2022年1月、SEMIはSEMI E187 - Specification for Cybersecurity of Fab Equipmentを出版しました。この仕様は、SEMIスタンダード 台湾地区Information Control 技術委員会、Fab Equipment Information Security TFにて3年にわたって開発され、 3回の電子投票を経て出版されたものです。さて、SEMI E187は最終的にどのようなサイバーセキュリティに関連する企業や顧客が直面している問題や課題に対応するのでしょうか。 レガシーソフトウェアは、世界の半導体業界全体においてセキュリティ上の脆弱性となっています。ハードウェアに問題がなくても、ソフトウェアが最新パッチのサポートを受けないまま製品ライフサイクルの終了を迎え、ソフトウェア業界でよく見られるEoL（End of Life）やEoS（End of Service）と呼ばれる状態に陥ります。しかし、一度だけ購入する旧来のソフトウェア販売モデルでは、EoLの時点でもファブ装置のソフトウェアは機能的に動作しており、トップマネジメントは「装置に問題はない、したがってアップグレードやリプレースの必要はない」と考えがちです。 半導体装置のライフサイクルは最長で40年に及ぶ 半導体装置のライフサイクルは最大40年に達するため、サイバーセキュリティの減価償却問題は軽視できません。通常、半導体工場には少なくとも20のバージョンのOSがインストールされており、平均して毎年1つか2つのOSがEoLの問題に直面することになります。例えば、2001年に発売されたWindows XPは、2014年にパッチアップデートを終了しましたが、新しい半導体装置には、このオペレーティングシステム（OS）がインストールされ続けています。他のOSはさらにライフサイクルが短く、平均して4～6年でパッチ更新サービスが終了しています。このように、半導体装置は、ハードウェアの減価償却が進んでいない段階で、OSの減価償却というサイバーセキュリティの問題にかなり早くから直面していることが多いです。 このような装置のサイバーセキュリティ問題は、一企業だけでは解決できず、OSプロバイダだけでなく、半導体装置のサプライチェーンにあるアプリケーションプロバイダーも巻き込んで、部門間や企業全体で取り組むことが必要です。SEMI E187は、エンドポイント保護、OS、ネットワークセキュリティ、セキュリティ記録と監視をカバーしており、これらは半導体装置システムおよびアプリケーションにおいて長年見過ごされてきたサイバーセキュリティの問題です。SEMI E187は、装置プロバイダが新しい製造装置の研究開発中にセキュリティーバイデザイン(Security by Design)を取り入れることを可能にする方法として、製造装置調達のサイバーセキュリティの要件を定義することにより、新しい装置のサイバーセキュリティを強化することを支援します。 また、ライフサイクル内のファブ装置にあるレガシーソフトウェアはどうでしょうか。このようなサイバーセキュリティ保護が不十分な装置に対しては、特定の装置を許可リスト(allow list)化して別の装置と接続することが解決策となる場合があります。簡単に言えば、許可リストとは、ある装置が事前に承認されたネットワークにのみ接続できるパスを発行するようなもので、ハッカーがネットワークにアクセスすることをより困難にします。しかし、許可リストに登録された装置を別の装置にインストールすると、ソフトウェアのアップデートによって設定がデフォルトに戻され、装置の設定が消去されてしまうことがあります。ファイアウォールを導入している場合は、ファイアウォールホワイトリストを設定することで、装置へのアクセスを制御することができます。SEMI E187に準拠した新しい装置が徐々に稼働し、ライフサイクルが終了したファイアウォールは徐々に置き換えることが可能です。 SEMIジャパンでは、2022年6月8日に本テーマのウェビナーを実施し、およそ400名の方にご聴講いただきました。詳細概要は上の画像をクリックしてください。 SEMI E187の普及は、調達部門だけの責任ではありません。SEMI E187を導入しようとする企業は、装置管理、IT、サイバーセキュリティ、調達、生産ラインのエンジニアなど、さまざまな部門の意見や懸念を考慮する必要があります。 装置管理者は、装置のサイバーセキュリティは自分の役割や重要業績評価指標（KPI）の一部ではないと考えていることが多く、ITやサイバーセキュリティを担当する作業者も、ファブ装置のサイバーセキュリティが自分の責任だとは考えていません。一方、調達担当者は、IT部門やサイバーセキュリティ部門に装置のサイバーセキュリティ仕様書を提出するよう求めています。このため、装置やサプライチェーンのサイバーセキュリティの問題に関するサイバーセキュリティ全体の監視と緩和の状況にギャップが生じ、社内に責任者不在の状況を簡単に作ることになります。したがって、装置のサイバーセキュリティ調達の観点から、SEMI E187は装置のサプライチェーン全体におけるグローバルなサイバーセキュリティ・コンプライアンスの基盤を確立します。 導入時に装置がウイルスに感染していないことを証明することが、最初のステップです。一部のプロバイダは、当初からSEMI Taiwanサイバーセキュリティ委員会との議論に加わっています。業界主導の議論は、コラボレーションと実行可能なソリューションを確保するための鍵です。意見を収集し、委員会の会議に参加することで、プロバイダが最前線で問題を理解し、解決に貢献することを目指します。 2018年以降、装置メーカーの顧客は、新しい装置を納入する際に、ウイルスフリーの証明書を提供することを求めるようになってきています。装置がウイルスフリーであることを証明するためにSEMI E187を用いて簡素化することは、装置プロバイダとその顧客が前進するための最初の一歩を踏み出すのに役立つと思われます。 注：この記事の中国語版は、2022年2月にBloomberg Businessweekに掲載されたものです。上記の見解はMing-Chang (Bright) Wu氏個人のものであり、必ずしも雇用主の見解を反映するものではありません。 参考文献 Wu, M.C., Legacy Systems Pose Broad Security Risk for Chipmakers, EE Times (2022). https://www.eetimes.com/legacy-systems-pose-broad-security-risk-for-chipmakers/ Wu, M.C., Key Implementation Challenges on International Cybersecurity Standards and their Supportive Management Resources, ISSA Journal.(November 2021). https://www.issa.org/ Wu, M.C., “Emerging Standard Helps Address Cybersecurity,” Standards Watch (March 2021), SEMI, www.semi.org/en/standards-watch-2021March/tw-cybersecurity. 著者について Ming-Chang (Bright) Wuは、SEMI Taiwanのサイバーセキュリティ委員会の創設メンバーであり、2018年からSEMI187の開発を行うタスクフォースに参加しています。台湾コーポレートガバナンス協会の講演者でもあります。また、彼のレジリエンスな本は、台湾の国家公務員院によって推薦された2020年の「今月の本」に選ばれました。 現在、SEMI E187、NIST CSF、ISA/IEC 62443の台湾でのローカライズを支援しています。Bright WuのLinkedInはこちら。 本件に関する日本国内でのお問合せ SEMIジャパン スタンダード＆EHS部 中島敬吾（[email protected]） 初出：2022年月6月、Standards Watch, Volume 17, Issue 2 ※本稿は、Standards Watchに掲載されました記事を日本語訳したものです。 　元の記事 https://www.semi.org/en/blogs/semi-news/legacy-software-is-not-an-it-issue-but-an-issue-of-cybersecurity-depreciation

