北海道を世界的な半導体拠点へ、日本の野心的な計画

日本の半導体復活の中心に北海道がある理由

北海道といえば酪農、ラベンダー畑、深い雪で知られるが、いまこの島では、ここ数十年で最も意欲的な日本の産業振興策が進んでいる。新千歳空港に近い千歳市郊外では、クレーンやクリーンルーム建設が景観を変えつつある。目標は明快で大胆だ。日本国内に先端半導体製造の新時代を築き、自動車やスマートフォンからデータセンター、人工知能に至るまであらゆるものを動かす半導体について、海外供給への依存を減らすことだ。

この計画の先頭に立つのが、2022年に設立された新興の日本の半導体受託製造会社、ラピダスだ。国内の有力企業8社が出資し、政府からも強力な支援を受けている。設立から間もなく、ラピダスは企業間連携を通じて最先端プロセスのノウハウを確保し、北海道に極端紫外線（EUV）露光装置を導入、パイロットラインで動作する2ナノメートルの試作デバイスを製造した。同社は今世紀末ではなく、今世紀のこの10年の後半に量産を目指している。計画どおりに進めば、日本は数十年ぶりに、台湾のTSMCや韓国のサムスンと並ぶ最先端半導体メーカーの一角に返り咲くことになる。

賭けられているものは大きい。世界の半導体市場は年間数千億ドル規模に上る。自動車メーカーの電動化や、クラウド事業者とスタートアップによるAI導入競争を背景に、需要は拡大している。パンデミック中の供給混乱は、半導体の供給網がいかに脆弱かを露呈させた。かつて世界の半導体の半分以上を生産していたものの、現在のシェアはわずかな日本にとって、重要な半導体の生産を国内に取り戻すことは経済安全保障の課題でもある。

ラピダスとは何か、千歳で何を計画しているのか

ラピダスは、トヨタ、ソニー、NTT、ソフトバンク、キオクシア、デンソー、NEC、三菱UFJフィナンシャル・グループ（MUFG）が参加する企業連合として設立され、経済産業省から戦略的な支援を受けている。同社はIBMから主要な2ナノメートルのロジック技術のライセンスを取得し、ベルギーの研究機関imecと連携。千歳市に「IIM 1」と呼ぶ新工場の建設に乗り出した。工場用地には、産業用地が豊富で電力と水を確保できることに加え、空港があり、人や精密機器の輸送時間を短縮できることから千歳が選ばれた。

IIM 1の設計には、技術的な要件と地域らしさの双方が反映されている。施設の外壁は草で覆われ、北海道の景観に溶け込むように設計されている。地元当局はまた、この場所は国内の他地域と比べて大規模地震のリスクが比較的低いと説明している。ラピダスは全自動の搬送システムと、2ナノメートル世代のゲート・オール・アラウンド（GAA）トランジスタ向けの次世代プロセス装置を導入している。

装置群の中核となるのが、極端紫外線（EUV）露光技術だ。ラピダスは、最先端世代での量産に対応できる、広く入手可能な唯一のEUV装置であるASMLの「TWINSCAN NXE:3800E」を受領した。同社は2025年初めにパイロットラインを稼働させ、その後、2ナノメートルの試作デバイスの動作を確認した。歩留まりと品質の目標を達成できれば、2027年の量産開始を目指す方針だ。

半導体技術者として長い経験を持つラピダスの小池淳義社長は、国際連携の重要性と開発を急ぐ必要性を明確に訴えながら、開発を速いペースで進めてきた。

発言を紹介する前に、小池氏の役割に触れておきたい。同氏はラピダスを率い、千歳プロジェクトの発足以来、その全体を統括してきた。開発の速さと、海外の技術保有企業との連携の価値を強調している。

日本で初めて2ナノメートルの試作デバイスの製造に成功しました。これは日本でも世界でも前例のない速さです。

小池氏は、パートナーシップがチームの迅速な開発をどう支えたか、また、単純な規模の競争ではなく、短納期の受託生産で勝負したい理由についても強調している。

この水準の技術を獲得するには、世界の企業との提携が不可欠です。私たちの強みはスピードで、他社の3～4倍の速さで半導体を生産し、納入できます。

しかし、意欲だけで成功が保証されるわけではない。パイロットラインでデバイスの動作を実証した段階から安定した量産へ移行する必要があるが、過去には多くの新規参入企業がこの壁に直面してきた。

