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2nmとGAA トランジスタを四方から囲む最先端の世代

TSMCの2nmの世代は、ナノシート型と呼ぶ新しいトランジスタを使い、2025年10〜12月期に量産を始めました。2026年7〜9月期には、2nmがウエハー売上の8%を占めています。

ポイント
  • 「2nm」は製造の世代の呼び名です。回路の特定の寸法が2ナノメートルという意味ではありません。
  • GAA(ゲート・オール・アラウンド)は、電流の通り道をゲートが四方から囲むトランジスタの形です。TSMCは「ナノシート」と呼びます。
  • TSMCの2nm(N2)は2025年10〜12月期に量産を始め、2026年7〜9月期にはウエハー売上の8%になりました。
  • 日本のラピダスは、2nmの量産を2027年に始める計画です。

半導体のニュースでは「3nm」「2nm」といった数字がよく出てきます。これは製造の世代(プロセスノード)の呼び名です。昔は回路の寸法と結びついていましたが、今は世代を区別する名前として使われています。数字が小さいほど新しく、同じ面積により多くのトランジスタを詰め込めます。

トランジスタの形の変化

トランジスタは、電流の通り道(チャネル)を、ゲートと呼ぶ電極で開け閉めするスイッチです。微細になるほど、ゲートが閉じていても電流が漏れやすくなります。漏れを抑えるため、トランジスタの形は変わってきました。

  • 平面型(プレーナー):チャネルの上の面だけをゲートが覆います。
  • FinFET:チャネルを魚のひれ(フィン)のように立て、3つの面をゲートが囲みます。
  • GAA(ナノシート):チャネルを薄い板にして重ね、四方をゲートで囲みます。

GAAでは、ゲートがチャネルを全周から押さえるため、電流の漏れを抑えやすくなります。板の幅を変えることで、性能と消費電力のバランスも調整しやすくなります。

トランジスタの形の比較
形ゲートが囲む面特徴
平面型上の1面微細化すると電流が漏れやすい
FinFET3面チャネルを立てて漏れを抑えた
GAA(ナノシート)4面(全周)漏れをさらに抑え、板の幅で性能を調整できる

TSMCの2nmの立ち上がり

TSMCは、2nm(N2)を「第1世代のナノシート型トランジスタの技術」と説明しています。量産は計画どおり2025年10〜12月期に始めたとしています。

2026年7〜9月期の決算では、ウエハーの売上のうち2nmが8%を占めました。3nmは33%、5nmは28%です。新しい世代は、量産が始まってから比率が上がるまでに時間がかかります。TSMCは、2nmの次の技術としてA16を挙げています。ナノシート型のトランジスタに、裏面から電源を通す配線を組み合わせ、密度と性能を高める技術です。

ラピダスの2nm

日本のラピダスは、北海道千歳市の拠点「IIM」で2nmの量産を2027年に始める計画です。試作のラインは2025年4月から動いています。2026年6月5日には、日本政府から1,500億円の資金を受け入れたと公表しました。

2nmの世代では、露光の工程でEUV(波長13.5ナノメートルの光)の装置が使われます。トランジスタの形の変化に合わせて、成膜やエッチングの装置にも新しい技術が要ります。

世代が進むほど、工場の建設と装置の費用は膨らみます。最先端の世代を量産できる会社が限られるのはこのためです。顧客にとっては、新しい世代を使うほど性能と電力の効率が上がる一方、設計と製造の費用も上がります。どの製品にどの世代を使うかは、性能と費用の釣り合いで決まります。

今後の注目点

  • TSMCの10〜12月期決算で、2nmの比率が8%からどこまで上がるか。
  • ラピダスの2027年の量産に向けた顧客の確保。
  • 裏面から電源を通す技術(TSMCのA16など)の量産の時期。

この記事は公開資料をもとに作成しています。売買をすすめるものではありません。誤りを見つけたら訂正します(編集方針)。

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