Robert Bosch GmbHの車載エレクトロニクス担当執行副社長のJens Fabrowsky氏に欧州エレクトロニクス産業に求められるレジリエンス強化の動きについてお話をうかがいました。Fabrowsky氏は5月30日にブリュッセルで開催されたSEMI Industry Strategy Symposium Europeのパネリストです（訳注：インタビューはイベント開催に先立って行われました）。 SEMI：欧州の半導体生産能力を倍増するためには何が必要ですか。 Fabrowsky氏：そのためには、欧州半導体業界の海外依存度を下げるべきです。欧州内でのフロントエンド生産能力の押し上げを、チップの開発・製造をする企業だけでなく、ファウンドリ事業も含めて進める必要があります。 SEMI：欧州域内の半導体産業が自力で取り組むことができるでしょうか。 Fabrowsky氏：マイクロエレクトロニクス分野でのイノベーションが、欧州のグリーンならびにデジタル・トランスフォーメーションの鍵となります。半導体産業を前進させるためには、国際的に競争力のある投資環境を創出し、半導体のあらゆる技術分野における緊急の生産能力増強を可能にする必要があります。 SEMI：この目標を遂行するために、半導体産業のプレイヤーは次にどんなステップをとるべきでしょうか。 Fabrowsky氏：欧州における競争力と繁栄という点で、また産業に密着した高性能マイクロエレクトロニクスという点でも、デジタル主権は重要な要素です。デジタル主権を実現するためには、欧州内での設計・製造の集中が必要であり、特に安全重要部品について当てはまります。 SEMI：どのような政治的支援が必要だとお考えでしょうか。 Fabrowsky氏：この産業が海外に追いつき力を取り戻すためには、European Chip Act（欧州半導体法）の早期の採択と提案されている措置の速やかな実施が不可欠であり、これは欧州にとって大変重要なこととなります。本件では、ドイツが第2弾のマイクロエレクトロニクスIPCEI（欧州共通利益に適合する重要プロジェクト）の予算を早期に執行することが極めて重要です。 SEMI：御社では事業拡大に向けて今年はどんな計画をされていますか。 Fabrowsky氏：Boschは重要な電子部品については、自社で開発製造しています。現在のチップ不足に対処するための第一歩として2022年に4億ユーロ以上を投資し、ドイツのドレスデンおよびロイトリンゲン、マレーシアのペナンの半導体事業を拡張する計画です。 SEMI：Boschにおける半導体事業のリーダーシップという点で、テクノロジーが大きく貢献している理由はなんでしょうか。 Fabrowsky氏：「Invented for Life」、このスローガンが当社の原動力です。Boschは革新的な技術を開発することにより人々の生活の質の向上を目指しています。横滑り防止装置（ESP）などの車の安全装置やスマートデバイスは、Boschが製造したMEMSセンサーが基盤となっています。当社の技術リーダーシップの別の例をあげると、BoschはSiCパワー半導体を自社製造している世界唯一の自動車部品メーカーなのです。 SEMI：一企業として、欧州半導体産業はどのようなポジションにあるべきとお考えでしょうか。 Fabrowsky氏：欧州半導体産業は、最先端ASICやSoCの微細プロセスノードに投資を集中せず、自動車産業が最も大量に必要とするプロセスノードや将来の高性能MEMSセンサーにも配分することが重要です。 Jens Farbrowsky氏は、2012年4月よりRobert Bosch GmbHの車載エレクトロニクス担当執行役副社長を務めています。シュトゥットガルト大学（ドイツ）およびミュンヘン工科大学（ドイツ）で機械工学と経営工学を専攻しました。

はじめに SEMIの通信スタンダードであるSECS/GEMは発行から既に30年近く、GEM300は20年以上も半導体製造の自動化仕様の基礎として参照され続けていています。これらのスタンダードは、今現在でも半導体製造ラインにおいて有効で、その自動化に適用されるべき仕様です。従って半導体製造を自動化運用するにあたり、これらSEMIの通信スタンダードを理解し使うことのできる人材を維持し、サポートを継続する必要があります。このニーズを支援するために、SEMIは通信スタンダードのセミナー「SECS/GEM]と「GEM300」を毎年開催してきました。 残念なことに2020年には新型コロナウィルスの影響でこれらセミナーの開催は中止となりましたが、多くの皆様からセミナー開催を求める声を受けまして、2021年にはウェブ上のセミナーを開催しました。2022年も引き続きウェブ上でのセミナーを開催いたします。 この記事では、新たにSECS/GEM及びGEM300を始めようとする皆様に、セミナーの内容であるSECS/GEMとは何か、およびGEM300とは何かについて概要を説明し、SEMI通信スタンダードへの導入をさせていただきます。 半導体製造装置オンライン化の目的 半導体製造装置のオンライン化の目的は、装置をオンラインで管理し、運転を自動化することです。 装置をオンライン化しなければならないのは、半導体製造はプロセス・ステップが多く、管理と制御が複雑であるという理由があります。図１にトランジスタをウェーハ上に形成するプロセス・ステップのイメージを示します。STI、Wellと呼ばれる工程から、Contact工程までの間に100を超えるプロセス・ステップがあり、ウェーハ毎×プロセス・ステップ毎に、適切なタイミングで一連のプロセス・ステップを実行しなければなりません。更に個々のプロセス・ステップで適切な処理条件を指定して装置をオペレーションしなければなりません。このような装置の管理とオペレーションを間違いなく、かつ滞りなく実行するためにはIT技術の力を借りるしかありません。半導体製造装置は生産を管理しコントロールするシステム（工場情報システム、またはホスト）と通信を介して連携するように統合される必要があるのです。 図1：トランジスタのプロセス・ステップのイメージ 半導体製造装置のオンライン化 個々のプロセス・ステップ毎に使われる装置がホストとの連携のためにオンライン化されます。オンライン化された半導体製造装置は、工場情報システムに装置の状態を報告し、また工場情報システムから指令を受け取り、オペレーションを実行します。これにより、工場情報システムは装置の状態を把握し装置のオペレーションをリモート・コントロールすることができるようになるわけです。 例えば、装置が「プロセスすべきウェーハが到着した」、「ウェーハのプロセスが開始した」、「ウェーハのプロセスが終了した」、または「処理後のウェーハが搬出された」などの状態を報告すると、ホスト（工場情報システム）はこのイベントをとらえてプロセス・ステップを進めます。ホストは、到着したウェーハのプロセス条件を装置に指定し、またプロセス開始の指令を出し装置にプロセスを開始させます。これで、工場情報システムが意図するプロセス・ステップが装置により逐次実行されることになります。 ホストと装置の通信⇒標準化 オンライン化のためには、半導体製造ラインで使われる装置がホストと自動化に必要な通信ができなければなりません。 半導体製造ラインでは様々な装置があり、それぞれの構造や動きにより必要な機能が異なります。半導体製造のプロセス・ステップが多数あり、それぞれのステップに対応する装置の通信の仕方（仕様）を個々個別に定義するのでは仕様の数が膨大になるのでたいへんです。通信の標準化が必要です。 通信を標準化するためには、半導体製造装置に共通して備えるべき通信機能の見え方を描くことが必要となります。この見え方を表現しているのが、いわゆる「一般装置モデル」Generic Equipment Model（GEM）です。図2に半導体製造装置の管理と自動化に適用される通信の機能モデルを示します。この図の中央の列が半導体製造装置の主な仕事をモデル化しています。材料（ウェーハ）を搬入し、プロセス条件を指定し、プロセスを実行して、最終的に材料を搬出する流れとなっています。これ以外に「主な仕事」の周辺をサポートするための様々な機能のモデル化も必要です。図中の左側の列は事前に通信などの設定をする機能のモデル、右側の列がデータ報告などの機能のモデルをまとめたものになっています。 図2：一般装置の通信モデル SEMI E30 GEM GEM「一般装置モデル」はSEMI E30という記号で表されるスタンダードとして文章化され出版されています。E30の正式名称は、SPECIFICATION FOR THE GENERIC MODEL FOR COMMUNICATIONS AND CONTROL OF MANUFACTURING EQUIPMENT （GEM）となっています。 