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GAAプロセスメーカー8

GAAプロセス(Gate-All-Around Process)は、ゲート電極がトランジスタチャネルの四方を完全に囲む構造(GAA:Gate-All-Around)を形成するための製造プロセス技術です。FinFETでは1方向からしかゲートが接触しないのに対し、GAAナノシートトランジスタではゲートが全周からチャネルを制御できるため、リーク電流削減・電流駆動力向上・低電圧動作が可能になります。3nm/2nmノード以降の標準的なトランジスタ構造として全主要ファウンドリが採用しています。

メーカー 8関連カテゴリ 7

主要特徴

ゲートが4面からチャネルを囲むため FinFET比でリーク電流を大幅削減
SiGeサクリファイシャル層のエピ成長→選択エッチングでナノシートを形成
シートの枚数・幅・厚みで電流特性をチューニング可能(デザイン自由度高)
Samsung SF3が2022年に初量産、TSMCはN2世代(2025年)でGAA採用
ALD・原子層エッチング(ALE)・選択エピが核心プロセス装置

よくある質問

GAAトランジスタとFinFETの違いは何ですか?
FinFETは立体的なひれ(Fin)の3面をゲートで囲む構造ですが、GAAはチャネルナノシートの全4面をゲートが囲むため、より精密なチャネル制御が可能です。オフリーク電流削減・低電圧動作・強い電流駆動力を同時に実現できます。
GAAプロセスで重要な製造装置は何ですか?
SiGe/Si交互エピ装置(選択エピリアクター)、SiGe選択エッチング装置(ALE)、High-k/Metal GateのALD装置(ASM International・Applied Materials)、EUVスキャナが核心装置です。
GAAの次世代技術はありますか?
GAAの発展型として、nチャネルとpチャネルのナノシートを垂直に積み重ねるCFet(Complementary FET)が研究されています。IntelのIntel 18A以降での適用が議論されており、さらなるトランジスタ密度向上が期待されています。

メーカー

8社の主要メーカー

TSMC(台湾積体電路製造)台湾

世界最大の半導体ファウンドリ。3nm、5nm、7nmなど最先端プロセスノードで業界をリード。Apple、NVIDIA、AMDなど主要ファブレス企業の製造パートナー。

先端ロジックチップ製造
3nmプロセス5nmプロセス7nmプロセス
主要顧客チップ
Apple AシリーズApple MシリーズNVIDIA GPUAMD Ryzen
  • ファウンドリ市場シェア約60%の圧倒的トップポジション
  • 3nm/5nm最先端プロセスの量産化リーダー
Samsung Electronics(サムスン電子)韓国

世界最大のメモリメーカーであり、先端ロジックファウンドリでもあるIDM。DRAM・NANDフラッシュで市場をリードし、3nmプロセスでTSMCと競合。

メモリ
DRAMNANDフラッシュHBM(高帯域メモリ)
ロジックファウンドリ
3nmプロセス5nmプロセスExynos SoC
  • DRAM市場シェア約43%、NANDフラッシュ約33%の世界トップ
  • メモリとロジックの両方を製造するIDM(垂直統合)
Intel米国

世界最大のCPUメーカー。従来はIDMとして自社プロセスでCPUを製造してきたが、Intel Foundry Servicesを設立しファウンドリ事業にも参入。Intel 18A(1.8nm相当)など先端プロセス開発を推進。

プロセッサ
Core プロセッサXeon サーバーCPUArc GPU
製造プロセス
Intel 4Intel 3Intel 20AIntel 18A
  • x86アーキテクチャCPUで長年のマーケットリーダー
  • Intel 4(7nm相当)、Intel 3、Intel 18A(1.8nm相当)など独自プロセス開発
Rapidus日本