先端半導体製造に北海道が適している理由

最先端の半導体工場では、立地が重要だ。経営者や当局者が繰り返し挙げる北海道の利点はいくつかある。水が豊富で、データセンターや施設の冷却に役立つ冷涼な気候を備え、人口密集地域と比べて開発可能な広い土地もある。また、風力、水力、太陽光による再生可能エネルギーの潜在力も高く、将来的には半導体生産に伴う大量の電力需要の一部を補える可能性がある。

こうした自然の強みに、政策面での取り組みが組み合わさっている。北海道の「半導体・デジタル産業振興ビジョン」は、投資を呼び込み、地域全体に効果を広げる集積地の形成を掲げる。サプライヤーはすでにラピダスに続いて千歳に進出している。ASML、東京エレクトロン、アプライド・マテリアルズ、ラムリサーチなどの半導体製造装置・材料大手が、新工場を支えるため現地拠点の設置を始めた。imecをはじめとする研究パートナーは、大学や人材育成機関と連携し、人材の育成や共同プロジェクトの立ち上げを進めている。

空港周辺では、専門人材や住宅、サービス、物流への需要が高まり、地域への影響が目に見える形で現れている。千歳市の都市計画担当者は宿泊施設や交通網の整備を進め、建設業から飲食店まで、企業は技術者や技能者、その家族の流入に備えている。

資金をめぐる課題

日本は先端半導体の生産を国内に呼び戻すため、多額の資金を投じている。取り組みは一つの工場にとどまらず、国内外のメーカーへの補助金、研究プログラム、経済安全保障を柱とする新法などに及ぶ。それでも、最先端分野で遅れを取り戻すコストは、どの尺度で見ても巨額だ。

費用はどのくらいか

業界の試算によると、ラピダスは初期の量産に向けて約5兆円の資金を必要としている。政府の支援額はすでに数十億ドルに達し、2024年末にはAIと半導体向けの追加支援策も発表された。また、政府は2025年度にさらに1,000億円を投じる計画だと報じられている。実現すれば、国内生産能力の拡大を急ぐなかで、政府が筆頭株主になる。補助金、税制優遇、債務保証の正確な組み合わせは予算ごとに変わるものの、方向性は一貫している。国内での最先端生産を立ち上げるため、政府支援をさらに拡充するということだ。

公的資金と政策手段

補助金と並行して、政策面の取り組みも進む。日本の経済安全保障推進の枠組みは、重要なサプライチェーンの確保を目指している。政府はロームなどを重要製品の供給事業者に指定し、広島での設備増強に向けてマイクロンなどメモリー大手への支援も拡大してきた。ほかにも、先端半導体技術センターを通じた研究資金の提供や、海外からの投資を呼び込むための優遇策がある。一方、TSMCは熊本の新工場向けに支援を受けており、すでに12～28ナノメートルの半導体を生産しているほか、2027年ごろの稼働を目指して第2工場を建設中だ。

ラピダスにとって、公的支援は立ち上げ初期のリスクを軽減するが、多額の民間投資や顧客を獲得し、維持するための規律が不要になるわけではない。補助金への恒常的な依存を懸念する批判もある。一方、決定的な資金支援がなければ、日本はさらに後れを取ると擁護派は主張する。成否は、ラピダスが試作品をどれだけ早く、顧客の信頼を得られる高歩留まりの安定した製品に転換できるかにかかっている。

2ナノメートルをめぐる技術競争

ラピダスが掲げる目標は2ナノメートルで、世界トップクラスの競合各社と競うことになる。この数字が何を意味するのかを理解すると、期待の大きさと課題の難しさが見えてくる。