SEMI E5 SECS-II SEMI E30 GEMは半導体製造装置の通信のモデルを定義していますが、その通信で交換されるメッセージの詳細までは定義していません。そのメッセージの詳細を決めているのがSEMI E5 SECS-IIです。 E5の正式名称は、SPECIFICATION FOR SEMI EQUIPMENT COMMUNICATIONS STANDARD 2 MESSAGE CONTENT (SECS-II）となっています。 SECS-IIは、1980年代から現在まで、半導体製造装置の通信に使われる多様なメッセージの詳細定義を集めてきました。SECS-IIで定義されたメッセージを「一般装置モデル」への適用の仕方を定義するために、1990年代にSEMI E30が文書化されました。E30 GEMを応用するためにはE5 SECS-IIのメッセージの知識が必要です。 SEMI E37 HSMS SECS-IIでメッセージの詳細が決められました。しかし、SECS-IIではそのメッセージを相手に伝える方法については決めていません。SECS-IIのメッセージを相手に伝える方法としては、SECS-IとHSMSという仕様が決められています。SECS-Iはシリアル通信を使っています。これに対してHSMSはTCP/IPを使っています。SECS-Iは1980年代に規定されたスタンダードであり、現在の装置とホストの通信のレベルではあまり使われることはありません。現在、ほぼすべての半導体製造ラインではHSMSが使われています。これはTCP/IPがネットワークへの接続を容易に可能にしているためです。HSMSの仕様はSEMI E37.1で規定されています。E37.1の正式名称は、HIGH SPEED SECS MESSAGE SERVICE SINGLE SELECTED-SESSION MODEとなっています。 300mmへの移行 2000年以降では、300mmウェーハの導入により半導体製造の基盤技術が更新され、標準化が更に一歩前進しました。このときの重要な標準化として、ウェーハのキャリアとしてFOUP（Front Opening Unified Pod）を使うことが決められ、その搬入／搬出のロードポートの寸法も決められました。また、300mmの重いキャリアを運ぶためにキャリアの自動搬送が前提となりました。 装置運用の自動化の面では、300mm導入以前にあった運用のバリエーションを解消すべく標準が追加されました。例えば、ウェーハを入れたキャリア（FOUP）のIDの確認方法が標準化されたことは特筆されるべき事柄です。 図3：300mm半導体製造ラインの自動搬送のイメージ GEM300 300mmの製造ラインで使われる一般装置モデルを規定するスタンダード群をGEM300と総称しています。「スタンダード群」ですので、複数のスタンダードが規定されています。GEM300のスタンダードを表1にまとめます。これらのスタンダードは、300mm装置の自動運用に適用される仕様を機能ごとに規定しています。 表1：GEM300の主要スタンダード スタンダード記号 タイトル 機能 SEMI E87 SPECIFICATION FOR CARRIER MANAGEMENT 装置におけるキャリアのロード／アンロードを管理／制御する仕様 SEMI E40 SPECIFICATION FOR PROCESSING MANAGEMENT ウェーハの処理条件（レシピ）指定とプロセス実行を管理／制御する仕様 SEMI E94 SPECIFICATION FOR CONTROL JOB MANAGEMENT 半導体製造のプロセス・ステップに対応してキャリア単位の処理を管理／制御する仕様 SEMI E90 SPECIFICATION FOR SUBSTRATE TRACKING 装置内のウェーハ情報を報告する仕様 まとめ プロセス・ステップを間違いなく、滞りなく実行するためにはITが必要です。 製造装置をITと連携させるためには通信が必要です。 SEMIスタンダードは、一般装置モデルとその通信の標準を規定しています。 一般装置モデルは、300mmの管理と制御の規定へと発展しています。 SEMIスタンダードは、今日の半導体製造ラインの自動化の基本仕様を示します。 最後までお読みいただきありがとうございました SEMIスタンダードは今現在もアップデートされています。 スタンダードの内容は、ボランティアにより検討され規定されます。 だれでもボランティアに登録することができます。 半導体製造の標準を決める活動に参加してみませんか？ SEMI事務局にお問い合わせください。 SEMIチュートリアル SEMIソフトウェアスタンダード 「SECS/GEM」セミナー 申込開始：2022年6月1日 動画配信：2022年8月～9月 参加費 : SEMI会員 25,300円、一般 50,600円（消費税込） 詳細・お申込はこちら SEMIチュートリアル SEMIソフトウェアスタンダード 「GEM300」セミナー ※GEM300セミナーの参加者はSECS/GEMの基礎知識をお持ちの方を想定させていただきます。 申込開始：2022年6月1日 動画配信：2022年8月～9月 参加費 : SEMI会員 28,600円、一般 47,300円（消費税込） 詳細・お申込みはこちら 本件についての問い合わせ及び、SEMIスタンダードI C技術委員会に関する標準化活動にご参加を希望される場合は、以下にお問合せください。 お問い合わせ窓口 SEMIジャパン Standards EHS部 中條 Email : [email protected] ※本記事は、2021年5月31日に公開した内容を最新情報に修正し、2022年6月9日に再度公開しました。

世界的な半導体の需給不均衡は、自動車や医療等のエッセンシャル分野を含むあらゆる業界に影響を及ぼしました。世界中の政府が、トータルで数千億ドルにのぼる断固とした刺激策を打ち出して半導体の生産能力を拡大し、サプライチェーンの強化と増加する需要への対応をはかっています。この半導体生産能力拡大策の実効性は、新しい半導体製造装置の製造と設置にかかっています。一言でいえば、半導体製造装置を増やせなければ、生産能力も増えないのです。 半導体不足により、ウェーハファブ装置など複雑な半導体製造装置の納期が長期化しています。装置メーカー各社の情報では、2020年には3～6カ月だった装置の納期が、2021年の第1四半期には平均10カ月となり、2021年7月には平均で14カ月まで伸びているのです。装置によっては納期が2年を超えているものもあります。 このホワイトペーパーの目的は、半導体製造装置の生産に必要な半導体デバイスの供給を確保することにより、半導体製造装置の納期は大幅に短縮され、半導体デバイスメーカーが計画通りに生産能力を拡大できるようなるという認識を高めることにあります。 半導体増産のあらゆる方策は半導体製造装置に依存 半導体製造装置の納期の長期化によって、半導体ファブに拡張の余地が十分にあっても生産能力の増強が阻まれ、その結果、半導体デバイスメーカーと、材料・装置のサプライヤーからパッケージやテストのサービスプロバイダーにいたるサプライチェーン全体による半導体不足軽減に向けた努力の足枷となる恐れがあります。SEMI World Fab Forecastの2021年末のレポートによると、2020年から2024年の間に新規ファブ計画および大型のファブ拡張計画が86存在します（図1参照）。これは、200mmファブの生産能力の20%増加、300mmファブの生産能力の44%増加に相当します。装置納期の長期化は生産能力の拡張計画の遅延につながり、半導体不足の長期化を招く可能性があります。 図1：2020年～2024年に生産開始予定の新規300mmおよび200mm工場計画 半導体製造装置の生産は比較的少量の半導体デバイスに依存しており、これらは多くの場合、半導体製造装置メーカーとそのコンポーネントサプライヤーにより購入され組み込まれます。半導体製造装置メーカー各社の情報によると、装置メーカーならびにそのサプライヤーが使用する半導体デバイスは、半導体世界市場の1%にも満たない量です。しかしながら、半導体製造装置に使用される半導体デバイスは、増加する半導体需要に対応して生産能力を拡大するために欠かせないものであり、それゆえ、生産能力拡大と製造サプライチェーン強化に向けたあらゆる投資や政策の成否を左右します。半導体製造装置の生産を増やす上での火急の課題は、半導体デバイスの適切かつ遅延のない供給の確保です。半導体生産能力の増強を求める業界および政府の関係者には、半導体製造装置およびそのサプライヤーに対し、新規ファブに設置する装置に使用する半導体デバイスの供給を確保していただく必要があります。 