載されています。
つまり生活にも欠かせないのが半導体なのです。

半導体の歴史

半導体

半導体は様々な電子機器に組み込まれ、もはやこれをなくして生活することはできなくなっています。
しかし、ここまで当たり前の存在になったのも実は最近のことです。

ここ数十年で大きな変貌を遂げており、今後も半導体は進化を続けていくとみられます。
半導体の歴史について、まずは半導体はどのように進化してきたのでしょうか?
大きな流れとしては、1950年ごろに半導体素子の発明があり、1970年ごろにはICの登場により実用化が加速、それ以降は小型化軽量化が進み、コンピューターなどさらに応用の幅が広がって今に至ります。

トランジスタの発明

半導体素子が発明されたのは1940年代後半です。
それ以前は真空管が広く使われていました。
しかし真空管ではサイズも消費電力も大きく、発熱が膨大で、壊れやすいという問題を抱えていました。
そこで発明されたのがトランジスタです。

これは半導体素子の一つで、電子回路において非常に大きな役割を果たす素子です。
1947年にベル研究所(アメリカ)にて物理学者のジョン・バーディーンとウォルター・ブラッテンがトランジスタによる信号の増幅実験に成功。
さらに1948年にはウィリアム・ショックレーが、より安定的に利用できるタイプのトランジスタを発明したことで、半導体ビジネスが始まることになります。

真空管を使ったのでは実現できなかった製品開発も進み、1950年代には日本においてもトランジスタラジオが開発されています。

集積回路の登場

回路

半導体素子が登場したことにより、デジタル機器関連の産業が急速に伸びていくことになります。
これを後押しする形で登場したものがICです。
ICは集積回路のことで、簡単に説明すると、1枚の基板上にトランジスタやコンデンサといった素子を集結させた小型の回路のことです。

電子機器の小型化に成功するとともに、大量生産を実現するためにも役立ちます。
ICは1950年代後半に発明され、これを受けて1960年代には電卓も登場しました。
その後日本でも多くのメーカーが電卓を商品化し、1970年代には広く流通するようになっています。

社会に浸透し始める

開発された当初のICからさらに集積度が向上し、高機能化・多機能化が進みます。
応用分野は多岐にわたり、社会の様々なところで半導体が利用されるようになり、人々の生活を支える存在へと変わっていきます。
特に、より高い情報処理能力を有するマイクロプロセッサが登場したことでコンピュータの進化が加速したことは大きな意味を持ちます。
1980年代以降、パソコンやワープロ、ファクシミリ、ビデオゲームなど新しい半導体応用機器も続々と出てきます。

半導体利用の現状

以上のように半導体利用の幅は広がってきました。
現在ではパソコンやスマホといった高機能な電子機器も誰もが利用するようになっています。

当然、これらには半導体が搭載されており、これをなくしては今の生活を維持することは不可能です。
他にも家電製品など、非常に幅広い機器に搭載されているため、あらゆるものに半導体が活用されているといっても過言ではありません。
近年ではIT産業の発展が注目を集めていますが、この基礎にあるのはコンピュータによる制御であり、やはり半導体の存在は欠かせません。

半導体利用の展望

極端紫外線を使った半導体製造技術の実用化など、技術レベルの向上によってこれからも半導体素子の微細化は進むとみられています。
また近年ではlotや自動運転・電気自動車などの分野も注目を集めており、今後伸びていくと言われています。

lotはあらゆるものをインターネットに接続して、収集された情報を分析、高度なデータ活用を目指すというものです。
そしてこれを実現しようとすると、センシングや通信の機能を備えなければならず、半導体を使ったデバイスも当然必要になってきます。

また自動運転や電気自動車においても、従来の一般的な自動車に比べて倍近い半導体を要すると言われていますし、自動運転においては10倍近くの半導体が必要になると言われています。
もちろん、自動運転のレベルにもよりますが、当該機能を全く有していないタイプと比較すると大きな差が生じるのです。
このように半導体利用は今後も続き、分野によってはその需要が増えるともみられています。

日本の半導体産業

九州地方

九州のイメージ

九州の半導体集積回路の生産額は日本国内の約30%、全世界の約6%に相当すると言われています。
また関連する半導体製造装置の生産額も、国内シェアは15%以上で近畿地方と並ぶ存在であり、九州にとって半導体産業は自動車産業と並ぶ基幹産業となっています。

九州は半導体産業に必要な良質な水が豊富で、労働力や広い用地の確保が容易、各地に空港が整備されて製品の空輸が可能なことなどの好条件がそろっており、1960年代末から半導体産業が増加しました。
雇用面では、九州における2000年の半導体製造装置、半導体素子、集積回路の従業員数もそれぞれ大きな存在となっています。

産業構造

九州における半導体製造は、大手電機メーカーの主導で始まりました。
各社は既存の自社工場ないし新設工場で主に拡散工程などの一貫・前工程を手掛け、組立工程など労働集約型の後工程は求人のネットワークを持つ地元企業に当初からアウトソーシングしていました。

このため、部品や加工の精度を高める目的で地元企業への技術支援が行われ、結果として開発・設計を行う技術者がこれらの企業でも育成されました。
成長した協力企業の代表例としては、NEC系の原精機産業(現在は破産)、東芝系のユニック、三菱電機系の大津電子などがあります。

このような流れから1980年代には金型メーカーの創業が活発になり、またこの時期にはテクノポリスが九州でも各地につくられ、自治体の意識改革や地元企業のさらなる技術高度化に一定の寄与をしました。

一方で蓄積した技術のない異分野の地元企業の参入は困難になっていきました。
労働力の安定確保などのために大型工場は各県に分散して立地し、結果として小規模な企業城下町が各地に形成されました。
この過程で各県間の企業誘致競争が起きましたが、近年の課題としては県境を超えた九州全体の半導体産業政策の総合的な調整などが挙げられています。

東北地方

農業や伝統産業の印象が強い東北地方ですが、実はIC(集積回路)などの工場が多く建設されています。
東北地方は土地が広く余っている土地も少なからずあるため、工場の設置に向いているからです。
そうした土地には工場が多く集まった工業団地がつくられることがあります。
工業団地で製造された製品や部品は、自動車などで運ぶ必要があるので、工業団地は高速道路の近くで作られています。

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株式会社アスク

【この記事の著者】

株式会社アスク 営業部

小ロット・小物部品の製作を手掛け、手のひらサイズの部品製作を得意としています。国家検定1級技能士が多数在籍し、一日でも早く製品をお届けするためお見積りの回答は最速1時間!
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