2ナノメートルが実際に意味するもの

7ナノメートル、3ナノメートル、2ナノメートルといったプロセスノードの名称は、業界で使われる略称だ。もはや半導体上の特定の物理的寸法を示すものではない。代わりに、微細化、新しいトランジスタ設計、より緻密な配線を特徴とするプロセス技術の世代を表す。この世代では、先端ファウンドリーはゲート・オール・アラウンド（GAA）トランジスタを採用する。チャネルを複数の面からゲートで囲むことで制御性を高め、リーク電流を抑える仕組みだ。その結果、従来世代と比べ、同じクロック周波数でより高い性能と低い消費電力を実現できる。

EUVが重要な理由

こうした世代への移行には、極端紫外線（EUV）露光技術が欠かせない。EUVは、従来世代の深紫外線（DUV）装置よりもはるかに短い波長の光を使うため、微細なパターンをより精密に形成できる。EUV露光装置を製造しているのはASMLだけだ。ラピダスが導入したNXE:3800Eは、最先端ロジック世代での高い生産性を想定して設計されている。こうした複雑な装置の据え付けと稼働自体が大きな節目となる。専門的な技能、超清浄な環境、数十社に及ぶサプライヤーとの緊密な連携が必要だからだ。

最大の難関は歩留まり

パイロットラインで動作するデバイスを作れば、プロセス全体が機能することは証明できる。しかし、量産は別物だ。ファウンドリーには、月に数千枚のウエハーを供給し、高い歩留まりを達成することが求められる。つまり、各ウエハー上の半導体の大部分が、厳しい性能と信頼性の基準を満たさなければならない。歩留まりの向上には時間と資金が必要で、顧客との連携を通じた改善の繰り返しも欠かせない。TSMCとサムスンはこの分野で豊富な経験を持ち、それが最先端分野を支配する理由の一つとなっている。ラピダスが競争するには、プロセス制御、欠陥の低減、装置の稼働率を迅速に高める必要がある。

競争地図も変わりつつある。TSMCは2ナノメートルの初期開発に着手し、3ナノメートルの改良も続けている。サムスンも独自の2ナノメートル計画を打ち出している。インテルは「Intel 18A」プロセスを推進しており、業界の言い方ではおおむね1.8ナノメートル世代に相当すると説明されるが、同社の命名規則は他社とは異なる。つまり、複数の有力企業が毎年プロセスを改良する、接戦となっている。

顧客、競合、戦略

工場の建設と同じくらい、顧客の獲得が重要だ。TSMCとサムスンは、携帯電話メーカー、クラウド企業、半導体設計会社と長年にわたる関係を築いている。こうしたパートナーシップは設計の選択にも影響し、開発拠点の共同設置につながることさえあるため、新規参入企業が既存大手に取って代わるのは難しい。

ラピダスはスピードと顧客重視を強みに、顧客のニーズに合わせた先端ロジック半導体を短納期で受託生産するとしている。この方針は、近年の供給不足を受け、より予測可能な国内供給を求める日本の自動車メーカーや産業企業に支持される可能性がある。製品開発の初期段階で迅速な試作を必要とするAI半導体の設計会社を引きつけることも考えられる。こうした関係を築くため、ラピダスは米国に事務所を開設。2025年には北海道で顧客向けイベントを開催し、進捗を示すとともに、見込み顧客との交流を図った。

一方、日本の半導体産業全体も動き出している。キオクシアは政府の支援を受け、四日市と北上の設備を拡張した。東芝は石川県に新工場を建設。マイクロンは数十億ドル規模の補助金を受けて広島で生産能力を増強している。サムスンは横浜に研究開発拠点を設ける。熊本へのTSMC進出は、九州でサプライヤーの集積や賃金上昇、地域インフラの整備をすでに促しており、一つの工場がより広範な産業集積を呼び込むという考えを裏付けている。

人材と地域社会

半導体を作るのは機械だけではない。新しい工場には、プロセスエンジニアや装置技術者から、施設管理、安全、物流の担当者まで、数千人の熟練労働者が必要だ。日本の半導体業界は人材不足が深刻で、今後数年で数万人規模の技術者が不足すると推計されている。北海道は人材に北へ移住し、定着してもらわなければならない。