半導体製造装置の乗数効果 重要なのは、半導体製造装置を生産するために必要な半導体デバイスはごく少量であっても、装置が生産する半導体デバイスは大量であり、SEMIによる半導体製造装置メーカーの調査によると、1000倍以上の乗数効果があるということです。半導体製造装置メーカーが必要とする半導体デバイスは製造する装置ごとに、FPGA、パワーデバイス、ADコンバーター、パワーアンプ、メモリーなど多岐にわたります。乗数効果はすべての装置に当てはまり、次のような例があげられます。 FPGAテスト装置の生産には一般的に約80個のFPGAが必要です。しかし、1台のテスト装置は年間32万個のFPGAをテストしますので、その乗数効果は約4千倍となります。 プロセス装置の生産には約100個のFPGAが必要で、1台の装置は1時間あたり120枚以上のウェーハを処理します。ウェーハは製造工程の中で同じ装置によって複数回処理されますが、ほとんどの装置が年間に処理するデバイスの個数は200万個以上であり、その乗数効果は約2万倍です。 光学検査装置の生産には約100個の高性能計算サーバーチップが必要です。その乗数効果は3万倍あるいはそれ以上です。 MCUテスト装置の生産には一般的に約100個のFPGAが必要ですが、各装置は年間1000万個近いMCUをテストすることができます。その乗数効果は約10万倍です。 米国商務省はMCUについて最も不足が著しい半導体デバイスであると言及しています（商務省ブログ）。MCUは自動車など多くの重要な産業で利用されています。MCUテスト装置の10万倍の乗数効果を例にとり、1台の自動車の製造に約100個のMCUが必要であると仮定すると、100個のFPGAを搭載するMCUテスト装置は10万台の自動車の製造に必要なMCUを生み出すことになります（図2参照）。 図2：半導体製造装置の自動車業界への乗数効果の例（出典：SEMIの調査に基づく） 上述のMCUテスト装置の例は、半導体製造装置メーカーとそのサプライヤーに対する必要な半導体デバイスの供給確保の大きな乗数効果を示しています。生産能力の拡充を計画し目標とする半導体産業は、多くの半導体製造装置を必要とし、自動車などの川下産業は、半導体製造装置がもたらす半導体生産能力拡大に依存しています。何十億個もの半導体デバイスとそれを使用する川下の無数の製品は、元をたどれば半導体製造装置が使用する少量の半導体デバイスに依存しています。すべての半導体サプライチェーン関係者が、半導体製造装置用の半導体デバイスの適切な供給を確保する活動を支援することで、半導体の生産能力は拡充し、将来の需要に対応とサプライチェーン強化が進み、半導体不足の再発を防ぐことにつながるのです。 結論 半導体デバイスメーカーは、自動車や医療といったエッセンシャル産業に公平にデバイスを配分するという困難な問題に直面しています。しかし、半導体製造装置メーカーが直面する半導体不足への認識を高めることが必要です。半導体製造装置の製造に使用される半導体デバイスが少量であり、必要不可欠な半導体製造装置の優先順位をあげても、半導体デバイスメーカーは分配戦略を変更する必要がありませんから、半導体製造装置メーカー、半導体デバイスメーカー、川下の最終製品メーカー、そして最終的には消費者を含めた、全員の利益となるのです。 半導体製造装置がなければ、半導体ファブの生産能力を増やして、無数の川下産業の需要に対応することは不可能です。半導体製造装置への半導体デバイス供給の優先順位を上げる効果は計り知れません。これにより装置の納期が短縮し、半導体の生産能力を劇的に引き上げることが可能となり、半導体不足を緩和し、投資利益率も改善するからです。

1980年代の活気を取り戻す。日本での半導体デバイスの生産体制を再興すべく、政府と半導体関連企業が一丸となって活発に取り組みを始めています。 21世紀以降、日本の半導体産業は、半導体デバイスの生産に関しては、キオクシアや外資系企業の日本工場を除けば、全盛期の勢いが見る影もないほどまでに衰退してしまいました。しかし、自動車や産業機器、社会インフラの設備などの日本の競争力が高い産業のサプライチェーンを、地政学的リスクなどに強い強靭なものへと変革していくため、それらの中核部品である半導体デバイスを自国生産できる体制の整備が必須になりました。そして、熊本でのTSMCの工場建設や米国との間での2nm以降の先端半導体開発に向けたタスクフォースの設置など、あるべき論だった再興構想が、具体的な動きや仕組み作りへと変わってきています。 今も製造装置と材料の領域では、世界の半導体産業を間違いなくリードしている日本企業。その強みを生かし、競争力の高い半導体デバイスの生産体制を、どのように築くかがこれからの課題になります。まず、日本の半導体製造装置・材料の企業の力を明確に把握し、世界の半導体デバイスの応用トレンドを加味しながら、精緻な再興戦略の策定とその実践を進めていくことが求められています。 SEMIジャパンでは、2021年以降、SEMIの会員である半導体製造装置、材料のメーカーなどが自社の技術・製品・サービスを紹介する「SEMIパートナーサーチ」と呼ぶオンラインイベントを年1回開催しています。2022年は、7月12日～15日までの4日間、延べ1万人の聴講者、約30社の講演企業を想定して開催される予定です。世界市場の中で大きな存在感と価値を持つ半導体工場を日本に作るうえでの気付きやヒントが得られる、貴重な機会になりそうです。ここでは、今回のSEMIパートナーサーチで注目を集める話題をピックアップし、講演企業の一部を紹介します。 価値と利益を生みだす200mmファブを目指して 最先端のデジタルロジック向けファブの中心は300mm対応です。また、近年では、パワー半導体を生産するファブも300mm化されてきました。このため、200mmファブはもはや時代遅れと見る人もいるかもしれません。しかし、世界の半導体メーカーは、継続的に200mmファブの生産能力の増強を進めています。200mmファブ向け装置の投資額は、2021年には53億米ドルまで上昇。その稼働率は依然として高水準であり、2022年も49億米ドルもの投資が行われるとみられます。SEMIでは、2024年末までに200mmファブの生産能力が、2020年比21％増に当たる、過去最高の月産690万枚にまで高まると予測しています。 200mmファブの需要が拡大している背景には、世界中の企業や政府が、業務のデジタルトランスフォーメーション（DX）を推し進めていること、さらには自動車の自動化と電動化、製造業のスマート化も進められていることがあります。これらの用途では、最先端のロジックチップだけでなく、あらゆる種類の半導体が不足してきます。そして、小ロットのファウンドリ、さらにはアナログICやディスクリート、MEMSの製造に向けて、200mmファブのニーズが高まり続けているのです。 SEMIパートナーサーチでは、最先端のEUVや液浸の露光装置メーカーとして知られるASMLが、100mm~200mm向けの露光装置ソリューション「PAS5500シリーズ」について講演します。一般に、他業界の製造装置に比べて、半導体製造装置の旬は短いと見られがちですが、実際には、さまざまな技術で製造される半導体に需要があります。多様なプロセスノードの製造ラインを、長期にわたって運用することで、利益率の高い高付加価値ビジネスを実践できるようになります。ASMLのPAS5500は、1991年に市場投入された歴史の長いKrFレーザー光源を用いた露光装置であり、同社では、PAS5500を長期にわたって最大限のパフォーマンスで稼働できるように整備するサービスを提供しています。 スマート化は現代の半導体工場の必要条件 あらゆる業界の工場の中で、半導体工場は、最もスマート化が進んでいると言えます。そもそも人間が汚染源になるため、製造時の操業・管理・制御などをなるべく自動化することが求められるからです。最先端の半導体工場では、製造装置の稼働状況や仕掛品であるウエハーや完成品の状態に関する多様かつ膨大なデータを収集し、ライン状況の見える化と自動管理に役立てています。同様の製造管理・制御の仕組みは、より効率的で合理的な操業体制の確立に向けて、古い世代の製造ラインにも適用されつつあります。 SEMIパートナーサーチでは、東芝デジタルソリューションが、既存の半導体製造装置の画面信号を読み取り、定型操作を自動化して、デジタル化を推し進めていくソリューションを提案します。同社は、東芝メモリ時代のキオクシアの四日市工場などの製造データの処理システムを開発。AIを活用した高精度な歩留解析や欠陥検査の実現など、ラインの自動化を推し進める数々の実績を上げてきました。 