トヨタ・ソニー・NTT等8社が出資して2022年設立の日本の最先端ファウンドリ。北海道千歳に工場建設中で2nm世代チップの量産を2027年に目指す。

先端ロジックファウンドリ
2nmロジック(開発中)パイロットライン(千歳)
  • 2nm世代ロジック半導体の国産量産を目標
  • IBM・imecとの技術提携による先端プロセス開発
ASMLオランダ

EUV露光装置の唯一のグローバルサプライヤー。極紫外光リソグラフィ技術でムーアの法則を延命させ、5nm以下の先端プロセスに不可欠。

EUV露光装置
TWINSCAN NXETWINSCAN EXE (High-NA)
DUV露光装置
TWINSCAN DUVシリーズ
  • EUV露光装置の唯一のグローバルサプライヤー
  • High-NA EUVで8nmの解像度を実現
Applied Materials米国

世界最大の半導体製造装置サプライヤー。成膜、除去、改質、分析の包括的な製品ポートフォリオで、ウェーハ製造の全工程をサポート。

成膜装置
CVDPVDALD
エッチング装置
エッチングシステム
CMP・イオン注入
CMP装置イオン注入装置
  • 世界最大の半導体製造装置サプライヤー
  • 成膜、除去、改質、分析の包括的な製品ポートフォリオ
Lam Research米国

エッチング装置の世界的リーダー。約39%の市場シェアを持ち、原子層エッチング(ALE)技術で先端3Dチップアーキテクチャを支える。

エッチング装置
KiyoFlexVantexAkara
成膜装置
デポジションシステム
洗浄装置
ウェーハ洗浄装置
  • エッチング装置で世界シェア約39%のトップポジション
  • 原子層エッチング(ALE)技術における技術リーダーシップ
東京エレクトロン(TEL)日本

世界第3位の半導体製造装置メーカー。塗布現像、成膜、エッチング装置で高いシェアを誇り、先端プロセスに不可欠な技術を提供。

塗布現像装置
CLEAN TRACK ACTCLEAN TRACK LITHIUS
エッチング装置
TactrasCertas
成膜装置
EpisodeTriase+TELINDY PLUS
  • コータ/デベロッパで世界トップクラスのシェア
  • 塗布、成膜、エッチング装置の総合ラインナップ

関連カテゴリ

2nmプロセス
3nmプロセス
5nmプロセス
DRAM製造プロセス
ロジックプロセス
メモリプロセス
NAND製造プロセス

関連用語

GAA(Gate-All-Around)とは →EUV露光とは →ALD装置とは →FinFETとは →トランジスタとは →集積回路(IC)とは →FD-SOI(完全空乏型SOI)とは →ナノシートトランジスタとは →

比較・違いを学ぶ

FinFETとGAAトランジスタの違い
FinFETは垂直に立つシリコンフィンの三面をゲートで囲む構造で、22nm世代から広く採用されました。GAAはナノシート(または円柱状のナノワイヤ)の全周をゲー
3nmプロセスと5nmプロセスの違い
5nmプロセスはApple A14/M1やQualcomm Snapdragon 888などに採用され、7nmから約15〜20%の性能向上と30%前後の消費電力
ロジックプロセスとメモリプロセスの違い
ロジックプロセスはCPU・GPU・SoCなど演算・制御回路を製造するプロセスで、トランジスタ性能と集積度の最大化が目標です。メモリプロセスはDRAMやNAND
FinFETとFD-SOIの違い(プロセスアーキテクチャ比較)
FinFETとFD-SOI(Fully Depleted Silicon-on-Insulator)はいずれも短チャネル効果を抑制する先進トランジスタ技術ですが
Intel 18A vs TSMC N2(2nm世代プロセスノード比較)
Intel 18AとTSMC N2はいずれも2024〜2025年を目標とした2nm世代の最先端プロセスノードです。両者ともGAA(Gate-All-Around
CFETとGAAの違い(次世代トランジスタ2nm以降)
GAA(Gate-All-Around)はFinFETの後継としてTSMC(N2)・Samsung(SF3)・Intel(Intel 18A)が2nm〜1.8n
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