洗浄装置を供給している世界トップシェアのメーカーは、「SCREENセミコンダクターソリューションズ」(京都市上京区、以下「スクリーン」)である。ところが、そのスクリーンのシェアが2009年に60%でピークアウトし、2015年には45%を切ってしまった。

 スクリーンが急激にシェアを落とした背景には、韓国サムスン電子傘下の装置メーカー、SEMESの存在があった。なぜ、2009年以降にSEMESはシェアを増大させられたのか。そして、今後、スクリーンが再び圧倒的なトップに返り咲くには何をすべきなのか。

(前編もお読みください)「半導体がこれほど普及したのは洗浄技術があったから」
http://jbpress.ismedia.jp/articles/-/48512

サムスン電子の洗浄装置はすべてSEMES製に

 話は、DRAMでサムスン電子が台頭し始めた1990年代初旬に遡る。サムスン電子は、ニコン、東京エレクトロン(以下「TEL」)、スクリーンなど、日本の装置メーカーに、韓国国内で装置を製造するよう求めてきたという。

 しかし、多くの日本メーカーは、技術流出を恐れてそれを拒否した。ただし、大量に装置を買ってくれるカスタマーの要求を無下に断ることもできないので、装置の最終調整を韓国国内で行うようにした。要するに、形だけはしたがっているように見せかけて、お茶を濁したわけだ。

 ところが、スクリーンだけはサムスンの要求に応じて、1993年1月に、サムスンと合弁でK-DNSを設立してしまった。スクリーンはこの頃、「大日本スクリーン製造」という社名であり、DNSと略されていた。だから、K-DNSとは、「韓国のDNS」という意味であろう。そしてK-DNSには、スクリーンの技術者が多数派遣され、サムスン電子用の洗浄装置はここで製造されることになった。

 現地生産された洗浄装置の1号機は、1994年5月にサムスン電子の器興工場に納入された。その後も、K-DNSは、サムスン電子用の洗浄装置を供給し続けた。

 そのK-DNSは、 2005年1月に社名を「SEMES」に変更した。SEMESの“SE”は、Samsung Electronicsの頭文字である。

 2010年には、スクリーンはSEMESの持ち株を売却し、SEMESはサムスン電子の100%子会社となった。恐らく、スクリーンが進んで売却したのではなく、サムスン電子から圧力をかけられて、売却せざるを得ない状態になったのだろう。

 そして現在、サムスン電子の洗浄装置はすべてSEMES製となり、スクリーンは1台もサムスン電子に装置を供給できなくなったという話が伝わってきた。スクリーンは、軒を貸して母屋を乗っ取られてしまったわけだ。

スクリーンとSEMESの売上高推移

 1993年から2014年について、スクリーンとSEMESの洗浄装置の売上高推移を図1に示す。スクリーンは、乱高下しながらも、売上高を伸ばしてきた。2010年には20億ドルを超えた。

 K-DNSの売上高データが、電子ジャーナルの『半導体製造装置データブック』に記載さるようになったのは、1997年以降である。当初はその売上高は微々たるものだった。ところが、SEMESに改名した2005年には、売上高が1億ドルを超える。この間、SEMESは、スクリーンの技術を貪欲に吸収し、少しずつスクリーンのシェアを侵食していったのだろう。

 そして2010年にSEMESがサムスン電子の100%子会社になったと同時に、その売上高は一気に5億ドル弱に跳ね上がる。この時点でサムスン電子は、スクリーンの装置はもう不要とばかりに切り捨て、SEMES製に切り替えたと思われる。

 スクリーンが地団太踏んで悔しがる光景が目に浮かぶが、もはや後の祭りであった。サムスン電子の量産工場で、SEMESに置き換えられてしまった洗浄装置が、二度とスクリーンに戻ることはないだろう。

最先端メモリ用の洗浄装置ビジネスを失った

 現在、NANDとDRAMで、生産キャパシティの点でも、最先端技術の点でも、トップランナーはサムスン電子である。つまり、SEMESは、最先端メモリ用の洗浄装置を供給していることを意味する。したがって、SEMESの洗浄装置はトップレベルにあると言える。

 次に売上高については、2005年時点では、スクリーンとSEMESには10倍以上の開きがあった。それが、2013年には、3倍程度にまで縮まっている。今後も、洗浄装置市場は拡大していく。特に、次節で述べるが、3次元NAND市場は爆発的に増大することが予想される。したがって、サムスン電子の3次元NANDの規模拡大と共に、SEMESが洗浄装置の売上高をさらに増大させるのは確実である。

 一方、スクリーンは、最先端のNANDとDRAM用の洗浄装置ビジネスを完全にロストしたことになる。スクリーンが失ったものは、あまりにも大きい。

 スクリーンにとっては、3次元NAND用の洗浄装置は、東芝だけが頼りである。しかし、その東芝の3次元NANDは、技術的にサムスン電子から周回遅れになっていると思われる。したがって、このまま手をこまねいていると、近い将来、スクリーンは洗浄装置のトップシェアの座から滑り落ちると思われる。

 では、スクリーンが再び、圧倒的なトップシェアに返り咲くためには、どうしたら良いのだろうか?