また、アンシス・ジャパンは、半導体製造プロセスにおける製造装置の稼働精度や歩留まりを向上させるための検証で使用されるエンジニアリング・シミュレーション・ソフトウェアについて講演します。同社は、独自のマルチフィジックス・シミュレーション技術など高度な解析技術を活用し、実際の装置の稼働条件をデジタルツイン上で試す仕組みを提供しています。 さらにドイツのIndustry 4.0の仕掛人であるシーメンスは、半導体装置メーカーのDXと省エネルギー化対策をワンストップで実現する、オンプレミス・エッジソリューションについて講演します。半導体工場には、装置やウエハーから収集したデータの管理や解析などに向けて、工場内、場合によってはエッジで、処理すべきデータが多くあります。データ自体の機密性が高く、しかもリアルタイムでのフィードバックが求められるシーンがたくさんあるからです。同社のソリューションは、こうした半導体工場のスマート化での情報処理ニーズに応えるものです。 半導体工場には、強い脱炭素化の要請がある 脱炭素化に向けた取り組みは、半導体工場でも強く求められるようになってきました。温室効果ガスの排出抑制は、社会的な責任であるとともに、顧客企業の取引条件となったり、カーボンプライシングの導入が進むことによるコスト削減策の一環としても重要性を増しています。半導体工場には、莫大な量の電力を消費しており、しかも製造時にはCO2の数百倍もの温室効果があるガスを使用するなど、対策すべき課題は多いからです。排出抑制に関する取り組みは、各社の競争力に大きな影響を及ぼす要因になりそうです。 半導体業界の環境意識の高まりは、早くから半導体製造装置などの環境負荷軽減に取り組んでいた日本企業にとっては新たな事業機会を生み出す可能性があります。SEMIパートナーサーチでは、東京エレクトロンが、自社製品のサプライチェーン全体で環境対応を推し進めるために2021年6月に立ち上げた、「E-COMPASS (Environmental Co-Creation by Material, Process and Subcomponent Solutions)」と呼ぶイニシアティブを紹介。サプライチェーン全体で実現していく未来や、実現に向けて求めている技術を解説します。同社は、地球環境保全に貢献するための提案を、様々な企業や研究機関から幅広く募集しているといいます。 デバイスと製造技術の高度化には、進んだ検査・測定・テスト技術が必須 半導体チップの高度化が進み、製造プロセスの難易度が高まったことで、製造過程での検査・測定・テストの重要性がこれまで以上に高まりました。さらに、パワー半導体でのSiCのような新材料の導入や、チップレットを集積したSoP（System on Package）による先端半導体製品の製造拡大など、新たな検査・測定・テスト技術の導入が求められる技術革新が実践されてきています。 日本には、こうした技術ニーズに応えるソリューションを保有する検査・測定装置メーカーが数多く存在します。SEMIパートナーサーチでは、日本電子、浜松ホトニクス、ブルカー、日本セミラボ、ノヴァメジャリングインストゥルメンツ、CyberOptics、JFEテクノリサーチ、オックスフォード・インストゥルメンツが登壇、最新技術を披露します。 日本には、世界をリードする半導体製造のエコシステムがあります。次世代の競争力の源泉となる技術を見極め、いかに価値と利益を生みだす工場を構築すべきか、そのヒントがSEMIパートナーサーチにありそうです。 【聴講無料】SEMIパートナーサーチ 日程：7月12日（火）～15日（金）10:00~15:30（各社25分） 価格：聴講無料 配信方法：Zoom 申込締切：7月6日（水）17:00まで 詳細・お申込みはこちら

新型コロナウイルスのパンデミックが広がった時、産業界ばかりでなく世界経済全体が急ブレーキを踏みました。サプライチェーンのロジスティックス混乱や政府による規制といったさまざまな不確実性や困難に見舞われた企業は、緊急の感染リスク対策やビジネスモデルの変更を強いられました。このような状況下においては、持続的成長の見込みは疑わしいと考えられました。しかし、パンデミックによる意外な副作用として世界経済のデジタル化が加速したことで構造転換が進み、すでに成熟していた半導体産業を過去最高へ押し上げたのです。 新型コロナウイルス、地政学的緊張、サプライチェーンの制約がもたらしたあらゆる波乱にもかかわらず、2021年は半導体業界全体にとって2年連続の記録的成長の年となりました。現代デジタル経済を支える多種多様な半導体デバイスからのシリコン需要は依然として旺盛で、2021年のシリコン出荷面積は過去最高を記録しました。半導体材料市場も、2020年の最高値を更新しています。世界的な産業のデジタル化進行による半導体の長期的需要が、この目覚ましい成長を導いたのです。 SEMIの半導体製造装置市場統計レポート年間購読（EMDS）のデータを見ると、2021年の装置業界はアクセルを強く踏んでいたことが分かります。需要に対応する生産能力増強は、前工程/後工程の両装置分野の販売額を押し上げました。半導体製造装置の世界市場は44%もの成長を記録し、2020年の過去最高記録を更新する1020億ドルに到達したのです。装置市場の成長をけん引したのは、先端ロジックとファウンドリの生産能力拡張、DRAMの投資回復、そしてNANDの堅調な投資です。2021年の装置投資は全ての地域で旺盛となり、はじめて中国、韓国、台湾の上位３地域の装置年間投資額が揃って200億ドルを超過しました。 装置のトータル市場の86%を占める前工程（ウェーハファブ）装置は43%の成長を遂げました。前工程装置への投資拡大は、ファウンドリ/ロジック分野と、力強い回復を見せたメモリー分野がけん引したものです。ファウンドリ/ロジック分野の投資は前工程装置の投資全体の半分以上を占めており、2021年は前年比50%の増加をしました。同時に、メモリー分野のNANDおよびDRAM製造装置も旺盛な需要を示し、DRAMは2021年に前年比52%という最高の伸長率となり、NANDも24%増となりました。 一方、後工程装置は、組立及びパッケージングとテスト装置の両分野とも過去最高額となりました。2020年に34%成長した組立及びパッケージング装置は、2021年にさらに前年比87%増の70億ドルとなりました。組立及びパッケージング装置に対する需要は主にフリップチップやウェーハ・レベル・パッケージング等のアドバンストパッケージング技術、そしてワイヤーボンディングの生産能力拡大によるものです。テスト装置は2020年に20%の増加を記録した後、2021年は前年比30%増の78億ドルに達しました。テスト装置の長期需要は安定して5G、自動車、IoT、高速メモリーがけん引しています。これに加えて、チップの複雑化とチップレット構造の採用拡大が成長を急速に押し上げています。 以上の結果、産業構造はより高い資本集約度と著しい成長へシフトしており、これを制限しているのはサプライチェーンの需要への対応、生産能力拡大ペースへの追随の能力となっています。半導体売上高に対する設備投資水準は、2020年の16.2%から2021年には18.5%まで上昇しています。 経済のデジタル化によって、半導体産業は資本集約度と設備投資規模という点で新たな高みへ向かっていますが、その進路には上下動もあるでしょう。パンデミックが始まって以来、半導体産業は、労働力、材料、部品の不足や、物流の遅延、生産能力の不足といった様々な困難に見舞われてきました。こうした困難にサプライチェーンが制約を受け、半導体デバイスを製造するために必要な装置の納期が長期化しています。さらに地政学的緊張と政治的輸出規制が障害に加わって、サプライチェーンや法規制の不透明感を強める恐れがあります。しかし、サプライチェーンネットワークの根本的な再構築には、それが政治的なものでも市場原理によるものでも、数カ月ではなく数年を要するでしょう。 最近の半導体業界はアクセルを踏み込んだり道の穴を迂回したりしながら進んでいますが、まだ成長のガソリンは残っているかが当然の疑問となります。しかし、枯渇の心配は当面ありません。2022年の半導体製造装置市場は、10～12％の堅調な成長見通しがコンセンサスとなっており、SEMIの市場予測においても、先端技術への投資とメモリー分野の旺盛な装置支出に支えられた市場は1140億ドルに達する見込みです。歴史的に見ると、複数年にわたる連続成長は容易ではなく、連続成長の後には、増加した生産能力を消化し、需給バランスを整えるために投資が抑制されるのが通常です。しかし、今日の環境では、デジタルトランスフォーメーションに関連する様々な新技術の台頭により、市場がさらなる成長の道をたどる可能性があり、指標は業界の長期的な拡大路線を指し示しています。 半導体製造装置市場の地域別、装置カテゴリー別のトレンドの詳細については、SEMIの半導体製造装置市場統計レポート年間購読（EMDS）他のレポートをご参照ください。SEMIの市場データ製品についてはこちらをご覧ください。 Inna SkvortsovaはSEMI市場情報チームの市場アナリストです。

