「ガラス×半導体」の組み合わせは、現代の微細化限界を突破するための最重要課題となっています。
「基板(パッケージ)」としての役割に加え、前工程(露光)においても、ガラスがなければ現代のチップは1つも作れません。その中核を担うのが、HOYAが世界シェアの大半を握る**「EUVマスクブランクス」**です。
1. 露光工程の心臓部:EUVマスクブランクス
最先端の半導体(3nm/2nmなど)を製造するには、極端紫外線(EUV)を使った露光装置が必要です。その「版画の版」にあたるのがフォトマスクであり、その材料(土台)がマスクブランクスです。
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なぜガラスなのか?: 極低膨張ガラス(LTEM)が使われます。露光時のわずかな熱による歪みが、ナノレベルの回路パターンを台無しにするため、温度変化に対して「全くサイズが変わらない」特性が求められます。
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HOYAの独占: この超特殊なガラスの上に、数十層もの薄膜を欠陥ゼロで積み上げる技術において、HOYAは世界シェアの約80%を握っています。
2. 実装の革命:ガラスコア基板(GCS)
ここまでに触れた通り、チップレット時代において、樹脂(有機)に代わる次世代の土台として期待されています。
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熱特性の一致: ガラスの熱膨張率はシリコンチップに近いため、加熱時の歪みが少なく、チップへのストレスを抑えられます。
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究極の平坦性: 樹脂では不可能なレベルの平坦性を活かし、100mmを超える巨大なパッケージを構築できます。Intelが「2020年代後半のゲームチェンジャー」と呼ぶ理由です。
3. ガラス×半導体の主なプレイヤーと役割
| 領域 | 主要技術 | 主要企業 |
| 前工程(露光) | EUVマスクブランクス | HOYA, AGC |
| 後工程(実装) | ガラスコア基板(GCS) | Intel, Samsung, DNP, 三井金属 |
| 材料供給 | 合成石英、低膨張ガラス | AGC, コーニング, HOYA |
| 加工装置 | TGV(ガラス貫通ビア)形成 | ディスコ, レーザーテック, LPKF |
4. 「ガラス化」がもたらす未来:光電融合
ガラスは電気を通しませんが、光は通します。これが最大のメリットです。
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シリコンフォトニクス: 半導体パッケージの内部に光導波路(光の通り道)を形成する際、ガラス基板はその物理的安定性から理想的なプラットフォームになります。
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電気から光へ: チップ間の通信を電気から光に変えることで、消費電力を10分の1に抑え、通信速度を100倍に引き上げる「光電融合」の基盤がガラスなのです。
まとめ
「ガラス×半導体」は、単なる材料の置き換えではありません。
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前工程では「超精細なパターンを描くため」の土台。
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後工程では「巨大なチップレットを安定させるため」の土台。
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将来は「光で通信するため」の土台。
まさに、傳田先生が予見された「材料と実装が半導体の限界を決める」時代の主役と言えます。
出典:Google Gemini
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