爆発する3次元NAND市場

 昨年までは単なるブームだったIoTが本格的に普及し始めた。その結果、人類が生み出すビッグデータは、指数関数的に増加している。このビッグデータをストレージするために、ハードディスクドライブ(HDD)を一切使わず、すべてNANDを使ったSSD(Solid State Drive)を用いる「オールフラッシュ・ストレージ」が急速に普及している。

 SSDがHDDを置き換えている理由は、まず、動作速度にある。ストレージしたビッグデータを検索したり、コンピューティングするには、HDDは遅すぎるのである。また、かなり高価だったNANDが、高密度化が急速に進んだ結果、ビット当たりのコストがHDDと遜色なくなってきたという点も大きい。

 この高密度化のために、NANDは、メモリセルを縦に積む3次元化の開発が急速に進められている。そして、「オールフラッシュ・ストレージ」の要請により、狂乱的とも言える3次元NANDへの投資がはじまった(図2)。

 現在NANDを生産しているメモリメーカーは4グループあり、それぞれ、12インチウエハによる生産能力で、サムスン電子48.24万枚/月、東芝&サンディスク58.8万枚/月、マイクロン&インテル31.95万枚/月、SK Hynix24.9万枚/月であり、世界全体で合計164.1万枚/月となっている。

 これに対して、今後4年間で、どのくらいの投資が行われ、どれだけの3次元NAND生産キャパシティが構築されようとしているのか。

 東芝とウエスタンデジタルは、2017〜2019年に、新・第2棟(通称「N-Y2(ニューワイツー)」)へ150億ドルを投資して10万枚/月の生産キャパを構築する。

 サムスン電子は、2017〜19年に、韓国および中国西安工場へ、それぞれ、140億ドルおよび80億ドルを投資して、10万枚および12万枚/月の生産キャパを構築する。さらに、10万枚/月が追加されるという。

 マイクロンは、2015〜19年に、シンガポール工場へ、40億ドルを投資して、14万枚/月の生産キャパを構築する。また、インテルは、2016〜18年に、中国の台連工場へ、55億ドル投資して、5万枚/月の生産キャパを構築する。

 SK Hynixは、2016年以降に、128億ドルを投資して、10万枚/月の生産キャパを構築する。

 さらに新興勢力の中国XMCは、2018〜20年に、240億ドルを投資して、30万枚/月の生産キャパを構築する。その上、2030年までに100万枚/月に拡大すると発表している。

 これらを合計すると、既存の4グループ+XMCが、今後4年間で、少なくとも720億ドルを投資し、103万枚/月の3次元NANDの生産キャパを構築することになる。これは、現時点でのNANDの生産キャパ164万枚/月の63%に相当する。

 さらに、「ここ4年間で720億ドル投資して103万枚」というのは、一過性ではない。まず、新たに構築する103万枚の生産キャパシティが、逼迫するサーバーの需要からすると全然足りない。そして、ビッグデータが指数関数的に増大することを考えると、3次元NANDの需要はもっと大きくなると予測できる。したがって、2020年以降も、3次元NANDへの狂気に満ちた投資は(波はあるかもしれないが)、続くだろう

スクリーンが復活するには

 今後、製造装置の主戦場は3次元NANDになると思われる。3次元NAND用製造装置においてどれだけシェアを取れるかで、優勝劣敗が決まる可能性が高い。したがって、スクリーンが再び60%のシェアを獲得するためには、3次元NAND市場を攻略する必要がある

 これまでの経緯から言えば、SEMESが100%のシェアを握っているサムスン電子との取引に、スクリーンが再参入することは難しいだろう。

 一方、スクリーンが製造する3次元NAND用洗浄装置の1stベンダーとなっている東芝については、TELやLamなど他社の侵略を防衛する必要がある。

 そして、それ以外のSK Hynix、インテルとマイクロン、XMCについては、1stベンダーとなるべく猛烈な売り込みをかけるべきだ。

 特に、3次元NANDに新規参入するXMCのシェアを取れるかどうかは、スクリーンの将来を大きく左右しかねない。というのは、XMCは、2020年までに30万枚/月の生産キャパを構築する上に、2030年までにはその規模を100万枚/月に拡大すると発表している。この計画通りに行けば(計画経済の中国だからその通りに投資する可能性が高い)、2030年時点で、XMCが世界最大のNANDメーカーになっていることになるからだ。もし、SEMESにXMCまでも押さえられたら、スクリーンがトップに立つことは不可能になるだろう。

 半導体の量産工場では、最初に採用された装置が、その後もコピーイグザクトリの思想によって使い続けられることが多い。ということを考えると、XMCが30万枚/月の生産キャパを構築するここ数年が、スクリーンにとっての正念場になる。XMCの1stベンダーがどこになるかを注目したい。

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筆者:湯之上 隆