2021年夏, SEMI会員企業は、半導体事業に新しいサステナビリティ技術を導入するために、世界のトップスタートアップを発掘し、そのパートナーとなるために力を合わせました。このイニシアチブはStartups for Semiconductor Sustainabilityと呼ばれ、3つの分野をカバーしています。 エネルギー効率： ツール、製造プロセス、およびサプライチェーンレベルでのエネルギー消費を削減することを目的としています。 水テクノロジー：製造プロセスの効率性を向上させるとともに、産業用処理センターでの再生、再利用、および復元を目的としています。 材料の使用： ウエハ処理、材料のリサイクル、および廃棄物の流れの緩和のための持続可能な代替化学物質の開発に焦点を当てています。 この取り組みは、Startups for Semiconductor Sustainability組織委員会によって審査され、SEMICON West 2021 Hybridで開催されたSEMI Sustainability workshopで発表され、18社のセミファイナリストに絞り込まれ、多数の企業を引きつけました。 Lam CapitalのFaran Nouri氏は、 半導体の持続可能性を推進する上でベンチャーキャピタルが果たす役割についての講演の中で、セミファイナリスト を発表した。 その後、セミファイナリストは2022年1月に開催された「スピードピッチ」イベントに参加し、同イベントの組織委員会に参加した企業の代表や、選ばれたベンチャーキャピタル企業に対してプレゼンテーションを行いました。 ピッチ・イベントは、潜在的投資家に対して、今日の半導体業界が最も関心を持っている技術を詳細に検討する機会を提供しています。 組織委員会のメンバーが各ピッチを採点し、最終集計の後、以下の会社を最終候補として選択しました。 ​ 材料の使用 Atonarp デジタル分子プロファイリングソリューションを提供 Irradiant Technologies 3Dナノ加工における光の利用 NuMat Technologies ソフトウェア駆動の材料設計プラットフォーム エネルギー効率性 Electric Hydrogen 効率的で低コストの電解槽 Turntide 効率的なスマートモーターシステムと輸送の電化ソリューション Verdigris Technologies 電力の無駄をなくすエネルギーインテリジェンスの使用 水テクノロジー 2S Water 単一および多元素センサーを用いたリアルタイムデータで水を保護 Infinite Cooling 蒸発式冷却塔システムの水使用量低減技術 Membrion 工業排水用のイオン交換膜の生成 ​ 次のステップは、最終選考に残った人たちが、イベント主催と会うことで、彼らが意思決定者に直接アクセスできるようにすることです。 ある主催者は次のようなコメントを残している。「私の起業家時代にこの機会があったらよかったと思う。」 James AmanoはSEMIのStandards,EHS,Sustainabilityのシニアディレクターです。

米国経済が新型コロナウイルスによる景気後退から脱却しつつある中、1つの重大な懸念が未解決のままとなっています。それは、米国経済がその可能性を十分に発揮するために必要な高い技能を持った人材が足りないという問題です。特に米国におけるマイクロエレクトロニクス業界は、技術のある人材が不足しているほかにも、従業員の多様性欠如といった成長を阻む様々な障害に直面しています。 2月15日、連邦議会下院科学・宇宙・技術委員会で半導体政策を幅広く管轄する科学研究・技術小委員会（Science Research and Technology Subcommittee）が、半導体業界の人材問題についてタイムリーな公聴会を開催しました。私はSEMI Foundationの専務理事として、小委員会に対して証言しました。その他に、カリフォルニア大学バークレー校のTsu-Jae King Liu博士、ペンシルバニア州立大学のOsama Awadelkarim博士が証言されました。科学研究・技術小委員会は、議会でも有数の頭脳集団で構成されているため、このように思慮深く綿密な討論に参加できたことは、とても新鮮なことでした。 公聴会は超党派で行われ、議員からは人材問題の規模や範囲、その解決策などについて鋭い質問が出されました。私からは、業界の認知度向上、幼稚園児から高校生までの理数系教育への投資強化、多様性、公平性、受容性（DEI）への注力について必要性を指摘しました。 私は何週間もかけて小委員会のメンバーについて調査し、想定される質問に対して、SEMI　Foundationの活動を明確に説明できるよう心がけました。準備した回答では、現在検討中の課題の説明だけではなく、半導体業界の人材育成とDEIの課題に立ち向かうために、全員参加で取り組むことが必要なことを強調しました。 委員会メンバーに対して、SEMIの次の活動について説明致しました。 SEMI Career Apprenticeship Network（SCAN）：アプレンティスシップ制度（訳注：見習いとして企業が雇用し、賃金を払いながら職場で技能を習得させる制度）の米国ネットワークの準備を進めており、SEMI会員企業の求人需要が高い仕事に向けた技術トレーニングを提供する計画です。このコンピテンス基盤型トレーニングプログラムは以下を目指しています： 全国的なアプレンティスシップ制度のネットワークとモデルを構築する マイクロエレクトロニクス業界のやりがいのある仕事について啓蒙する 有能且つ多様な見習いの学生の母集団形成のため、アプレンティスシップ制度開始前の進路を新たに設ける歴史的に阻害されてきた集団を質の高い職業に就かせる 半導体産業が代替教育の提供によって多様な人材プールを活用できるよう支援する。 人材不足への取り組み 市町村、州、国の経済強化 SEMI VetWorks：退役軍人および現役軍人が民間職業に移り、マイクロエレクトロニクス業界に就職することを奨励する活動です。SEMI Foundationが制作したVetWorksガイドブックは、退役軍人の雇用を支援するもので、またこの豊富な人材を活用していただくために、ジョブフェア等のイベントをサポートしています。SEMI FoundationはManufacturing Instituteとも同協会のHeroes MAKE America活動を通じて提携しています。 SEMI-米国半導体アカデミー（ASA）パートナーシップ：マイクロエレクトロニクス業界に広がる人材不足を解消し、米国の経済競争力と国家安全保障を維持するために、総合的な人材開発計画の構築を目指すパートナーシップです。SEMIとASAはそれぞれの強みを補い合って、全米での人材教育・訓練計画を強化し、半導体業界の人材プールの拡大・多様化を目指して、職業技能、学位、継続教育に取り組みます。さらに、このパートナーシップは、200以上の大学やコミュニティカレッジと、米国で事業を展開する1,500以上のSEMI会員企業を結びつけることにより、科学的イノベーションや技術の事業化を加速させることも目的としています。 業界イメージ・認知度向上キャンペーン：全国的なメディア・教育キャンペーンとして、業界の仕事を描いたビデオ、技能や興味の評価ツールを提供するオンラインキャリアポータル、職業訓練の情報などを提供しています。 High Tech U：SEMIが長年提供を続けている高校生を対象とした体験型理数系教育プログラムです。さらに多くの学生が参加できるようにプログラムの変更を計画しており、企業規模にかかわらず多くのSEMI会員に参画を働きかけています。 公聴会の後、複数の州政府、労働力開発機関、多数の会員企業など様々な関係者から連絡があり、SEMI Foundationの活動への共感と共に、この種の活動への投資機運が高まることへの期待の言葉をいただきました。私は、SEMI Foundationの熱意が業界内外へと広がっていることに感激しています。 公聴会、SCAN、SEMI-ASAパートナーシップ、その他のSEMI Foundationの活動は、大きな問題に取り組むための重要なステップとなります。SEMI、SEMI Foundation、そして全米のパートナーや会員の皆様は、人材育成の問題に対する認識を高め、人材パイプラインに向けた連邦政府の支出を強力かつ持続的に行うよう提唱する重要な役割を担っておられます。こうした活動への議会のリーダーの支援がなければ、我々の業界、そして我々の経済はその可能性を十分に発揮するは難しいでしょう。 著者について Shari Lissは、SEMI Foundationのエグゼクティブ・ディレクターとして、人材開発やEDIの取り組み、また業界のイメージ及び認知度向上キャンペーンを統括しています。テクノロジー業界における教育、キャリア啓発、人材育成の支援に25年以上の経験があります。　