人材育成と教育

ラピダスは北海道大学などと連携し、将来の採用につながる人材育成の流れを築いている。国の計画には、産業界と連携して研究や人材育成を調整する先端半導体技術センターも盛り込まれている。露光、エッチング、成膜、計測、パッケージング、通信分野の技能習得を加速させるため、専門家による講座が計画されている。対象は新卒者に加え、周辺分野から転職する中堅層にも及ぶ。

外国人材と住宅

経営陣は、意欲的なスケジュールを達成するには外国人専門人材の採用が必要になると認めている。大規模な外国人労働者の受け入れに対する国民の支持が低い日本では、なお慎重な扱いを要する課題だ。千歳市の当局は、転入する労働者とその家族のために住宅や地域サービスの準備を進めている。長期的に人材を定着させるには、学校、交通、生活施設の整備が不可欠だ。

電力も人材と事業運営に関わる要素だ。先端工場は大量の電力を消費し、電力の品質にも厳しい要件がある。北海道では水力、風力、太陽光の利用が広がっているが、停止が許されない施設に安定したベースロード電源をどう確保するかをめぐる議論は続いている。地域のエネルギー計画も、採用や人材育成と並ぶ実務上の課題となる。

地政学とサプライチェーンの安全保障

半導体は戦略的競争の中心に位置する。政府の取り組みには経済面の目標だけでなく、政治的・軍事的緊張によって半導体供給が滞るリスクを減らしたいという国家安全保障上の狙いもある。台湾海峡での危機への懸念から、地理的な供給源の多様化が一段と重視されている。日本は米国や欧州のパートナーと足並みをそろえ、最先端装置の輸出規制に取り組んできた。また、米欧の研究機関や企業と緊密に連携し、ノウハウを共有するとともに、強靱なサプライチェーンの構築を進めている。

日本企業は、東京エレクトロン、信越化学工業、JSRなどを通じて、材料、特殊化学品、半導体製造装置の分野で依然として強い地位を保っている。政策担当者は、こうした強みに先端ロジック半導体の生産を加えることで、国内の設計と製造を支えながら、同盟国の市場とも緊密につながる国内市場の形成を目指している。

今後の注目点

今後2年間で、北海道の賭けが期待から量産へと発展できるかが明らかになる。重要な節目は、IIM 1でのプロセス装置の導入と認定の継続、パイロットラインの安定稼働、そして顧客への試作半導体の初出荷だ。歩留まりが向上しているか、主要顧客が継続的な発注を決めたかにも注目したい。

資金調達も引き続き大きな論点となる。政府は追加支援を準備しており、技術面の節目を計画どおりに達成できれば、民間資本の役割も拡大する。千歳市の労働人口や、大学・人材育成機関での採用状況からは、人材不足が和らいでいるかどうかが見えてくる。北海道で安定した高品質の電力を確保するためのエネルギー計画も、地域と国の議論で取り上げられるだろう。

日本のほかの地域では、TSMCの熊本第2工場が2027年ごろに稼働する予定だ。この時期はラピダスの量産目標と重なり、日本が先端製造の複数の成長拠点を同時に支えられるかが試される。産業集積の効果が生まれれば、九州と北海道の地域経済をともに変える可能性がある。

要点

• ラピダスは千歳にEUV露光装置を導入し、パイロットラインを稼働させ、2ナノメートルの試作デバイスの動作を確認した。
• 同社は2027年の量産を目指し、最先端世代でTSMCやサムスンと競う。
• 北海道には用地、水、冷涼な気候、拡大する再生可能エネルギーがあり、ASMLや東京エレクトロンなどのサプライヤーを引きつけている。
• 量産には約5兆円と巨額の資金が必要で、政府は追加出資と政策支援を計画している。
• 日本は補助金に加え、先端半導体技術センターを通じた研究・人材育成を進め、深刻な人材不足への対応を図っている。
• 熊本のTSMC工場や、マイクロン、キオクシア、東芝、サムスンの増強は、日本の半導体産業全体の復活を示している。
• 地政学と経済安全保障が重要な推進力となっており、日本政府は米国や欧州とともに強靱なサプライチェーンを目指している。
• 2025～2027年の進展は、歩留まりの向上、顧客の発注、人材の拡充、工場の連続稼働に必要な安定電力の確保にかかっている。