深刻な半導体デバイスの不足により、半導体業界の人材不足があらわになりました。この問題に対して大学側が産学協力の機会やスキル開発の強化・拡大を模索する中、半導体業界のリーダーや政府関係者では、解決策として産業界の投資や職業研修インフラ、政府の人材政策や投資を検討しているところです。 スマート・マニュファクチャリングの分野では、正規の研修機会の不足、人材ニーズを満たすための産学協力体制の欠如、急速に変化する必要技能、新しい技能を試す機会の欠如など、商用な問題がいくつも表出しています。半導体業界は、自動化によって生成される膨大なデータを管理し製造工程に適用するための人材の新たな技能分類を強く求めており、これが大学カリキュラムの変更を求める声となっています。 本稿では、今後米国でデータを大量に生成する複数の半導体ファブが新たに生産を開始しても、半導体製造分野で人材不足に陥らないために、スマート・マニュファクチャリング人材をいかに育成すべきかについて、専門家の方々の見解を紹介します。 既存ファブにもスマート・マニュファクチャリングは適用可能か SEMI Fab Databaseによると、米国には研究開発、プロトタイプ、フル生産ラインを含めると200以上の半導体ファブがあります。その大半は、小口径ウェーハの少量生産をしており、最新のスマート・マニュファクチャリング装置には適用できていません。 半導体製造分野に進んだ工学部の学生たちは、既存のファブでイノベーションを起こす機会があまりないことに落胆することが多いようです。UCLA の Subramanian Iyer工学教授によると、米国では半導体製造業への就職を考える大学生が減っており、その理由は新卒者向けの求人がない業界だと考えてられているためです。電子機器製造業は時代遅れの技術を使う仕事であり、キャリアの選択肢としては魅力がないと一般に見られているのです。 業界のリーダーでありIEEEフェローのDan Gamota氏は、「ファブ運営企業の資金は限られており、彼らはイノベーションを推進する非常に高価な次世代ファブの建設コストと、既存ファブの運用効率の最大化を比較検討し、投資判断を迫られています」と述べています。「企業はリスク回避的であり、新しい製造技術革新を取り入れるリスクとそれに伴う数十億ドルのコスト負担には消極的になりがちです。こうした企業が従業員を新しい技術についてトレーニングすることはありません。当然のことながら、これまで投資してきた既存のファブの生産高を最大化することに労働力を集中させる方を選択するのです。」 情報技術（IT）と運用技術（OT）の社内融合は、以前から半導体業界でも認められていました。しかし最近では、装置やその自動化、接続を含めてファブをサポートする工学技術（ET）機能が出現しています。 「スマート・マニュファクチャリングからの利益を享受するには、IT、OTとETの高度な連携が不可欠です」とGamota氏は語ります。「デジタルツインを作成するために必要なデータ生成・処理ツールは、ETの機能でしか提供できません。この3つの技術が連携していないために、イノベーションや新技術の統合が妨げられ、最先端の電子機器の商品化を遅らせているのです。」 過去数十年の間に米国では製造業のオフショア化が進み、人材育成と製品の開発、製造がバラバラになった結果、人材不足を招いてしまいました。製造の自動化と製品の設計・開発が切り離されたことで製造業のイノベーションは遅れ、多くの学生をハイテク製造業から遠ざけたのです。 新たに求められる製造技能 デジタルツイン、高度な分析技術、最新ロボット工学の利用により、半導体製造は変革していますが、さらに教育をも変革する可能性があります。Applied Materialsのコンサルタントも務めるミシガン大学のJames Moyne氏は、これは製造ラインの作業者が、ライン自動化のために働く従業員へと自然に進化したものだと言います。「イノベーションを担うのはやはり人間の役割であり、半導体製造のような資本集約的な産業のスマート・マニュファクチャリングには、多くのイノベーションがあります。」 つまり、スマート・マニュファクチャリングによって工場の製造ラインに必要な作業員の人数は減るかもしれませんが、データ分析や応用の技能を持った特別な人材が大勢必要になるのです。Moyne氏は、新しく製造業で雇用される従業員の10%から20%は、高度な技能を有する分野横断的なエンジニアが必要になる指摘しています。 大学のカリキュラム改革の必要性 この新しいタイプの人材は、スマート・マニュファクチャリングを進展させるために、データとデジタルツールの使用をする専門的技能を身につけている必要があります。Gamota氏などのスマート・マニュファクチャリング関係者は、多くの大学と協力して急速に進化するテクノロジーに対応したカリキュラム改革に取り組んでいます。 スマート・マニュファクチャリングには幅広い思考力のある人材が必要です。物理学、予測分析、化学、ロボット工学などの知識を組み合わせて問題を解決する、創造的で既成概念にとらわれない思考ができる人材です。知識の幅に関わらず、これらの分野の知識を活用して複雑な問題を解決しイノベーションを起こす技能のある人はなかなかいません。 大学の教育に対するアプローチは、学士課程で一般的な知識を、大学院で専門知識を教え、博士課程で専門家の育成を目指すというのが常でした。大学が、工学、理学、人文科学を基礎的なITおよびコンピュータ技能に結びつけ、学際的カリキュラムを通じて学生の将来の職業に対する準備を支援できれば、製造業の新しい人材の育成も改善されるでしょう。 米国がイノベーション普及曲線に遅れないために必要な人材育成する方法のひとつに、大学が学際的な技能者育成に向けて学部を連携させ敏捷に対応することがあります。SEMIは、米国半導体製造業の人材育成ニーズに産学連携を通じて対応する米国半導体アカデミー（ASA）の設立提案に参画しています。 大学研究の重要性 半導体製造において、正確度と精度は非常に重要な要素になります。ロボット工学、AI、機械学習の進歩は、デバイスメーカーが競争力を維持するための精度向上とコスト抑制を可能にしました。しかし、半導体製造において誤差は許容されないため、オペレーターは新しい手法を試みることに消極的になりがちです。 Gamota氏は、「大学の業績を促進するのは発見ですが、業界の行動を促進するのは利益です」と述べ、半導体業界には研究や実験に多額を費やす余裕がないことを指摘しました。 半導体業界と大学のもう一つのギャップは、時間の尺度が大きく異なる点です。半導体ファブは生産サイクルの短縮を目指していますが、半導体産業のイノベーション推進は大学の研究に依存しています。したがって、大学が最新の装置を使って学生をトレーニングしていることが重要となります。Gamota氏は、先進的研究施設、シミュレーション訓練、場合によってはインターンシップに対するマッチングファンドに、政府の資金援助を利用できると指摘しています。 大学は、実験と思考のための安全な空間を提供します。産学双方が、教育、人材、専門知識のやりとりを通じて利益を得ることができるのです。 貴重な体験が得られるアプレンティスシップとインターンシップ 専門家は、アプレンティスシップ（企業での職業実習訓練制度）やインターンシップの制度をさらに発展させ、学生に現実世界の問題を解決する方法を探る実践的経験をさせることを強く推奨しています。効率性を重視する今日の半導体ファブは、新しいアイデアを試みるのに理想的な場所とは言えず、ブレーンストーミングや知識共有にも適していません。重視されるのは不良品ゼロ、歩留まり100％の生産です。 製造業のインターンシップの経験者であるGamota氏は「IT/OTなど大半の業務が重視するのは投資収益率であることを、学生はすぐに理解します」と言います。「インターンシップでは、学生がイノベーションを考える時間と日々の教育を両立させる余裕はほとんどありません。しかし、産学の対話を促進することで、学生は今勉強していることをファブの現実問題を結び付けることができるようになるでしょう。」 ファブの外では、James Moyne博士がインターンシップで大きな成功を収めています。博士は、シンシナティ大学と共同で、ユニークな学生インターンシップ制度を運営しています。学生が開発したプログラムをApplied Materialsのソフトウェアに直接統合するというものです。この制度は学生と企業の双方にメリットがあり、学生は自分の仕事が産業界でどう役立つかを見ることができ、産業界は学生が最先端の装置やプロセスの知識を学んでもらえる利益があります。産業界はインターンとの交流を通じて、履歴書に書かれた内容ではなく実際の経験に基づいた適切な人材を採用することができます。 Moyne博士は、容易に学問分野を超えて全体像を把握できる学生に出会うと、スマート・マニュファクチャリングのキャリアに向いている思い嬉しくなります。産業界に理解のある大学教授は、学生をその強みや興味に合ったタイプの仕事、企業、産業分野と結び付けるという重要な役割を果たすことが可能です。 また、訓練プロバイダーと産業界の結びつきを強める方法として、アプレンティスシップ制度が全米で進められています。SEMIは15社以上の会員企業、労働力開発委員会、経済協議会、コミュニティカレッジ、大学、サポートサービスプロバイダー、州政府、連邦政府と協力して、SEMI Career Apprenticeship Network (SCAN) を展開しています。学生と業界で成功するために必要な技能訓練を結び付けることにより、優秀で多様な人材の開発を支援することが狙いです。この訓練は、ベテランの作業者が、半導体西欧装置およびプロセスのソフトウェアの設計および構築を指導する形で提供される予定です。 製造業を取り戻す 米国では自国の半導体製造が国家の優先課題となっています。この原稿を書いている時点で議会が資金調達の法制化として検討しているCHIPS法案は、520億ドルの助成金と補助金によって、米国の半導体産業の復活を支援しようとしています。 CHIPS法案には人材育成が大きく盛り込まれており、理数系学生の奨学金に52億2000万ドル、理数系人材計画に84億3000万ドル、大学の技術センターとイノベーション研究所に95億7000万ドルが割り振られる予定です。こうした資金は、米国半導体産業が国際的な競争力を維持するために不可欠なものです。 SEMIは、次世代の人材開発に焦点を当てた計画や新しいカリキュラム、そして米国で先進的製造を継続するために必要な人材の開発、雇用、維持に資金提供するすべての取り組みを強く支持しています。SEMIならびにSEMI Foundationは、従業員の幅広いレベルに対してプログラムを提供する総合的アプローチをとっています。 SEMI FoundationとSEMIのスマート・マニュファクチャリング活動は、複雑なプロセスを改善することで得られる大きな達成感を体験できるように、今後共同して最新のデータサイエンス/エンジニアリング技術の技能の正式かつ体験的なトレーニングを提案してまいります。 国の政策で製造業を復活できるか 大学レベルでは、米国政府が人材育成に必要な設備の近代化やシミュレーション・モデル開発のための補助金を提供する必要があります。政府がインターンシップやアプレンティスシップにマッチング・グラントを提供して産学双方を支援すれば、ROIを重視するファブにおいても実験によるイノベーション促進が可能になります。 半導体産業の人材不足は、半導体製造のあらゆる側面で産学官が献身的に協力しなければ解決できません。大学のカリキュラム改革、産業界がスポンサーとなった研究、政府の投資のどれもが、人材不足を解消するに時間を必要とします。米国の半導体製造業の衰退は、数十年かけて進行してきました。半導体産業の再編と活性化も数十年単を要することになるでしょう。 Heidi HoffmanはSEMIのコーポレートマーケティングのシニアディレクターです。

近年、ファブ設備へのサイバー攻撃が急増している事を受けて、サプライチェーンを横断する半導体製造データの機密保全にとって重要な一歩となるSEMIスタンダード（標準規格）、SEMI E187が1月中旬にSEMIにより発行されました。 ・SEMI E187, Specification for Cybersecurity of Fab Equipment （ファブ装置のサイバーセキュリティ仕様） 半導体製造データの保護を目的とする仕様であるSEMI E187は台湾ならびに世界の半導体業界におけるサイバーセキュリティのニーズに応えるものです。 SEMI Taiwan委員会傘下のサイバーセキュリティ委員会（※）とSEMIスタンダード台湾地区Information Control (以下I C)技術委員会傘下のFab Equipment Information Security Task Forceでは、今後さらに包括的な情報セキュリティの実施を目指しています。 ※サイバーセキュリティ委員会：サイバーセキュリティの課題、機会、革新に取り組むために2021年に設立されたSEMI Taiwan委員会傘下の１つのグループ。 SEMI E187には、次の4つの主要分野が含まれています。 コンピュータオペレーションシステム 装置搭載のオペレーティング・システムに関する要求 パッチまたはセキュリティ更新を適用する手順の技術文書開発 ネットワーク 安全な通信転送プロトコルのサポート ネットワーク構成の技術文書開発 エンドポイント保護 脆弱性の軽減、スキャンの実行 マルウェアスキャンの実行 アクセス制御 技術文書開発 モニタリング セキュリティイベントログの管理 SEMI Taiwanサイバーセキュリティ委員会委員長であるTSMCのコーポレート情報セキュリティトップのJames Tu博士は、SEMI E187は、半導体デバイスメーカーが自社の情報を保護する上で有効なだけでなく、川上ならびに川下のパートナーと協力して情報セキュリティの強化を図るものだと述べています。 SEMI E187は、半導体製造装置のサイバーセキュリティ保護機能の開発において従うべき基本ルールを提供するものですが、企業はこの仕様を半導体製造装置の購入契約の要求事項として使用することも可能です。 SEMI Taiwanサイバーセキュリティ委員会は、次のステップとして、次の4つの重要エリアにフォーカスする予定です。 本仕様を奨励するためのフレームワークやルート作り 本仕様の認知度向上 情報セキュリティおよび成熟度の評価の奨励 半導体製造サプライチェーン全体の情報セキュリティ評価の長期計画の策定と、サイバーセキュリティの長期戦略の確立 その他にも次の活動を視野に入れています。 規制・ルールの開発 認証・認定制度の確立 認定サプライヤーの認証 SEMI Taiwanサイバーセキュリティ委員会は、この仕様の適用範囲を産業にまで拡大し、今後も積極的に活動を展開していく予定です。 SEMIスタンダード台湾地区I C技術委員会の標準化活動とほぼ同時期にSEMIスタンダード北米地区I C技術委員会でもマルウェアスキャン対策に重点を置いた標準開発に着手しました。装置導入時や、フィールドサービスの修理、パッチ適用、メンテナンス等の継続的な活動を通じて、工場内へのマルウェアの感染を予防する事を目的としており、2月下旬にSEMI E188が出版されました。 ・SEMI E188, Specification for Malware Free Equipment Integration （マルウェアフリー装置組み込みの為の仕様） SEMI E188には、次の4つの主要分野が含まれます。 マルウェアスキャン マルウェアスキャンの実行 システム強化 脆弱性スキャンの実行 フィールドサービスのサポートシナリオ フィールドサポートで使用するコンピューティングデバイスに対する要件 メンテナンス作業後にマルウェアスキャンの実行 ネットワーク ネットワークポート、サービスに関する要件 外部ネットワーク接続に関する要件 SEMI スタンダード北米地区I C技術委員会における標準化活動の次のステップとして、装置オペレータアクセス管理と監視の仕様を開発する提案を行っており、今後もサイバーセキュリティ標準仕様の開発が行われる予定です。 日本においてはサイバーセキュリティに関するセミナーを今年6月頃に行う予定です。 本記事はこちらのSEMI Blog記事を元にSEMIスタンダード日本地区I C技術委員会Fab Equipment Information Security タスクフォースリーダーのご協力により編集、アップデートしております。 本件についてのお問い合わせ及び、SEMI I C技術委員会に関する標準化活動にご参加を希望される場合は以下にお問い合わせください。 お問い合わせ窓口 SEMIジャパン Standards EHS部 中條 Email : [email protected]